WO2017198937A1 - Dispositif de coupure destine a etre relie a un circuit electrique - Google Patents

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WO2017198937A1
WO2017198937A1 PCT/FR2017/051168 FR2017051168W WO2017198937A1 WO 2017198937 A1 WO2017198937 A1 WO 2017198937A1 FR 2017051168 W FR2017051168 W FR 2017051168W WO 2017198937 A1 WO2017198937 A1 WO 2017198937A1
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conductive portion
conductive
configuration
initiator
chamber
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PCT/FR2017/051168
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Gilles GONTHIER
Frédéric MARLIN
Jean-François De Palma
Rémy OUAIDA
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Arianegroup Sas
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05—Component parts thereof
    • H01H85/055—Fusible members
    • H01H85/08—Fusible members characterised by the shape or form of the fusible member
    • H01H85/10—Fusible members characterised by the shape or form of the fusible member with constriction for localised fusing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/006—Opening by severing a conductor
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05—Component parts thereof
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    • H01H2085/0555—Input terminal connected to a plurality of output terminals, e.g. multielectrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/0039—Means for influencing the rupture process of the fusible element

Definitions

  • Cut-off device intended to be connected to an electrical circuit
  • the invention relates to a device for breaking the current flowing in an electric circuit and a secure electrical system comprising such a cut-off device.
  • the invention proposes, according to a first aspect, a cut-off device intended to be connected to an electrical circuit comprising at least one pyrotechnic initiator and a body in which are present:
  • a pressurizing chamber in communication with an output of said pyrotechnic initiator
  • At least one conductive portion of the electricity intended to be connected to the electrical circuit at least one fuse element connected in series with the conductive portion, the initiator being connected to the terminals of said fuse element and said fuse element being configured to trip when the intensity of the current flowing through it exceeds a predetermined value and to thereby actuate the initiator, and
  • the pyrotechnic initiator being configured to pass the cutoff device from a first current flow configuration to a second current cutoff configuration, the movable cutoff element being set in motion upon transition from the first to the second configuration to disconnect said conductive portion.
  • the pyrotechnic initiator When actuated, the pyrotechnic initiator is configured to produce a pressurizing gas to pressurize the pressurizing chamber.
  • the pressurizing gas exerts pressure on the movable cutoff member to move it.
  • the movable breaking element thus set in motion is configured to move the device into the second configuration in which the conductive portion is disconnected, ie in a configuration in which the flow of an electric current in the conductive portion is interrupted.
  • the electric current flowing in the electrical circuit is cut off.
  • the invention proposes a cut-off device making it possible to rapidly achieve a reliable electrical break in a circuit in case of overcurrent of the electric current and thus to avoid damage to an electrical device powered by said circuit. More specifically, during normal operation of the system, the fuse element is on, the voltage across the relatively weak fuse element and the current flowing through the ignition device of the pyrotechnic initiator is low enough not to operate the latter. On the other hand, when the intensity of the current flowing through the fusible element exceeds the predetermined value, the fuse element is triggered, that is to say that its resistance increases so as to initiate the disconnection of the conductive portion.
  • the voltage at the terminals of the fuse element increases during its release and therefore the intensity in the ignition device increases thereby enabling the pyrotechnic initiator to be actuated and the device to be passed from the first to the second configuration in order to permanently cut off the current flow in the circuit.
  • Another advantage of the invention is that a compact and integrated cut-off solution is proposed insofar as the fuse element making it possible to trigger the initiator is present inside the cut-off device and not at the outside of the latter.
  • the invention thus advantageously makes it possible to simplify the existing breaking systems by proposing an autonomous cut-off device directly integrating the element that will trigger the cut-off, in this case the fuse element.
  • At least one resistor or diode may be present in series on the line connecting the ignition device of the initiator to one of the terminals of the fuse element.
  • Such an embodiment advantageously allows to avoid any risk of degradation of the ignition device by the current flowing in the latter.
  • the fuse element can be attached to the conductive portion.
  • the fuse element constitutes a separate element of the conductive portion which has been connected in series with the latter, for example by welding.
  • the fuse element may be constituted by a thinned area of the conductive portion.
  • the conductive portion and the fuse element are made of the same material.
  • the pressurizing chamber constitutes a first cutoff device chamber, at least a portion of the conductive portion being present in a second chamber present in the body, the movable cutoff element. separating the first chamber from the second chamber and having at least one relief formed of an electrically insulating material, said at least one relief facing the conductive portion, the mobile breaking element being moved towards the conductive portion to break it by impact with the relief when passing from the first to the second configuration.
  • the disconnection of the conductive portion is effected by breaking thereof by impact with the relief when the device passes from the first to the second configuration.
  • the present invention is however not limited to such an embodiment where there is rupture of the conductive portion during actuation of the initiator.
  • the conductive portion has a first electrically conductive element and a second electrically conductive element and the movable cleavage element has a third electrically conductive element, the third element conductor making the electrical connection between the first and second conductive elements when the cut-off device is in the first configuration and the third conductive element being disengaged from at least one of the first and second conductive elements so as to prevent the circulation of an electric current between them when the device is in the second configuration.
  • an electric current can flow between the first conductor and the second conductor through the third conductor when the device is in the first configuration.
  • the first and second conductors are no longer electrically connected without breaking the conductive portion.
  • This electrical disconnection results from the displacement of a conductive element of the movable breaking element when the device passes from the first configuration to the second configuration.
  • the conductive portion is disconnected by eliminating the electrical connection between at least two conductive elements thereof, without there being a break in said conductive portion, following the displacement of the mobile breaking element when the device goes from the first to the second configuration.
  • the movable breaking element may, in this embodiment, be entirely formed of an electrically conductive material or comprise the third conductive element and an insulating portion of the electricity.
  • the device may comprise a single conductive portion.
  • the cut-off device may be intended to be connected to a single-phase supply circuit.
  • the device may comprise a plurality of conductive portions, a fuse element being connected in series with each of the conductive portions, the initiator being connectable across the fuse element and the fuse element being configurable to trip when the the intensity of the current flowing through it exceeds the predetermined value and thereby actuates the initiator.
  • the cut-off device may be intended to be connected to a polyphase supply circuit.
  • the multiphase supply circuit may for example be a three-phase circuit or alternatively have two or at least four phases.
  • phase of the circuit is meant, unless otherwise stated, the electrical conductor corresponding to said phase of the electrical circuit.
  • the invention also relates to a secure electrical system comprising at least:
  • a secure power supply system comprising at least:
  • the electrical system may further comprise a control element of the electrical device configured to actuate the initiator when the value of an operating parameter of the electrical device reaches a predetermined value.
  • a control element of the electrical device configured to actuate the initiator when the value of an operating parameter of the electrical device reaches a predetermined value.
  • the operating parameter can be pressure or temperature.
  • the control element of the electrical device can be configured to actuate the pyrotechnic initiator when the temperature of the electrical device or the pressure of at least a portion of the electrical device exceeds a predetermined value.
  • the present invention also relates to a vehicle comprising at least one secure electrical system as described above.
  • vehicle can for example be an aircraft, a train or an automobile.
  • the present invention also relates to an installation comprising at least one secure electrical system as described above.
  • the electrical device may for example be a train engine.
  • the electrical device may be a heat pump or a power plant.
  • FIG. 1 represents a section of a first example of a breaking device according to the invention in the first configuration
  • FIG. 2 is an exploded view showing various elements constituting the device of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a perspective view of the cut-off device of FIG. 1 ready to be connected to an electric circuit
  • FIGS. 4A to 4C illustrate the breaking of the current carried out by the device of FIG. 1, and
  • FIG. 5 is a detail of a second example of a breaking device according to the invention.
  • FIG. 5A is a detail of a third example of a breaking device according to the invention
  • FIG. 6 represents a section of a fourth example of a breaking device according to the invention in the first configuration
  • FIG. 7A represents a section of a fifth example of a breaking device according to the invention in the first configuration
  • FIG. 7B represents a section of the cut-off device of FIG. 7A in the second configuration
  • FIG. 8 represents an exploded view showing various constituent elements of the device illustrated in FIGS. 7A and 7B,
  • FIG. 9 schematically represents an example of a secure electrical system according to the invention.
  • FIG. 10 schematically shows an alternative secure electrical system according to the invention.
  • Figure 1 is a sectional view of an example of cut-off device 1 according to the invention. As will be detailed below, there is, in the example of cut-off device 1 illustrated in FIG. 1, rupture of the conductive portion during the passage of the device 1 from the first to the second configuration. Other arrangements are possible within the scope of the present invention as will be described later.
  • the device 1 is in the first configuration, that is to say in a configuration in which an electric current (arrow I) can flow in the phase 10 of the supply circuit and in the conductive portion 8.
  • the supply circuit is single-phase and the cut-off device 1 comprises a single conducting portion 8.
  • the circuit comprises a plurality of phases and the cut-off device a plurality of conductive portions, such an embodiment being discussed below.
  • the cut-off device 1 comprises a pyrotechnic initiator
  • the pyrotechnic initiator 3 further comprises a pyrotechnic charge 4.
  • the pyrotechnic charge 4 may be in the form of one or more monolithic blocks. Alternatively, the load 4 can be in form granular. It is general knowledge of one skilled in the art to choose the nature and the dimensions of the pyrotechnic charge to be implemented for the application of cut-off of the targeted current.
  • the device 1 comprises a body 11 inside which a first 7 and a second 12 chambers are present.
  • the body 11 may for example be formed of a thermoplastic or thermosetting material.
  • the pyrotechnic initiator 3 comprises a seal 6 of elastically deformable material bearing on an inner wall 14 of the body 11.
  • the ignition device 9 is, in the illustrated example, housed in the body 11.
  • the body 11 furthermore has two through-channels 11a, each of the conductors 5 extending in a separate channel 11a.
  • the first chamber 7 constitutes a pressurizing chamber and is in communication with an output S of the pyrotechnic initiator 3.
  • the pyrotechnic initiator 3 is configured to pressurize the first chamber 7 when it is actuated.
  • the pyrotechnic charge 4 is present in the first chamber 7. However, it is not beyond the scope of the invention when this charge is present outside the first chamber as long as the latter remains in communication with the first chamber. an output of the pyrotechnic initiator.
  • a conductive portion of the electricity 8 is present in the second chamber 12 (see FIGS. 1 and 3 in particular).
  • the ends of the conductive portion 8 protrude from the body 11 in the illustrated example.
  • This conductive portion 8 is, in the illustrated example, in the form of a tongue.
  • the conductive portion 8 may for example be copper.
  • the conductive portion 8 is provided with a fuse 40 which is connected in series with the latter.
  • the fusible element 40 constitutes, in this example, a separate element of the conductive portion 8 which has been attached thereto.
  • the fuse 40 may for example be soldered or clipped to the conductive portion 8.
  • the fuse 40 has been welded with its insulating envelope to the conductive portion 8.
  • the fuse 40 here comprises a fuse core present in an envelope insulating electricity.
  • the insulating envelope may contain a powder of an electrically insulating material, such as silica, within which the fusible core is present.
  • the fact of using a fusible core with its insulating envelope advantageously makes it possible to improve the behavior in the fusible soul time, and thus further improve the reliability of the cutoff device.
  • the fuse 40 is present in the second chamber 12 which is present inside the body 11.
  • the electrical conductors 5 are each connected to a separate terminal of the fuse 40.
  • the side wall 22 of the body 11 has channels 23a and 23b through which electrical conductors 24a and 24b extend.
  • the first electrical conductor 24a connects a first terminal of the fuse 40 to a first conductor 5 of the ignition device 9.
  • the second electrical conductor 24b connects a second terminal of the fuse 40, different from the first, to a second conductor 5 of the device. ignition 9 different from the first driver.
  • the fuse does not need to hold a high voltage which allows the use of fuses having a relatively low breakdown voltage.
  • the cut-off device can be used in a system implementing a voltage of less than 100 V, for example.
  • At least one resistor or a diode in series (not shown) on the line connecting the fuse 40 to the ignition device 9 in order to reduce the intensity flowing in the ignition device 9 and thus to avoid any degradation of the latter in the presence of the nominal current.
  • the conductive portion 8 is present on a support 18.
  • the support 18 has, in the illustrated example, a drawer structure intended to be engaged in an opening 22a of the side wall 22 of the body 11.
  • the support 18 defines a relief in Hollow 20 located below the conductive portion 8 when the device 1 is in the first configuration.
  • the support 18 has a groove 19 in which is housed the conductive portion 8.
  • the conductive portion 8 is intended to be connected to a phase 10 of the supply circuit. This connection can for example be performed by welding.
  • the ends of the conductive portion 8 are connected to a phase 10 of the supply circuit.
  • the exemplary device 1 of FIG. 1 further comprises a movable breaking element 15 formed of an electrically insulating material, for example polyetheretherketone (PEEK GF40) or polyphenylene sulphide (PPS).
  • the cutoff element 15 sealingly separates the first chamber 7 from the second chamber 12.
  • the cutoff element 15 is located between the first 7 and the second 12 chambers.
  • the cutoff element 15 has at least one relief 17 opposite the conductive portion 8.
  • the cutoff element 15 has a seal 16 formed of an elastically deformable material which bears on a side wall 22 of the body 11.
  • the side wall 22 surrounds the first 7 and second 12 chambers.
  • the side wall 22 of the body 11 defines an interior volume in which the first 7 and second 12 chambers are present and in particular wherein the fuse 40 is present.
  • the fuse 40 is present in the second chamber 12.
  • the relief 17 is in the form of a portion of extra thickness.
  • the cutoff element 15 has a single relief 17 intended to break the conductive portion 8.
  • the invention is not limited to a particular shape for the distal end 17b of the relief 17 as long as the relief 17 is able to break the conductive portion 8 by impact with the latter.
  • the distal end 17b of the relief 17 may thus for example have a flat shape as illustrated or a pointed or rounded shape.
  • the breaking element 15 is configured to move along the axis of displacement X following the actuation of the pyrotechnic initiator 3. When the device 1 is in the first configuration, the recessed relief 20, the conductive portion 8 and the relief 17 are superimposed along the axis X.
  • the body 11 is overmolded on the pyrotechnic initiator 3.
  • the cut-off element 15 is then inserted into force at As shown in FIG. 2, the cut-off element 15 has a positioning relief 26, here in the form of a notch, designed to cooperate with a relief present on the internal wall of the body. This cooperation makes it possible to block in rotation the breaking element 15 and thus to avoid that the latter turns around the axis X when the first chamber 7 is pressurized by the pyrotechnic initiator 3.
  • the conductive portion carrying the fuse 40 is then placed in the groove 19 of the support 18.
  • the support 18 is then inserted through an opening 22a of the side wall 22 of the body 11 transversely relative to the axis of displacement X and the son 24a and 24b are then soldered to the terminals of the fuse 40.
  • the cut-off device 1 illustrated in FIG. 3 is thus obtained, which is ready to be connected to a supply circuit, for example by welding phase 10 to the conductive portion 8.
  • the device 1 is initially in the first configuration in which an electric current (arrow I) can flow in the phase 10 and in the conductive portion 8 (the fuse 40 is passing).
  • the breaking element 15 is in a first position, said high position.
  • the fuse 40 is triggered.
  • the resistance across the fuse increases, which allows to actuate the pyrotechnic initiator.
  • the actuation of the pyrotechnic initiator 3 makes it possible to pass the breaking device of the first configuration to a second configuration in which the circulation of the electric current in the conductive portion 8 is interrupted (disconnected conductive portion).
  • the actuation of the pyrotechnic initiator makes it possible to carry out the combustion of one or more pyrotechnic charges 4 in order to generate a combustion gas (arrows F) which will pressurize the first chamber 7 (see FIG. 4A).
  • This pressurization of the first chamber 7 moves the cut-off element 15 towards the conductive portion 8.
  • the movable cut-off element 15 is configured not to be broken during the pressurization of the first chamber 7 by the pyrotechnic initiator .
  • the cutoff element 15 is configured to move without deformation during the passage of the device 1 from the first configuration to the second configuration.
  • the cut-off element 15 is driven in a translation movement along the X axis in the direction of the conductive portion 8 during the transition from the first configuration to the second configuration.
  • the movement of the cut-off element 15 does not include a component of rotation about the X axis during the passage from the first to the second configuration.
  • the cutoff element 15 impacts the conductive portion 8 and thus breaks the latter (see FIGS. 4B and 4C). This breaking of the conductive portion 8 into several distinct parts 8a and 8b makes it possible to prevent the flow of electric current and thus to guarantee the safety of the system.
  • the cutoff element is configured as illustrated to impact the conductive portion 8 transversely, for example perpendicularly, to the direction of flow of electric current in this portion 8.
  • the relief 17 is housed in the relief in hollow 20 of the support 18 when the device 1 is in the second configuration, the relief 17 thus abuts on the bottom of the recessed relief 20.
  • the breaking element 15 is in a second position, said low position and the current is cut.
  • This example of a device according to the invention can advantageously make it possible to cut the current particularly fast, for example in about 0.2 ms.
  • the relief 17 impacts the conductive portion at a zone distinct from that where the fuse 40 is present. However, it is not beyond the scope of the invention if the device is arranged so that the relief comes directly impact and break the fuse integrated in the conductive portion.
  • the initiator may be chosen to have a dielectric insulation after operation greater than the system voltage.
  • a maintenance operation may be performed after the power circuit has been cut in order to remove the breaking device in the second configuration and replace it with a cut-off device in the first configuration.
  • the power supply of the electrical device via the supply circuit can then be resumed.
  • cut-off device 1 which has just been described with reference to FIGS. 1 to 3 and 4A to 4C is such that (i) the breaking of the current is carried out by breaking the conductive portion 8 during the impact of the latter with the movable breaking element 15, and (ii) the fuse 40 is present in the second chamber 12 in which the conductive portion 8 is present.
  • Other configurations are conceivable in the context of the present invention as will be described below.
  • FIG. 5 shows a detail of a cut-off device according to an alternative embodiment of the invention.
  • the cut-off device comprises a plurality of conductive portions 80.
  • the cut-off device comprising this plurality of conductive portions may be intended to be connected to a polyphase circuit.
  • the cut-off device is intended to be connected to a three-phase circuit.
  • the number of conductive portions 80 of the cut-off device can be equal to the number of phases of the circuit.
  • Each of the conductive portions 80 is intended to be connected to a separate phase of this circuit.
  • Each conductive portion 80 has a fuse 40 connected to it in series.
  • the remainder of the cut-off device may be similar to that described in FIG.
  • the pyrotechnic initiator has a plurality of ignition devices each connected to the terminals of a separate fuse.
  • the conductive portions 80 are spaced from each other by a non-zero distance.
  • the relief of the breaking element is intended to simultaneously break the different conductive portions 80 during the actuation of the pyrotechnic initiator.
  • FIG. 5A shows a detail of another variant of the breaking device according to the invention.
  • the conductive portion 90 is formed of a single material and has a thinned zone 140 of reduced width and possibly reduced thickness. This thinned zone 140 is configured to melt when the intensity of the current flowing through the conductive portion 90 exceeds the predetermined value.
  • An initiator is further connected across the thinned area 140 so as to initiate the power cut when the resistance of the thinned area 140 increases, in a manner similar to that described above.
  • the fuse element is constituted by a necking of the conductive portion itself, without having to report a third fuse element in series therewith.
  • FIG. 6 shows a variant of the breaking device 111 according to the invention in the first configuration, that is to say in a configuration in which an electric current (arrow I) can flow in the phase 110 of the circuit d. and in the conductive portion 180.
  • the device 1 comprises a body 114 inside which are present: a first chamber 7, a second chamber 12 and a third chamber 128.
  • the pyrotechnic initiator 3 has the same structure as in the example of Figure 1 and the same reference numerals have been repeated in Figure 6 to designate the same elements as in Figure 1.
  • the first chamber 7 constitutes a pressurizing chamber and is in communication with an output S of the pyrotechnic initiator 3.
  • a conductive portion of the electricity 180 is present in the second chamber 12.
  • the fuse element is not present in the second chamber 12.
  • the device 111 comprises a third chamber 128 in which there is a fuse element 130 and a powder 131 of an electrically insulating material.
  • the fuse element 130 is here present inside the insulating powder 131.
  • the insulating material of the electricity may for example be silica.
  • the fuse element 130 may consist of the fusible core of a commercial fuse that has been separated from its insulating casing.
  • the fuse element 130 is connected to the phase 110 of the circuit via the electrical connector 110a and this element 130 is further connected in series to the conductive portion 180 via the electrical connector 180a.
  • the conductive portion 180 is, in turn, connected to the phase 110 of the circuit to allow, in normal operation, the circulation of an electric current in the circuit through the cutoff device 111.
  • the electrical conductors 5 are each connected to a terminal which is distinct from the fuse element 130.
  • the side wall 122 of the body 114 has channels 123a and 123b through which electrical conductors 124a and 124b extend.
  • the first electrical conductor 124a connects a first terminal of the fuse element 130 to a first conductor 5 of the ignition device 9.
  • the second electrical conductor 124b connects a second terminal of the fuse element 130, different from the first, to a second driver 5 of the ignition device 9 different from the first driver.
  • the resistance across the fusible core increases thereby generating a sufficient potential difference to actuate the ignition device 9 and thus to cut the electric current.
  • the actuation of the ignition device 9 makes it possible to set in motion the mobile breaking element 15 which will break the conductive portion 8 by impact with the latter in order to interrupt the flow of electric current in the circuit.
  • the first 7, second 12 and third 128 rooms are superimposed.
  • the second chamber 12 is positioned between the first chamber 7 and the third chamber 128 in this example.
  • the conductive portion 180 is present on a support 118 having a drawer structure similar to that described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the channels 123a and 123b extend through the drawer 118 so as to be able to connect the connectors 5 to the terminals of the fuse element 130.
  • Actuation of the initiator results in the movement of the movable breaking element 15 towards the conductive portion. 180 to break the latter, in a manner similar to that described in Figures 4A to 4C.
  • the cut-off device 211 comprises a hollow body 216 of electrically insulating material delimiting a cavity 219, a pyrotechnic initiator 223 and a conductive portion comprising two primary electrical conductive pads 213, 214 which open into the cavity 219.
  • the conductive portion thus comprises a first conductive element of electricity (conductive pad 213) and a second electrically conductive element (conductive pad 214).
  • the first 213 and the second 214 electrically conductive elements are shifted along the longitudinal axis Y of the cavity 219 in the illustrated example.
  • the cutoff device 211 also includes a movable cutoff element 220 configured to move in the cavity 219.
  • the cavity 219 is cylindrical and the movable cutoff element 220 is itself essentially cylindrical.
  • the movable breaking element 220 comprises, in the illustrated example, a first portion formed of an electrically insulating material and a second portion formed of an electrically conductive material.
  • the movable cutoff element 220 comprises a split tube 221 which comprises at least one electrically conductive element. In the example illustrated in FIGS. 7A, 7B and 8, the split tube 221 is entirely electrically conductive.
  • the split tube 221 has a slot 229.
  • the movable cutoff element 220 further comprises a sliding drawer 222 of electrically insulating material forming a piston, adapted to move within the cavity, so as to cause with it the split tube 221.
  • a movable cutoff member entirely formed of an electrically conductive material could be used in the example of the cutoff device shown in FIG. 7A.
  • Such an element could comprise a first tube portion similar to the illustrated conductive tube 221 and a second disk portion extending transversely to the Y axis and obstructing the first portion.
  • the slotted tube 221 (third conductive element) provides the electrical connection between the pads 213 and 214 (first and second conductive elements). This allows the current to flow in the circuit through the conductive portion of the cutoff device 211.
  • the pyrotechnic initiator 223 comprises a pyrotechnic gas generator, known per se, installed in the hollow body so as to communicate with the cavity 219.
  • a pressurizing chamber 225 is defined between the pyrotechnic initiator 223 and one of the axial end faces of the piston 222.
  • the piston 222 has a cavity 226 in its upstream face, directed towards the pyrotechnic initiator 223, and this cavity 226 constitutes a part of the pressurizing chamber 225.
  • the two electrical conductive pads 213, 214 are electrically connected to each other via the slotted tube 221 in a first, so-called initial position.
  • the electrical contact being made via the third conductive element (here the split tube 221), as mentioned above.
  • the two conductive pads comprise two coaxial rings 213a, 214a axially offset along the Y axis (corresponding to the direction of movement of the mobile cut-off element 220) and these rings 213a, 214a are at least in close contact with the conductive part of the movable cutting element (here the split tube 221) when in said first position.
  • the inner faces of the rings 213a, 214a are flush with the wall of the cavity 219.
  • the split tube 221 is engaged by forced engagement between the rings 213a, 214a of said primary conductive pads 213, 214 , which ensures an excellent electrical connection between said primary conductive pads during the entire period preceding the actuation of the cut-off device 211.
  • one of the rings 213a has in the illustrated example a fuse 240 which is connected in series.
  • the fuse 240 is, in the example shown, integrated with the ring 213a with its insulating envelope.
  • the support portion 212 of the pyrotechnic initiator 223 includes two through-channels 212a and 212b.
  • a first electrical conductor 240a extends through a first channel 212a so as to connect a first electrical conductor 223a of the pyrotechnic initiator 223 to a first terminal of the fuse 240.
  • a second electrical conductor 240b is extends through a second channel 212b so as to connect a second electrical conductor 223b of the pyrotechnic initiator 223, different from the first conductor 223a, to a second terminal of the fuse 240 different from the first.
  • the resistance of the fuse 240 increases so as to create at its terminals a potential difference sufficient to be able to actuate the pyrotechnic initiator 223.
  • a fuse element connected to the pyrotechnic initiator could be present on the electrical pad 214 being connected in series thereto.
  • the movable cutoff element 220 moves to a second position in the cavity (FIG. 7B), following the pressurization of the chamber. pressurized 225.
  • the split tube 221 is clear of the pad 213, this prevents the electrical connection between the two conductive pads 213, 214 and interrupt the flow of current in the circuit.
  • the split tube 221 is separated from the pad 213 and is in contact with the pad 214.
  • FIG. 8 shows how one can achieve a simple and economical way a cutoff device 211 as described.
  • the hollow body 216 is defined by the assembly of two housing elements 230, 231, respectively left 230 and right 231.
  • the housing element 230 comprises two threaded blind holes 232 surmounted by a laterally open recess 233a, 233b and 233c and whose shape is defined to accommodate a portion of each electrical conductive pad 213, 214 and a portion of the support 212 of the pyrotechnic initiator.
  • Each electrical conductive pad has a ring 213a and 214a extended laterally by a connection bar 213b and 214b protruding outside the insulating hollow body so that it can be connected to the external electrical circuit at the breaking device 211.
  • the second element of FIG. housing 231 has two through holes 236 for inserting fastening screws 237.
  • it further comprises a laterally open recess 234a, 234b and 234c and whose shape is defined to accommodate a portion of each electrical conductive pad 213, 214 and a portion of the support 212 of the pyrotechnic initiator.
  • the support 212 is mounted between the two housing members 230, 231 and comprises a bore 238 which receives at its end the initiator 223.
  • the initiator 223 is mounted inside said support 212 so as to define the setting chamber. under pressure 225 within said bore 238.
  • the split tube 221 is forced into each of the two rings 213a, 214a.
  • the two axially offset and coaxial rings 213a, 214a are electrically connected via the split metal tube 221.
  • the insulating drawer 222 is inserted inside. Slotted split tube 221.
  • a first or upstream portion 241 cylindrical in shape, of diameter substantially equal to the diameter of the cavity 219, slides along the inner faces of said cavity. In its upstream face, directed upwards in FIGS. 7A, 7B and 8, the first part 241 comprises a cavity 226, here also substantially cylindrical, which partially delimits the initial volume of the pressurizing chamber 225.
  • the first portion 241 has two circumferential grooves 261, 262, axially spaced from each other, and each receiving an O-ring seal 263, 264.
  • the piston 222 closes the pressurizing chamber 225 and allows the rapid increase of pressure in the closed environment of this chamber.
  • the gases generated in the pressurizing chamber 225 do not infiltrate to the conductive rings 213a, 214a.
  • a groove is advantageously formed in at least one of said grooves and configured to form a calibrated passage for exhausting air from the pressurizing chamber when mounting the piston 222 in the carrier 212 of the initiator pyrotechnic 223.
  • the piston 222 located at least partly upstream of the split tube, has the function of transmitting to the said tube 221 the pressure force generated by the gases in the pressurizing chamber 225 and to allow the breaking of the circuit by moving said tube 221.
  • the first portion 241 is extended by a second downstream portion 242, of slightly smaller diameter chosen to allow its insertion, possibly by force, inside the split tube once it inserted between the rings 213a, 214a. This second part can act as a guide element for the split tube, when moving inside the cavity 219.
  • the piston 222 has here, on a portion directly upstream of the split tube, a diameter at most equal to the outer diameter of the tube once inserted between the rings.
  • the diameter of the upstream portion of the piston is even slightly less than that of the split tube, so that the piston, driving the split tube, can slide easily between the rings, without being blocked. This is made possible here by a slight difference in diameter between the most upstream part of the cavity along which the piston (here formed by the bore of the initiator support) slides and its downstream part (formed by the housing elements), wider, into which the rings open.
  • the cavity 219 extends downstream by a guide portion 245 which guides the slotted tube 221 when it passes from the first to the second position and to assure to this one a rectilinear trajectory.
  • a damping stud 29 is inserted into the bottom of the cavity 219. If necessary, this damping stud 29 serves to reduce the energy of the impact of the conductive split tube 221 and the insulating piston 222 when the two pieces come into contact with each other. on the bottom of the body 216.
  • FIG. 9 shows a first example of a secure electrical system 30 according to the invention.
  • the secure electrical system 30 comprises a secure power supply system 2 connected to an electrical device 31 intended to be powered by this power supply system 2.
  • the power supply system 2 comprises a single-phase power supply circuit comprising an electric generator G and a phase 10 connected to this generator G.
  • the generator G may for example be an alternator.
  • the generator G can be connected to a heat engine such as an internal combustion engine or a turbojet engine. Alternatively, the generator G may be part of an installation such as a power plant producing an alternating current.
  • the cut-off device 1 illustrated in FIG. 1 is connected to the phase 10 as detailed above. The cut-off device 1 is connected in series with the generator G and the electrical device 31.
  • the cut-off device 1 is present between the generator G and the electrical device 31.
  • the generator G is present upstream of the cut-off device 1 and the electrical device 31 is present downstream of the cut-off device 1.
  • upstream and downstream are here used with reference to the direction of the electric current in the supply circuit (arrow I).
  • FIG. 10 represents another example of a secure electrical system and power supply system 300 according to the invention.
  • a structure similar to that of FIG. 9 has been used in which a control element 37 of the electrical device 31 has been added.
  • This control element 37 is connected to the ignition device of the breaking device 100.
  • the control element 37 is configured to actuate the pyrotechnic initiator when an operating parameter of the electrical device reaches a predetermined value. This makes it possible to cut the electric current by the cut-off device 100 also in the event of a malfunction of the electric device 31 and not only in case of overcurrent in the circuit.
  • the control element 37 comprises for example a temperature sensor configured to measure the temperature of the electric device 31.
  • control element 37 may comprise a pressure sensor configured to measure the pressure of a part at least the electrical device 31.
  • control element 37 can be configured to actuate the pyrotechnic initiator when the temperature of the electric device 31 or the pressure of a portion of said device 31 exceeds a predetermined value and this in order to guarantee the security of the system 300 when a malfunction is observed.
  • the electrical systems 30 and 300 that have just been described can be mounted in a vehicle such as an aircraft or a train or be present in an industrial installation.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de coupure (1) destiné à être relié à un circuit électrique comprenant au moins un initiateur pyrotechnique (3) et un corps (11) dans lequel sont présents : - une chambre de mise sous pression (7) en communication avec une sortie (S) dudit initiateur pyrotechnique (3), - au moins une portion conductrice de l'électricité (8) destinée à être reliée au circuit électrique, - au moins un élément fusible (40) relié en série à la portion conductrice, l'initiateur étant relié aux bornes dudit élément fusible et ledit élément fusible étant configuré pour se déclencher lorsque l'intensité du courant qui le traverse dépasse une valeur prédéterminée et pour actionner ainsi l'initiateur, et - un élément de coupure mobile (15), l'initiateur pyrotechnique étant configuré pour faire passer le dispositif de coupure d'une première configuration de passage du courant à une deuxième configuration de coupure du courant, l'élément de coupure mobile étant mis en mouvement lors du passage de la première à la deuxième configuration afin de déconnecter ladite portion conductrice.

Description

Dispositif de coupure destiné à être relié à un circuit électrique
Arrière-plan de l'invention
L'invention concerne un dispositif de coupure du courant circulant dans un circuit électrique ainsi qu'un système électrique sécurisé comprenant un tel dispositif de coupure.
La protection des circuits électriques peut actuellement être assurée par positionnement de fusibles sur chacune des phases. Ces fusibles permettent de couper le courant en cas d'apparition d'un courant élevé pendant une durée suffisante, leur utilisation est fiable dans le cas de pannes franches avec des courants de défaut élevés. Toutefois, pour des courants légèrement supérieurs à leur courant nominal, ces fusibles peuvent présenter un délai de coupure relativement long voire une coupure incomplète. Une coupure incomplète ou réalisée trop tard peut conduire à un endommagement rédhibitoire du système électrique et notamment d'un dispositif électrique alimenté par le circuit électrique. Il est donc souhaitable d'améliorer la qualité de la coupure effectuée lorsqu'un dysfonctionnement survient afin d'améliorer la sécurité et la durée de vie de systèmes électriques.
Il existe donc un besoin pour fournir des dispositifs de coupure relativement simples permettant d'améliorer la qualité de la coupure électrique.
Objet et résumé de l'invention
A cet effet, l'invention propose, selon un premier aspect, un dispositif de coupure destiné à être relié à un circuit électrique comprenant au moins un initiateur pyrotechnique et un corps dans lequel sont présents :
- une chambre de mise sous pression en communication avec une sortie dudit initiateur pyrotechnique,
- au moins une portion conductrice de l'électricité destinée à être reliée au circuit électrique, - au moins un élément fusible relié en série à la portion conductrice, l'initiateur étant relié aux bornes dudit élément fusible et ledit élément fusible étant configuré pour se déclencher lorsque l'intensité du courant qui le traverse dépasse une valeur prédéterminée et pour actionner ainsi l'initiateur, et
- un élément de coupure mobile,
l'initiateur pyrotechnique étant configuré pour faire passer le dispositif de coupure d'une première configuration de passage du courant à une deuxième configuration de coupure du courant, l'élément de coupure mobile étant mis en mouvement lors du passage de la première à la deuxième configuration afin de déconnecter ladite portion conductrice.
Lorsqu'il est actionné, l'initiateur pyrotechnique est configuré pour produire un gaz de mise sous pression afin de pressuriser la chambre de mise sous pression. Le gaz de mise sous pression exerce une pression sur l'élément de coupure mobile afin de le mettre en mouvement. L'élément de coupure mobile ainsi mis en mouvement est configuré pour faire passer le dispositif dans la deuxième configuration dans laquelle la portion conductrice est déconnectée, c'est-à-dire dans une configuration dans laquelle la circulation d'un courant électrique dans la portion conductrice est interrompue. Ainsi, lorsque le dispositif est dans la deuxième configuration, le courant électrique circulant dans le circuit électrique est coupé.
L'invention propose un dispositif de coupure permettant de réaliser rapidement une coupure électrique fiable dans un circuit en cas de surintensité du courant électrique et d'éviter ainsi l'endommagement d'un dispositif électrique alimenté par ledit circuit. Plus précisément, lors d'un fonctionnement normal du système, l'élément fusible est passant, la tension aux bornes de l'élément fusible relativement faible et le courant traversant le dispositif d'allumage de l'initiateur pyrotechnique est suffisamment faible pour ne pas actionner ce dernier. En revanche, lorsque l'intensité du courant traversant l'élément fusible dépasse la valeur prédéterminée, l'élément fusible se déclenche, c'est-à-dire que sa résistance augmente de sorte à initier la déconnexion de la portion conductrice. Ainsi, la tension aux bornes de l'élément fusible augmente lors de son déclenchement et donc l'intensité dans le dispositif d'allumage augmente permettant ainsi d'actionner l'initiateur pyrotechnique et de faire passer le dispositif de la première à la deuxième configuration afin de couper définitivement la circulation du courant dans le circuit. Un autre avantage de l'invention est qu'il est proposé une solution de coupure compacte et intégrée dans la mesure où l'élément fusible permettant de déclencher l'initiateur est présent à l'intérieur même du dispositif de coupure et non à l'extérieur de ce dernier. L'invention permet ainsi avantageusement de simplifier les systèmes de coupure existants en proposant un dispositif de coupure autonome intégrant directement l'élément qui va déclencher la coupure, en l'occurrence l'élément fusible. Cela permet avantageusement de s'affranchir de la présence d'un dispositif tiers capteur / analyseur de tension/courant pour permettre le déclenchement de l'initiateur. Ainsi, la combinaison de la coupure par l'élément fusible et de la coupure par mise en mouvement de l'élément de coupure mobile permet d'améliorer très significativement la sécurité de systèmes d'alimentation d'une manière relativement simple dans la mesure où elle permet d'assurer de manière autonome la réalisation d'une coupure complète et ainsi d'éviter les situations où l'élément fusible ne coupe pas complètement le courant.
Avantageusement, au moins une résistance ou une diode peut être présente en série sur la ligne reliant le dispositif d'allumage de l'initiateur à l'une des bornes de l'élément fusible.
Un tel mode de réalisation permet avantageusement d'éviter tout risque de dégradation du dispositif d'allumage par le courant circulant dans ce dernier.
Dans un exemple de réalisation, l'élément fusible peut être rapporté sur la portion conductrice. Dans ce cas, l'élément fusible constitue un élément distinct de la portion conductrice qui a été relié en série à cette dernière, par exemple par soudure.
En variante, l'élément fusible peut être constitué par une zone amincie de la portion conductrice. Dans ce cas, la portion conductrice et l'élément fusible sont constitués du même matériau.
Dans un exemple de réalisation, la chambre de mise sous pression constitue une première chambre de dispositif de coupure, une partie au moins de la portion conductrice étant présente dans une deuxième chambre présente dans le corps, l'élément de coupure mobile séparant la première chambre de la deuxième chambre et présentant au moins un relief formé d'un matériau isolant de l'électricité, ledit au moins un relief étant en regard de la portion conductrice, l'élément de coupure mobile étant mis en mouvement vers la portion conductrice afin de la rompre par impact avec le relief lors du passage de la première à la deuxième configuration.
Dans ce cas, la déconnexion de la portion conductrice est effectuée par rupture de celle-ci par impact avec le relief lorsque le dispositif passe de la première à la deuxième configuration. La présente invention n'est toutefois pas limitée à un tel exemple de réalisation où il y a rupture de la portion conductrice lors de l'actionnement de l'initiateur.
En effet dans un autre exemple de réalisation, la portion conductrice présente un premier élément conducteur de l'électricité et un deuxième élément conducteur de l'électricité et l'élément de coupure mobile présente un troisième élément conducteur de l'électricité, le troisième élément conducteur réalisant la connexion électrique entre le premier et le deuxième éléments conducteurs lorsque le dispositif de coupure est dans la première configuration et le troisième élément conducteur étant dégagé de l'un au moins des premier et deuxième éléments conducteurs de manière à empêcher la circulation d'un courant électrique entre ces derniers lorsque le dispositif est dans la deuxième configuration.
Dans ce cas, un courant électrique peut circuler entre le premier conducteur et le deuxième conducteur par l'intermédiaire du troisième conducteur lorsque le dispositif est dans la première configuration. En revanche, lorsque le dispositif est dans la deuxième configuration, le premier et le deuxième conducteurs ne sont plus connectés électriquement sans qu'il y ait eu rupture de la portion conductrice. Cette déconnexion électrique résulte du déplacement d'un élément conducteur de l'élément de coupure mobile lorsque le dispositif passe de la première configuration à la deuxième configuration. Ainsi, dans ce cas, la portion conductrice est déconnectée en supprimant la connexion électrique entre au moins deux éléments conducteurs de celle- ci, sans qu'il y ait rupture de ladite portion conductrice, suite au déplacement de l'élément de coupure mobile lorsque le dispositif passe de la première à la deuxième configuration. Comme il sera détaillé plus bas, l'élément de coupure mobile peut, dans cet exemple de réalisation, être entièrement formé d'un matériau conducteur de l'électricité ou comporter le troisième élément conducteur et une portion isolante de l'électricité.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif peut comprendre une unique portion conductrice. Dans ce cas, le dispositif de coupure peut être destiné à être relié à un circuit d'alimentation monophasé.
En variante, le dispositif peut comprendre plusieurs portions conductrices, un élément fusible étant relié en série à chacune des portions conductrices, l'initiateur pouvant être relié aux bornes de l'élément fusible et l'élément fusible pouvant être configuré pour se déclencher lorsque l'intensité du courant qui le traverse dépasse la valeur prédéterminée et pour actionner ainsi l'initiateur. Dans ce cas, le dispositif de coupure peut être destiné à être relié à un circuit d'alimentation polyphasé. Le circuit d'alimentation polyphasé peut par exemple être un circuit triphasé ou en variante présenter deux ou au moins quatre phases. Par « phase du circuit », on entend, sauf mention contraire, le conducteur électrique correspondant à ladite phase du circuit électrique.
Lorsqu'il y a plusieurs portions conductrices, toutes les portions conductrices sont simultanément déconnectées électriquement lors du passage du dispositif de la première à la deuxième configuration. Cela permet avantageusement de réaliser une coupure complète et simultanée du courant circulant dans le circuit.
L'invention vise également un système électrique sécurisé comprenant au moins :
- un système d'alimentation sécurisé comprenant au moins :
- un dispositif de coupure tel que décrit plus haut, et
- un circuit d'alimentation relié au dispositif de coupure, ladite au moins une portion conductrice étant reliée à une phase du circuit d'alimentation, et
- un dispositif électrique relié audit système d'alimentation et destiné à être alimenté par ce dernier.
Dans un exemple de réalisation, le système électrique peut en outre comprendre un élément de contrôle du dispositif électrique configuré pour actionner l'initiateur lorsque la valeur d'un paramètre de fonctionnement du dispositif électrique atteint une valeur prédéterminée. Cet exemple de réalisation est avantageux afin de réaliser une coupure complète du circuit lorsqu'un dysfonctionnement survient dans le dispositif électrique à alimenter et non plus nécessairement en termes de surintensité du courant circulant dans le circuit.
Le paramètre de fonctionnement peut être la pression ou la température. Ainsi, l'élément de contrôle du dispositif électrique peut être configuré pour actionner l'initiateur pyrotechnique lorsque la température du dispositif électrique ou la pression d'une partie au moins du dispositif électrique dépasse une valeur prédéterminée.
La présente invention vise également un véhicule comprenant au moins un système électrique sécurisé tel que décrit plus haut. Le véhicule peut par exemple être un aéronef, un train ou une automobile.
La présente invention vise également une installation comprenant au moins un système électrique sécurisé tel que décrit plus haut.
Le dispositif électrique peut par exemple être un moteur de train. En variante, le dispositif électrique peut être une pompe à chaleur ou une installation de puissance. Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente une section d'un premier exemple de dispositif de coupure selon l'invention dans la première configuration,
- la figure 2 est une vue éclatée montrant différents éléments constitutifs du dispositif de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de coupure de la figure 1 prêt à être relié à un circuit électrique,
- les figures 4A à 4C illustrent la coupure du courant réalisée par le dispositif de la figure 1, et
- la figure 5 est un détail d'un deuxième exemple de dispositif de coupure selon l'invention,
- la figure 5A est un détail d'un troisième exemple de dispositif de coupure selon l'invention, - la figure 6 représente une section d'un quatrième exemple de dispositif de coupure selon l'invention dans la première configuration,
- la figure 7A représente une section d'un cinquième exemple de dispositif de coupure selon l'invention dans la première configuration,
- la figure 7B représente une section du dispositif de coupure de la figure 7A dans la deuxième configuration,
- la figure 8 représente une vue éclatée montrant différents éléments constitutifs du dispositif illustré aux figures 7A et 7B,
- la figure 9 représente de manière schématique un exemple de système électrique sécurisé selon l'invention, et
- la figure 10 représente de manière schématique une variante de système électrique sécurisé selon l'invention.
Description détaillée de modes de réalisation
La figure 1 est une vue en section d'un exemple de dispositif de coupure 1 selon l'invention. Comme il sera détaillé plus bas, il y a, dans l'exemple de dispositif de coupure 1 illustré à la figure 1, rupture de la portion conductrice lors du passage du dispositif 1 de la première à la deuxième configuration. D'autres arrangements sont possibles dans le cadre de la présente invention comme il sera décrit dans la suite.
A la figure 1, le dispositif 1 est dans la première configuration c'est-à-dire dans une configuration dans laquelle un courant électrique (flèche I) peut circuler dans la phase 10 du circuit d'alimentation et dans la portion conductrice 8. Dans l'exemple illustré, le circuit d'alimentation est monophasé et le dispositif de coupure 1 comprend une unique portion conductrice 8. On ne sort toutefois pas du cadre de l'invention lorsque le circuit comprend une pluralité de phases et le dispositif de coupure une pluralité de portions conductrices, un tel exemple de réalisation étant évoqué dans la suite.
Le dispositif de coupure 1 comprend un initiateur pyrotechnique
3 comprenant un dispositif d'allumage 9 muni de deux conducteurs électriques 5 (un seul de ces conducteurs étant représenté sur la figure 1, les deux conducteurs 5 étant visibles sur les figures 2 et 3). L'initiateur pyrotechnique 3 comporte en outre un chargement pyrotechnique 4. Le chargement pyrotechnique 4 peut être sous la forme d'un ou plusieurs blocs monolithiques. En variante, le chargement 4 peut être sous forme granulaire. Il va des connaissances générales de l'homme du métier de choisir la nature et les dimensions du chargement pyrotechnique à mettre en œuvre pour l'application de coupure du courant visée.
Le dispositif 1 comprend un corps 11 à l'intérieur duquel une première 7 et une deuxième 12 chambres sont présentes. Le corps 11 peut par exemple être formé d'un matériau thermoplastique ou thermodurcissable. L'initiateur pyrotechnique 3 comporte un joint d'étanchéité 6 en matériau élastiquement déformable en appui sur une paroi interne 14 du corps 11. Le dispositif d'allumage 9 est, dans l'exemple illustré, logé dans le corps 11. Le corps 11 présente en outre deux canaux traversants lia, chacun des conducteurs 5 s'étendant dans un canal lia distinct. La première chambre 7 constitue une chambre de mise sous pression et est en communication avec une sortie S de l'initiateur pyrotechnique 3. L'initiateur pyrotechnique 3 est configuré pour pressuriser la première chambre 7 lorsqu'il est actionné. Dans l'exemple illustré, le chargement pyrotechnique 4 est présent dans la première chambre 7. On ne sort toutefois pas du cadre de l'invention lorsque ce chargement est présent à l'extérieur de la première chambre tant que cette dernière reste en communication avec une sortie de l'initiateur pyrotechnique.
Une portion conductrice de l'électricité 8 est présente dans la deuxième chambre 12 (voir figures 1 et 3 notamment). Les extrémités de la portion conductrice 8 dépassent du corps 11 dans l'exemple illustré. Cette portion conductrice 8 est, dans l'exemple illustré, sous la forme d'une languette. La portion conductrice 8 peut par exemple être en cuivre.
La portion conductrice 8 est munie d'un fusible 40 qui est relié en série à cette dernière. L'élément fusible 40 constitue, dans cet exemple, un élément distinct de la portion conductrice 8 qui a été rapporté sur celle-ci. Le fusible 40 peut par exemple être soudé ou clipsé à la portion conductrice 8. Dans l'exemple illustré, le fusible 40 a été soudé avec son enveloppe isolante à la portion conductrice 8. Le fusible 40 comprend ici une âme fusible présente dans une enveloppe isolante de l'électricité. L'enveloppe isolante peut renfermer une poudre d'un matériau isolant de l'électricité, comme de la silice, à l'intérieur de laquelle est présente l'âme fusible. Le fait d'utiliser une âme fusible avec son enveloppe isolante permet avantageusement d'améliorer la tenue dans le temps de l'âme fusible, et d'améliorer ainsi davantage encore la fiabilité du dispositif de coupure. On pourrait en variante intégrer à la portion conductrice uniquement l'élément fusible d'un fusible commercial (sans son enveloppe isolante). En outre, dans cet exemple, le fusible 40 est présent dans la deuxième chambre 12 laquelle est présente à l'intérieur du corps 11.
Les conducteurs électriques 5 sont chacun relié à une borne distincte du fusible 40. Plus précisément, la paroi latérale 22 du corps 11 présente des canaux 23a et 23b au travers desquels des conducteurs électriques 24a et 24b s'étendent. Le premier conducteur électrique 24a relie une première borne du fusible 40 à un premier conducteur 5 du dispositif d'allumage 9. Le deuxième conducteur électrique 24b relie une deuxième borne du fusible 40, différente de la première, à un deuxième conducteur 5 du dispositif d'allumage 9 différent du premier conducteur. Ainsi, lorsqu'un courant électrique d'une intensité supérieure à la valeur prédéterminée traverse la phase 10 et la portion conductrice 8, le fusible 40 se déclenche. De ce fait, la résistance aux bornes du fusible 40 augmente engendrant ainsi une différence de potentiel suffisante afin d'actionner le dispositif d'allumage 9 et ainsi réaliser la coupure du courant électrique. Il va des connaissances générales de l'homme du métier de choisir les caractéristiques du fusible à mettre en œuvre afin d'obtenir la coupure au niveau d'intensité souhaité. En particulier, on peut noter que le fusible n'a pas besoin de tenir une tension élevée ce qui permet d'utiliser des fusibles ayant une tension de claquage relativement faible. Le dispositif de coupure peut être utilisé dans un système mettant en œuvre une tension inférieure à 100 V, par exemple.
On peut avantageusement placer au moins une résistance ou une diode en série (non représentée) sur la ligne reliant le fusible 40 au dispositif d'allumage 9 afin de réduire l'intensité circulant dans le dispositif d'allumage 9 et donc éviter toute dégradation de ce dernier en présence du courant nominal.
La portion conductrice 8 est présente sur un support 18. Le support 18 a, dans l'exemple illustré, une structure de tiroir destiné à être engagé dans une ouverture 22a de la paroi latérale 22 du corps 11. Le support 18 définit un relief en creux 20 situé en dessous de la portion conductrice 8 lorsque le dispositif 1 est dans la première configuration. Le support 18 présente une rainure 19 dans laquelle est logée la portion conductrice 8. La portion conductrice 8 est destinée reliée à une phase 10 du circuit d'alimentation. Cette liaison peut par exemple être effectuée par soudure. Les extrémités de la portion conductrice 8 sont reliées à une phase 10 du circuit d'alimentation.
L'exemple de dispositif 1 de la figure 1 comporte en outre un élément de coupure mobile 15 formé d'un matériau isolant de l'électricité, par exemple de Polyétheréthercétone (PEEK GF40) ou sulfure de polyphénylène (PPS). L'élément de coupure 15 sépare de manière étanche la première chambre 7 de la deuxième chambre 12. L'élément de coupure 15 est situé entre la première 7 et la deuxième 12 chambres. L'élément de coupure 15 présente au moins un relief 17 en regard de la portion conductrice 8. L'élément de coupure 15 présente un joint d'étanchéité 16 formé d'un matériau élastiquement déformable lequel est en appui sur une paroi latérale 22 du corps 11. La paroi latérale 22 entoure les première 7 et deuxième 12 chambres. La paroi latérale 22 du corps 11 définit un volume intérieur dans lequel les première 7 et deuxième 12 chambres sont présentes et en particulier dans lequel le fusible 40 est présent. Plus précisément, dans l'exemple illustré le fusible 40 est présent dans la deuxième chambre 12. Le relief 17 est sous la forme d'une portion de surépaisseur. Dans l'exemple illustré, l'élément de coupure 15 présente un unique relief 17 destiné à rompre la portion conductrice 8. L'invention n'est pas limitée à une forme particulière pour l'extrémité distale 17b du relief 17 tant que le relief 17 est apte à rompre la portion conductrice 8 par impact avec cette dernière. L'extrémité distale 17b du relief 17 peut ainsi par exemple présenter une forme plane comme illustré ou encore une forme pointue ou arrondie. Comme il sera détaillé plus bas, l'élément de coupure 15 est configuré pour se déplacer le long de l'axe de déplacement X suite à l'actionnement de l'initiateur pyrotechnique 3. Lorsque le dispositif 1 est dans la première configuration, le relief en creux 20, la portion conductrice 8 et le relief 17 sont superposés le long de l'axe X.
Un exemple de montage des différents éléments du dispositif de coupure 1 illustré aux figures 1 à 3 va à présent être décrit.
Dans un premier temps, le corps 11 est surmoulé sur l'initiateur pyrotechnique 3. L'élément de coupure 15 est ensuite inséré en force au travers du fond 25. Comme illustré à la figure 2, l'élément de coupure 15 présente un relief de positionnement 26, ici sous la forme d'une échancrure, destiné à coopérer avec un relief présent sur la paroi interne du corps. Cette coopération permet de bloquer en rotation l'élément de coupure 15 et d'éviter ainsi que ce dernier ne tourne autour de l'axe X lorsque la première chambre 7 est mise sous pression par l'initiateur pyrotechnique 3. La portion conductrice portant le fusible 40 est ensuite placée dans la rainure 19 du support 18. Le support 18 est ensuite inséré au travers d'une ouverture 22a de la paroi latérale 22 du corps 11 transversalement par rapport à l'axe de déplacement X et les fils 24a et 24b sont ensuite soudés aux bornes du fusible 40. Le dispositif de coupure 1 illustré à la figure 3 est ainsi obtenu lequel est prêt à être relié à un circuit d'alimentation par exemple par soudure de la phase 10 sur la portion conductrice 8.
La coupure du courant électrique par le dispositif de coupure 1 de la figure 1 va à présent être décrite en lien avec les figures 4A à 4C.
Le dispositif 1 est initialement dans la première configuration dans laquelle un courant électrique (flèche I) peut circuler dans la phase 10 et dans la portion conductrice 8 (le fusible 40 est passant). Lorsque le dispositif 1 est dans la première configuration, l'élément de coupure 15 est dans une première position, dite position haute. Lorsque l'intensité du courant qui traverse la portion conductrice 8 dépasse la valeur prédéterminée, le fusible 40 se déclenche. Ainsi, la résistance aux bornes du fusible augmente, ce qui permet d'actionner l'initiateur pyrotechnique. L'actionnement de l'initiateur pyrotechnique 3 permet de faire passer le dispositif de coupure de la première configuration à une deuxième configuration dans laquelle la circulation du courant électrique dans la portion conductrice 8 est interrompue (portion conductrice déconnectée). Plus précisément, l'actionnement de l'initiateur pyrotechnique permet de réaliser la combustion d'un ou plusieurs chargements 4 pyrotechniques afin de générer un gaz de combustion (flèches F) lequel va pressuriser la première chambre 7 (voir figure 4A). Cette pressurisation de la première chambre 7 met en mouvement l'élément de coupure 15 vers la portion conductrice 8. L'élément de coupure mobile 15 est configuré pour ne pas être rompu lors de la pressurisation de la première chambre 7 par l'initiateur pyrotechnique. Dans l'exemple illustré, l'élément de coupure 15 est configuré pour se déplacer sans se déformer lors du passage du dispositif 1 de la première configuration à la deuxième configuration. L'élément de coupure 15 est animé d'un mouvement de translation le long de l'axe X en direction de la portion conductrice 8 lors du passage de la première configuration à la deuxième configuration. En particulier, du fait de la présence du relief de positionnement 26, le mouvement de l'élément de coupure 15 ne comporte pas de composante de rotation autour de l'axe X lors du passage de la première à la deuxième configuration. Suite à son déplacement, l'élément de coupure 15 impacte la portion conductrice 8 et rompt ainsi cette dernière (voir figures 4B et 4C). Cette rupture de la portion conductrice 8 en plusieurs parties 8a et 8b distinctes permet d'empêcher la circulation du courant électrique et donc de garantir la sécurité du système. L'élément de coupure est configuré comme illustré pour venir impacter la portion conductrice 8 transversalement, par exemple perpendiculairement, à la direction de circulation du courant électrique dans cette portion 8. Dans l'exemple illustré, le relief 17 est logé dans le relief en creux 20 du support 18 lorsque le dispositif 1 est dans la deuxième configuration, le relief 17 venant ainsi en butée sur le fond du relief en creux 20. Lorsque le dispositif est dans la deuxième configuration, l'élément de coupure 15 est dans une deuxième position, dite position basse et le courant est coupé. Cet exemple de dispositif selon l'invention peut avantageusement permettre de réaliser une coupure du courant particulièrement rapide, par exemple en environ 0,2 ms. Dans l'exemple illustré, le relief 17 impacte la portion conductrice au niveau d'une zone distincte de celle où le fusible 40 est présent. On ne sort toutefois pas du cadre de l'invention si le dispositif est agencé de sorte que le relief vienne directement impacter et rompre le fusible intégré à la portion conductrice. L'initiateur peut être choisi pour présenter une isolation diélectrique après fonctionnement supérieure à la tension du système.
Une opération de maintenance peut être effectuée après coupure du circuit d'alimentation afin de retirer le dispositif de coupure dans la deuxième configuration et le remplacer par un dispositif de coupure dans la première configuration. L'alimentation du dispositif électrique par le circuit d'alimentation peut ensuite reprise. L'exemple de dispositif de coupure 1 qui vient d'être décrit en lien avec les figures 1 à 3 et 4A à 4C est tel que (i) la coupure du courant est effectuée par rupture de la portion conductrice 8 lors de l'impact de celle-ci avec l'élément de coupure mobile 15, et (ii) le fusible 40 est présent dans la deuxième chambre 12 dans laquelle la portion conductrice 8 est présente. D'autres configurations sont envisageables dans le cadre de la présente invention comme il sera décrit plus bas.
On a représenté à la figure 5 un détail d'un dispositif de coupure selon une variante de réalisation de l'invention. Dans cette variante, le dispositif de coupure comporte une pluralité de portions conductrices 80. Le dispositif de coupure comprenant cette pluralité de portions conductrices peut être destiné à être relié à un circuit polyphasé. Dans l'exemple illustré, le dispositif de coupure est destiné à être relié à un circuit triphasé. Le nombre de portions conductrices 80 du dispositif de coupure peut être égal au nombre de phases du circuit. Chacune des portions conductrices 80 est destinée à être reliée à une phase distincte de ce circuit. Chaque portion conductrice 80 présente un fusible 40 qui lui est relié en série. Le reste du dispositif de coupure peut être similaire à celui décrit à la figure 1 à la différence que l'initiateur pyrotechnique présente une pluralité de dispositifs d'allumage chacun relié aux bornes d'un fusible distinct. Les portions conductrices 80 sont espacées les unes des autres d'une distance non nulle. Dans ce cas, le relief de l'élément de coupure est destiné à rompre simultanément les différentes portions conductrices 80 lors de l'actionnement de l'initiateur pyrotechnique. De la même manière que décrit plus haut, lorsqu'un courant électrique d'une intensité supérieure à la valeur prédéterminée traverse une des phases, la résistance aux bornes du fusible associé à cette phase augmente engendrant ainsi une différence de potentiel suffisante aux bornes du fusible afin d'actionner le dispositif d'allumage relié à ce fusible et réaliser ainsi la coupure du courant électrique. Dans le cas où le circuit est polyphasé, la mise en œuvre d'un tel dispositif de coupure permet avantageusement d'éviter les situations dans lesquelles au moins une phase reste passante après coupure d'une autre phase étant donné qu'après actionnement du dispositif de coupure toutes les portions conductrices sont simultanément rompues, empêchant ainsi toute circulation de courant dans le circuit. On a représenté à la figure 5A un détail d'une autre variante de dispositif de coupure selon l'invention. Dans cet exemple, la portion conductrice 90 est formée d'un seul et même matériau et présente une zone amincie 140 de largeur réduite et éventuellement d'épaisseur réduite. Cette zone amincie 140 est configurée pour fondre lorsque l'intensité du courant qui traverse la portion conductrice 90 dépasse la valeur prédéterminée. Un initiateur est par ailleurs relié aux bornes de la zone amincie 140 de sorte à déclencher la coupure du courant lorsque la résistance de la zone amincie 140 augmente, d'une manière similaire à celle décrite plus haut. Ainsi, il est possible dans le cadre de la présente invention que l'élément fusible soit constitué par une striction de la portion conductrice elle-même, sans avoir à rapporter un élément fusible tiers en série avec celle-ci.
On a représenté à la figure 6 une variante de dispositif de coupure 111 selon l'invention dans la première configuration c'est-à-dire dans une configuration dans laquelle un courant électrique (flèche I) peut circuler dans la phase 110 du circuit d'alimentation et dans la portion conductrice 180. Dans l'exemple illustré, le dispositif 1 comprend un corps 114 à l'intérieur duquel sont présentes : une première chambre 7, une deuxième chambre 12 et une troisième chambre 128. L'initiateur pyrotechnique 3 présente la même structure que dans l'exemple de la figure 1 et les même références numériques ont été reprises à la figure 6 pour désigner les mêmes éléments qu'à la figure 1.
La première chambre 7 constitue une chambre de mise sous pression et est en communication avec une sortie S de l'initiateur pyrotechnique 3. Dans l'exemple de la figure 6, une portion conductrice de l'électricité 180 est présente dans la deuxième chambre 12. Toutefois, à la différence de l'exemple de la figure 1, l'élément fusible n'est pas présent dans la deuxième chambre 12. En effet, dans cet exemple, le dispositif 111 comprend une troisième chambre 128 dans laquelle sont présents un élément fusible 130 ainsi qu'une poudre 131 d'un matériau isolant de l'électricité. L'élément fusible 130 est ici présent à l'intérieur de la poudre 131 isolante. Une telle configuration permet d'améliorer davantage encore la fiabilité du dispositif de coupure, en améliorant la tenue dans le temps de l'âme fusible. Le matériau isolant de l'électricité peut par exemple être de la silice. L'élément fusible 130 peut être constitué par l'âme fusible d'un fusible commercial qui a été séparée de son enveloppe isolante. L'élément fusible 130 est relié à la phase 110 du circuit par l'intermédiaire du connecteur électrique 110a et cet élément 130 est, en outre, relié en série à la portion conductrice 180 par l'intermédiaire du connecteur électrique 180a. La portion conductrice 180 est, quant à elle, reliée à la phase 110 du circuit afin de permettre, en fonctionnement normal, la circulation d'un courant électrique dans le circuit au travers du dispositif de coupure 111.
Par ailleurs, les conducteurs électriques 5 sont chacun relié à une borne distincte de l'élément fusible 130. Comme dans l'exemple de la figure 1, la paroi latérale 122 du corps 114 présente des canaux 123a et 123b au travers desquels des conducteurs électriques 124a et 124b s'étendent. Le premier conducteur électrique 124a relie une première borne de l'élément fusible 130 à un premier conducteur 5 du dispositif d'allumage 9. Le deuxième conducteur électrique 124b relie une deuxième borne de l'élément fusible 130, différente de la première, à un deuxième conducteur 5 du dispositif d'allumage 9 différent du premier conducteur. Ainsi, lorsqu'un courant électrique d'une intensité supérieure à la valeur prédéterminée traverse la phase 110, la résistance aux bornes de l'âme fusible augmente engendrant ainsi une différence de potentiel suffisante afin d'actionner le dispositif d'allumage 9 et ainsi réaliser la coupure du courant électrique. De la même manière que dans l'exemple de la figure 1, l'actionnement du dispositif d'allumage 9 permet de mettre en mouvement l'élément de coupure mobile 15 lequel va rompre la portion conductrice 8 par impact avec cette dernière afin d'interrompre la circulation du courant électrique dans le circuit.
Dans l'exemple de la figure 6, les première 7, deuxième 12 et troisième 128 chambres sont superposées. La deuxième chambre 12 est positionnée entre la première chambre 7 et la troisième chambre 128 dans cet exemple. La portion conductrice 180 est présente sur un support 118 ayant une structure de tiroir similaire à celle décrite en lien avec les figures 1 à 3. Dans l'exemple de la figure 6 toutefois, les canaux 123a et 123b se prolongent au travers du tiroir 118 de manière à pouvoir relier les connecteurs 5 aux bornes de l'élément fusible 130.
L'actionnement de l'initiateur se traduit par la mise en mouvement de l'élément de coupure mobile 15 vers la portion conductrice 180 afin de rompre cette dernière, d'une manière analogue à celle décrite aux figures 4A à 4C.
Les exemples qui viennent d'être décrits réalisent une déconnexion de la portion conductrice par rupture de cette dernière par l'élément de coupure mobile. Il va à présent être décrit, en lien avec les figures 7 A, 7B et 8, un exemple de dispositif de coupure selon l'invention dans lequel la déconnexion de la portion conductrice est effectuée d'une manière différente.
Le dispositif de coupure 211 comporte un corps creux 216 en matériau électriquement isolant délimitant une cavité 219, un initiateur pyrotechnique 223 et une portion conductrice comprenant deux plots conducteurs électriques primaires 213, 214 qui débouchent dans la cavité 219. Dans cet exemple, la portion conductrice comprend ainsi un premier élément conducteur de l'électricité (plot conducteur 213) et un deuxième élément conducteur de l'électricité (plot conducteur 214). Le premier 213 et le deuxième 214 éléments conducteurs de l'électricité sont décalés le long de l'axe longitudinal Y de la cavité 219 dans l'exemple illustré.
Le dispositif de coupure 211 comprend également un élément de coupure mobile 220 configuré pour se déplacer dans la cavité 219. Dans l'exemple, la cavité 219 est cylindrique et l'élément de coupure mobile 220 est lui-même essentiellement cylindrique. L'élément de coupure mobile 220 comprend, dans l'exemple illustré, une première partie formée d'un matériau isolant de l'électricité et une deuxième partie formée d'un matériau conducteur de l'électricité. L'élément de coupure mobile 220 comprend un tube fendu 221 qui comporte au moins un élément conducteur de l'électricité. Dans l'exemple illustré sur les figures 7A, 7B et 8, le tube fendu 221 est entièrement conducteur de l'électricité. Le tube fendu 221 présente une fente 229. L'élément de coupure mobile 220 comprend en outre un tiroir coulissant 222 en matériau isolant de l'électricité formant un piston, adapté à se déplacer à l'intérieur de la cavité, de façon à entraîner avec lui le tube fendu 221. On pourrait en variante utiliser un élément de coupure mobile entièrement formé d'un matériau conducteur de l'électricité dans l'exemple de dispositif de coupure illustré à la figure 7A. Un tel élément pourrait comprendre une première partie formant tube similaire au tube conducteur 221 illustré et une deuxième partie sous forme de disque s'étendant transversalement par rapport à l'axe Y et obstruant la première partie.
Lorsque le dispositif 211 est dans la première configuration telle qu'illustrée à la figure 7A, le tube fendu 221 (troisième élément conducteur) assure la connexion électrique entre les plots 213 et 214 (premier et deuxième éléments conducteurs). Cela permet au courant de circuler dans le circuit au travers de la portion conductrice du dispositif de coupure 211.
Selon l'exemple, l'initiateur pyrotechnique 223 comprend un générateur de gaz pyrotechnique, connu en soi, installé dans le corps creux de façon à communiquer avec la cavité 219. Une chambre de mise sous pression 225 est définie entre l'initiateur pyrotechnique 223 et l'une des faces d'extrémité axiales du piston 222. Dans l'exemple, plus particulièrement, le piston 222 comporte une cavité 226 dans sa face amont, dirigée vers l'initiateur pyrotechnique 223, et cette cavité 226 constitue une partie de la chambre de mise sous pression 225. Dans la position initiale où le tiroir coulissant 222 est pratiquement au contact de l'initiateur 223, c'est-à-dire avec la chambre de mise sous pression 225 réduite à son volume minimum, les deux plots conducteurs électriques 213, 214 sont reliés électriquement entre eux, via le tube fendu 221 dans une première position, dite initiale. Le contact électrique étant réalisé par l'intermédiaire du troisième élément conducteur (ici le tube fendu 221), comme mentionné plus haut.
Les deux plots conducteurs comportent deux bagues coaxiales 213a, 214a décalées axialement le long de l'axe Y (correspondant à la direction de déplacement de l'élément de coupure mobile 220) et ces bagues 213a, 214a sont au moins en contact serré avec la partie conductrice de l'élément de coupure mobile (ici le tube fendu 221) lorsqu'il se trouve dans ladite première position. Dans l'exemple, les faces internes des bagues 213a, 214a affleurent la paroi de la cavité 219. Avantageusement, dans ladite première position, le tube fendu 221 est engagé par emboîtement forcé entre les bagues 213a, 214a desdits plots conducteurs primaires 213, 214, ce qui permet de garantir une excellente liaison électrique entre lesdits plots conducteurs primaires pendant toute la période précédant l'actionnement du dispositif de coupure 211. Comme illustré à la figure 8, l'une des bagues 213a présente dans l'exemple illustré un fusible 240 qui lui est relié en série. Le fusible 240 est, dans l'exemple illustré, intégré à la bague 213a avec son enveloppe isolante. On pourrait toutefois, sans sortir du cadre de la présente invention, mettre en œuvre un élément fusible formé uniquement par l'âme fusible d'un fusible commercial (sans son enveloppe isolante) ou par une zone amincie de la bague, d'une manière similaire à ce qui a été décrit plus haut. La partie formant support 212 de l'initiateur pyrotechnique 223 comprend deux canaux traversants 212a et 212b. Un premier conducteur électrique 240a s'étend au travers d'un premier canal 212a de manière à relier un premier conducteur électrique 223a de l'initiateur pyrotechnique 223 à une première borne du fusible 240. De la même manière un deuxième conducteur électrique 240b s'étend au travers d'un deuxième canal 212b de manière à relier un deuxième conducteur électrique 223b de l'initiateur pyrotechnique 223, différent du premier conducteur 223a, à une deuxième borne du fusible 240 différente de la première. Ainsi, lorsqu'un courant d'une intensité supérieure à la valeur prédéterminée traverse la bague 213a, la résistance du fusible 240 augmente de sorte à créer à ses bornes une différence de potentiel suffisante pour pouvoir actionner l'initiateur pyrotechnique 223. En variante ou en combinaison, un élément fusible relié à l'initiateur pyrotechnique pourrait être présent sur le plot électrique 214 en étant relié en série à ce dernier.
Lors de l'actionnement de l'initiateur pyrotechnique 223, l'élément de coupure mobile 220, et par conséquent le tube fendu 221, se déplace vers une seconde position dans la cavité (figure 7B), suite à la pressurisation de la chambre de mise sous pression 225. Dans cette deuxième position, le tube fendu 221 est dégagé du plot 213, cela permet d'empêcher la connexion électrique entre les deux plots conducteurs 213, 214 et d'interrompre la circulation du courant dans le circuit. Dans l'exemple illustré, lorsque le dispositif 211 est dans la deuxième configuration de coupure (celle illustrée à la figure 7B), le tube fendu 221 est séparé du plot 213 et est en contact avec le plot 214. On ne sort toutefois pas du cadre de l'invention si le tube fendu n'était en contact ni avec le plot 213 ni avec le plot 214 lorsque le dispositif est dans la deuxième configuration. La figure 8 montre comment on peut réaliser de façon simple et économique un dispositif de coupure 211 tel que décrit. Le corps creux 216 est défini par l'assemblage de deux éléments de boîtier 230, 231, respectivement gauche 230 et droit 231. L'élément de boîtier 230 comporte deux trous borgnes taraudés 232 surmontés d'une empreinte ouverte latéralement 233a, 233b et 233c et dont la forme est définie pour accueillir une partie de chaque plot conducteur électrique 213, 214 et une partie du support 212 de l'initiateur pyrotechnique. Chaque plot conducteur électrique comporte une bague 213a et 214a prolongée latéralement par une barre de connexion 213b et 214b faisant saillie à l'extérieur du corps creux isolant de façon à pouvoir être connectée au circuit électrique externe au dispositif de coupure 211. Le second élément de boîtier 231 comporte deux trous traversant 236 permettant l'insertion de vis de fixation 237. De la même manière que le premier élément de boîtier 230, il comprend en outre une empreinte ouverte latéralement 234a, 234b et 234c et dont la forme est définie pour accueillir une partie de chaque plot conducteur électrique 213, 214 et une partie du support 212 de l'initiateur pyrotechnique. Le support 212 est monté entre les deux éléments de boîtier 230, 231 et comprend un perçage 238 qui reçoit à son extrémité l'initiateur 223. L'initiateur 223 est monté à l'intérieur dudit support 212 de façon à définir la chambre de mise sous pression 225 à l'intérieur dudit perçage 238. Comme mentionné précédemment, le tube fendu 221 est engagé à force dans chacune des deux bagues 213a, 214a.
De cette façon, dans ladite première position, initiale, les deux bagues coaxiales et décalées axialement 213a, 214a sont électriquement connectées par l'intermédiaire du tube métallique fendu 221. Dans l'exemple illustré, le tiroir isolant 222 est inséré à l'intérieur du tube fendu coulissant 221. Une première partie ou partie amont 241, de forme cylindrique, de diamètre sensiblement égal au diamètre de la cavité 219, coulisse le long des faces internes de ladite cavité. Dans sa face amont, dirigée vers le haut sur les figures 7A, 7B et 8, la première partie 241 comporte une cavité 226, ici également sensiblement cylindrique, qui délimite en partie le volume initial de la chambre de mise sous pression 225. Comme il ressort de la figure 8, la première partie 241 comporte deux gorges circonférentielles 261, 262, espacées axialement l'une de l'autre, et recevant chacune un joint d'étanchéité torique 263, 264. Ainsi, le piston 222 ferme la chambre de mise sous pression 225 et permet l'augmentation rapide de pression dans l'environnement clos de cette chambre. Ainsi, les gaz générés dans la chambre de mise sous pression 225 ne s'infiltrent pas vers les bagues conductrices 213a, 214a.
Une rainure est avantageusement formée dans au moins l'une desdites gorges et configurée pour former un passage calibré pour l'évacuation de l'air hors de la chambre de mise sous pression lors du montage du piston 222 dans le support 212 de l'initiateur pyrotechnique 223. Le piston 222, situé au moins pour partie en amont du tube fendu, a pour fonction de transmettre au audit tube 221 l'effort de pression généré par les gaz dans la chambre de mise sous pression 225 et de permettre la coupure du circuit en déplaçant ledit tube 221. La première partie 241 est prolongée par une deuxième partie aval 242, de diamètre légèrement inférieur choisi pour permettre son insertion, éventuellement à force, à l'intérieur du tube fendu une fois celui-ci inséré entre les bagues 213a, 214a. Cette deuxième partie peut faire office d'élément de guidage pour le tube fendu, lors de son déplacement à l'intérieur de la cavité 219. Elle peut aussi, dans un mode de réalisation avantageux, former un élément de serrage complémentaire du tube fendu contre les bagues 213a, 214a. Après déclenchement de l'initiateur pyrotechnique 223, la situation est illustrée à la figure 7B. La liaison électrique entre les deux plots 213, 214 est interrompue et la circulation du courant électrique au travers de la portion conductrice du dispositif de coupure 211 est ainsi interrompue. On notera que le piston 222 présente ici, sur une partie située directement en amont du tube fendu, un diamètre égal au plus au diamètre externe de ce tube une fois inséré entre les bagues. Dans l'exemple illustré, le diamètre de la partie amont du piston est même légèrement inférieur à celui du tube fendu, de sorte que le piston, entraînant le tube fendu, peut coulisser facilement entre les bagues, sans y rester bloqué. Ceci est rendu possible ici par une légère différence de diamètre entre la partie la plus en amont de la cavité le long de laquelle coulisse le piston (formée ici par l'alésage du support de l'initiateur) et sa partie aval (formée par les éléments de boîtiers), plus large, dans laquelle débouchent les bagues.
Comme on le voit sur les dessins, la cavité 219 se prolonge vers l'aval par une portion de guidage 245 qui permet de guider le tube fendu 221 lorsque celui-ci passe de la première à la seconde position et d'assurer à celui-ci une trajectoire rectiligne. Un plot amortissant 29 est inséré dans le fond de la cavité 219. Au besoin, ce plot amortissant 29 a pour fonction de réduire l'énergie de l'impact du tube fendu conducteur 221 et du piston isolant 222 lorsque les deux pièces arrivent en contact sur le fond du corps 216.
On a représenté à la figure 9 un premier exemple de système électrique sécurisé 30 selon l'invention. Le système électrique sécurisé 30 comprend un système d'alimentation sécurisé 2 relié à un dispositif électrique 31 destiné à être alimenté par ce système d'alimentation 2. Le système d'alimentation 2 comprend un circuit d'alimentation monophasé comprenant un générateur électrique G et une phase 10 reliée à ce générateur G. Le générateur G peut par exemple être un alternateur. Le générateur G peut être relié à un moteur thermique comme un moteur à explosion ou un turboréacteur. En variante, le générateur G peut faire partie d'une installation telle qu'une centrale électrique produisant un courant alternatif. Dans cet exemple, le dispositif de coupure 1 illustré à la figure 1 est relié à la phase 10 comme détaillé plus haut. Le dispositif de coupure 1 est monté en série avec le générateur G et le dispositif électrique 31. Le dispositif de coupure 1 est présent entre le générateur G et le dispositif électrique 31. Le générateur G est présent en amont du dispositif de coupure 1 et le dispositif électrique 31 est présent en aval du dispositif de coupure 1. Les termes « amont » et « aval » sont ici utilisés en référence au sens du courant électrique dans le circuit d'alimentation (flèche I). Comme expliqué plus haut, lorsque l'intensité du courant traversant la phase 10 dépasse la valeur prédéterminée, le déclenchement du fusible 40 présent dans le dispositif de coupure 1 permet d'actionner l'initiateur pyrotechnique 3 et donc la coupure du courant circulant dans le circuit.
La figure 10 représente un autre exemple de système électrique et de système d'alimentation sécurisés 300 selon l'invention. Dans l'exemple de la figure 10, une structure similaire à celle de la figure 9 a été utilisée dans laquelle un élément de contrôle 37 du dispositif électrique 31 a été ajouté. Cet élément de contrôle 37 est relié au dispositif d'allumage du dispositif de coupure 100. L'élément de contrôle 37 est configuré pour actionner l'initiateur pyrotechnique lorsqu'un paramètre de fonctionnement du dispositif électrique atteint une valeur prédéterminée. Cela permet de réaliser la coupure du courant électrique par le dispositif de coupure 100 aussi en cas de dysfonctionnement du dispositif électrique 31 et pas seulement en cas de surintensité dans le circuit. L'élément de contrôle 37 comporte par exemple un capteur de température configuré pour mesurer la température du dispositif électrique 31. En variante ou en combinaison, l'élément de contrôle 37 peut comporter un capteur de pression configuré pour mesurer la pression d'une partie au moins du dispositif électrique 31. Ainsi, l'élément de contrôle 37 peut être configuré pour actionner l'initiateur pyrotechnique lorsque la température du dispositif électrique 31 ou la pression d'une partie dudit dispositif 31 dépasse une valeur prédéterminée et ce afin de garantir la sécurité du système 300 lorsqu'un dysfonctionnement est observé.
Les systèmes électriques sécurisés 30 et 300 qui viennent d'être décrits peuvent être montés dans un véhicule tel qu'un aéronef ou un train ou être présents dans une installation industrielle.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de coupure (1 ; 100 ; 111 ; 211) destiné à être relié à un circuit électrique comprenant au moins un initiateur pyrotechnique (3 ; 223) et un corps (11 ; 114 ; 216) dans lequel sont présents :
- une chambre de mise sous pression (7 ; 225) en communication avec une sortie (S) dudit initiateur pyrotechnique (3 ; 223),
- au moins une portion conductrice de l'électricité (8 ; 80 ;
90 ; 180 ; 213 ; 214) destinée à être reliée au circuit électrique,
- au moins un élément fusible (40 ; 130 ; 140 ; 240) relié en série à la portion conductrice, l'initiateur étant relié aux bornes dudit élément fusible et ledit élément fusible étant configuré pour se déclencher lorsque l'intensité du courant qui le traverse dépasse une valeur prédéterminée et pour actionner ainsi l'initiateur, et
- un élément de coupure mobile (15 ; 220),
l'initiateur pyrotechnique étant configuré pour faire passer le dispositif de coupure d'une première configuration de passage du courant à une deuxième configuration de coupure du courant, l'élément de coupure mobile étant mis en mouvement lors du passage de la première à la deuxième configuration afin de déconnecter ladite portion conductrice.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'élément fusible (40 ; 130 ; 240) est rapporté sur la portion conductrice.
3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'élément fusible (140) est constitué par une zone amincie de la portion conductrice.
4. Dispositif (1 ; 111) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la chambre de mise sous pression (7) constitue une première chambre de dispositif de coupure, une partie au moins de la portion conductrice (8 ; 180) étant présente dans une deuxième chambre (12) présente dans le corps (11 ; 114), l'élément de coupure mobile (15) séparant la première chambre (7) de la deuxième chambre (12) et présentant au moins un relief (17) formé d'un matériau isolant de l'électricité, ledit au moins un relief (17) étant en regard de la portion conductrice (8 ; 180), l'élément de coupure mobile (15) étant mis en mouvement vers la portion conductrice (8 ; 180) afin de la rompre par impact avec le relief lors du passage de la première à la deuxième configuration.
5. Dispositif (1) selon la revendication 4, dans lequel l'élément de coupure mobile (15) est mis en mouvement vers la portion conductrice (8) afin de la rompre par impact avec le relief (17) au niveau d'une zone distincte de celle où l'élément fusible (40) est présent lors du passage de la première à la deuxième configuration, et dans lequel l'élément fusible est présent dans la deuxième chambre (12) et est relié avec son enveloppe isolante à la portion conductrice.
6. Dispositif (111) selon la revendication 4, dans lequel l'élément de coupure mobile (15) est mis en mouvement vers la portion conductrice (180) afin de la rompre par impact avec le relief (17) au niveau d'une zone distincte de celle où l'élément fusible (130) est présent lors du passage de la première à la deuxième configuration, et dans lequel l'élément fusible est présent dans une troisième chambre (128) distincte de la deuxième chambre (12) dans laquelle une poudre (131) d'un matériau isolant de l'électricité est en outre présente.
7. Dispositif (211) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la portion conductrice présente un premier élément conducteur de l'électricité (213) et un deuxième élément conducteur de l'électricité (214) et dans lequel l'élément de coupure mobile (220) présente un troisième élément conducteur de l'électricité (221), le troisième élément conducteur (221) réalisant la connexion électrique entre le premier (213) et le deuxième (214) éléments conducteurs lorsque le dispositif de coupure est dans la première configuration et le troisième élément conducteur (221) étant dégagé de l'un au moins des premier (213) et deuxième (214) éléments conducteurs de manière à empêcher la circulation d'un courant électrique entre ces derniers lorsque le dispositif est dans la deuxième configuration.
8. Dispositif de coupure (1 ; 111 ; 211) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, le dispositif comprenant une unique portion conductrice (8 ; 180 ; 213 ; 214).
9. Dispositif de coupure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif comprend plusieurs portions conductrices (80), un élément fusible (40) étant relié en série à chacune des portions conductrices, l'initiateur étant relié aux bornes de l'élément fusible et l'élément fusible étant configuré pour se déclencher lorsque l'intensité du courant qui le traverse dépasse la valeur prédéterminée et pour actionner ainsi l'initiateur.
10. Système électrique sécurisé (30 ; 300) comprenant au moins : un système d'alimentation sécurisé (2 ; 200) comprenant au moins :
- un dispositif de coupure (1 ; 100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, et
- un circuit d'alimentation relié au dispositif de coupure, ladite au moins une portion conductrice (8) étant reliée à une phase (10) du circuit d'alimentation, et
un dispositif électrique (31) relié audit système d'alimentation (2 ; 200) et destiné à être alimenté par ce dernier.
11. Système (300) selon la revendication 10, comprenant en outre un élément de contrôle (37) du dispositif électrique configuré pour actionner l'initiateur (3) lorsque la valeur d'un paramètre de fonctionnement du dispositif électrique atteint une valeur prédéterminée.
12. Système (300) selon la revendication 11, le paramètre de fonctionnement étant la pression ou la température.
13. Véhicule comprenant au moins un système électrique sécurisé
(30 ; 300) selon l'une quelconque des revendications 10 à 12.
14. Installation comprenant au moins un système (30 ; 300) selon l'une quelconque des revendications 10 à 13.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6962756B2 (ja) * 2017-09-15 2021-11-05 株式会社ダイセル 電気回路遮断装置
DE102017011632B4 (de) 2017-12-15 2020-03-26 Panasonic Industrial Devices Europe Gmbh Pyrotechnische Sicherung zum Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises
DE102017011631B4 (de) * 2017-12-15 2020-02-13 Panasonic Industrial Devices Europe Gmbh Vorrichtung zum Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises
US11355300B2 (en) 2019-05-07 2022-06-07 Littelfuse, Inc. Active/passive automotive fuse module
US11387068B2 (en) * 2019-12-16 2022-07-12 Littelfuse, Inc. Active/passive fuse module
US11594391B2 (en) * 2019-12-16 2023-02-28 Littelfuse International Holding, Llc. Active/passive fuse module
JP7390552B2 (ja) * 2019-12-27 2023-12-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 遮断装置
PL3944440T3 (pl) 2020-07-24 2023-08-14 Future Systems Besitz Gmbh Sposób i urządzenie do zabezpieczenia obciążenia przed przetężeniem
FR3124886A1 (fr) * 2021-06-30 2023-01-06 Airbus Operations Ensemble coupe-circuit pyrotechnique pour aeronef, et aeronef comprenant un tel ensemble.
JP2023117242A (ja) * 2022-02-10 2023-08-23 株式会社ダイセル 電気回路遮断装置
FR3141280A1 (fr) * 2022-10-20 2024-04-26 Airbus Operations (S.A.S.) Dispositif de protection électrique de type coupe-circuit positionnable sur un câble électrique continu

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19712387A1 (de) * 1996-04-27 1997-10-30 Dynamit Nobel Ag Pyrotechnisches Schaltelement für elektrische Stromkreise
FR2775539A1 (fr) * 1998-02-27 1999-09-03 Renault Dispositif disjoncteur pour vehicule automobile
FR2797990A1 (fr) * 1999-08-25 2001-03-02 Yazaki Corp Coupe-circuit d'alimentation electrique utilisant un fusible sensible a la temperature
GB2489101A (en) * 2011-03-18 2012-09-19 Gm Global Tech Operations Inc Pyrotechnically actuated fuse for a motor vehicle
DE202015106793U1 (de) * 2015-12-14 2016-01-14 Kromberg & Schubert Gmbh Schmelzsicherung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10241524A (ja) * 1997-02-28 1998-09-11 Harness Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk 電気回路遮断器
US5990572A (en) * 1997-02-28 1999-11-23 Harness System Technologies Research, Ltd. Electric circuit breaker for vehicle
ATE376163T1 (de) * 2003-04-30 2007-11-15 Delphi Tech Inc Gehäuse für eine pyromechanische trennvorrichtung mit integriertem anzündelement
WO2005015704A2 (fr) * 2003-08-08 2005-02-17 Delphi Technologies, Inc. Dispositif d'interruption de circuit
US7123124B2 (en) * 2003-10-17 2006-10-17 Special Devices, Inc. Pyrotechnic circuit breaker
DE102007014339A1 (de) * 2007-03-26 2008-10-02 Robert Bosch Gmbh Thermosicherung für den Einsatz in elektrischen Modulen
JP4893450B2 (ja) * 2007-04-25 2012-03-07 三菱電機株式会社 回路遮断器およびこの回路遮断器を用いたｓｐｄ保護システム
JP4281846B1 (ja) 2007-09-27 2009-06-17 ダイキン工業株式会社 切断装置、ブレーカ、接触器、および電気回路遮断器
DE502008000492D1 (de) * 2008-01-18 2010-05-12 Daimler Ag Pyromechanische Trennvorrichtung
FR2957452B1 (fr) * 2010-03-15 2012-08-31 Snpe Materiaux Energetiques Interrupteur electrique a actionnement pyrotechnique
FR2992770B1 (fr) * 2012-06-29 2014-08-01 Herakles Interrupteur electrique formant coupe-circuit a actionnement rapide
JP5874583B2 (ja) * 2012-08-29 2016-03-02 豊田合成株式会社 導通遮断装置
JP5817685B2 (ja) 2012-08-31 2015-11-18 豊田合成株式会社 導通遮断装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19712387A1 (de) * 1996-04-27 1997-10-30 Dynamit Nobel Ag Pyrotechnisches Schaltelement für elektrische Stromkreise
FR2775539A1 (fr) * 1998-02-27 1999-09-03 Renault Dispositif disjoncteur pour vehicule automobile
FR2797990A1 (fr) * 1999-08-25 2001-03-02 Yazaki Corp Coupe-circuit d'alimentation electrique utilisant un fusible sensible a la temperature
GB2489101A (en) * 2011-03-18 2012-09-19 Gm Global Tech Operations Inc Pyrotechnically actuated fuse for a motor vehicle
DE202015106793U1 (de) * 2015-12-14 2016-01-14 Kromberg & Schubert Gmbh Schmelzsicherung

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