WO2024121486A1 - Contacteur electrique a dispositif de coupure integre - Google Patents

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WO2024121486A1
WO2024121486A1 PCT/FR2023/051875 FR2023051875W WO2024121486A1 WO 2024121486 A1 WO2024121486 A1 WO 2024121486A1 FR 2023051875 W FR2023051875 W FR 2023051875W WO 2024121486 A1 WO2024121486 A1 WO 2024121486A1
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WO
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arc
arc guide
electrical
fuse
guide
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/051875
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English (en)
Inventor
Kévin ENOUF
Guillaume PRIEUR
Jérôme Valire
Original Assignee
Safran Electrical & Power
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc
    • 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
    • H01H85/0241—Structural association of a fuse and another component or apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/10—Adaptation for built-in fuses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/346—Details concerning the arc formation chamber

Definitions

  • the invention relates to electrical protection equipment, and more particularly to a contactor and electrical power cut-off circuit breaker intended to be mounted on an electrical circuit, for example of an aircraft.
  • the electrical contactor 1 according to the state of the art comprises two electrically distinct fixed electrical contacts 2, a movable bridge 3, and an arc-breaking device 4 for each fixed electrical contact 2, i.e. two arc-breaking devices 4 .
  • Each arc cutting device 4 comprises a first arc guide 5, a second arc guide 6 electrically connected to the fixed electrical contact 2 with which the arc cutting device is associated, and a finned cutting module 7 extending between the first arc guide 5 and the second arc guide 6, at a distance from the movable bridge 3 and the associated fixed electrical contact 2.
  • the movable bridge 3 is movable between a first position and a second position.
  • the movable bridge 3 In the first position illustrated in Figure 1, the movable bridge 3 is in mechanical and electrical contact with the two fixed electrical contacts 2 and at a distance from the two first arc guides 5, and a second position in contact with the first guides d arc 5 and at a distance from fixed electrical contacts 2.
  • the two fixed electrical contacts 2 are electrically connected via the movable bridge 3, thus allowing the electric current to flow from one fixed electrical contact 2 to the other via the movable bridge 3 as illustrated by the arrows 9 in mixed traits.
  • the movable bridge 3 In the second position illustrated in Figure 2, the movable bridge 3 is mechanically separated from the two fixed electrical contacts 2 and in mechanical and electrical contact with the first two arc guides 5.
  • an electric arc 10 can be formed by ionization of the air at each of the two separation locations as is illustrated in Figure 3.
  • An electric current then always circulates from one fixed electrical contact 2 to the other via the movable bridge 3 as illustrated by the arrows 9 in phantom lines.
  • the electric arcs 10 will then move outwards via the first arc guides 5 and the second arc guides 6 thanks to the Laplace force which is created between the electric current 9 and the magnetic field 1 1.
  • the electric arcs 10 thus move into the finned cutoff modules 7. Once the electric arcs 10 have entered the fins 8 of the finned cutoff module 7, the arc will divide into multiple arcs which will lower the current to zero and cause the network to cut off.
  • HVDC high voltage continuous networks
  • the invention aims to provide a technical solution offering an electrical contactor capable of containing electric arcs to prevent their propagation outside and thus suppress them.
  • an electrical contactor with an integrated electrical cut-off device comprising at least one arc cut-off device comprising a first arc guide, a second arc guide, and a finned cutoff module extending between the first arc guide and the second arc guide.
  • the arc cutting device further comprises a fuse and an electrically insulating enclosure, the fuse being disposed between the first arc guide and the second arc guide and separated by at least least one of the arc guides among the first arc guide and the second arc guide by a physical space, and the finned cutoff module and the fuse being arranged inside the electrically insulating enclosure.
  • the finned cut-off module therefore makes it possible to cut the electrical arcs generated with a nominal current, and the fuse makes it possible to cut the electric arcs generated with a current greater than the nominal current, the arc then emerging from the fins of the finned cut-off module and forming between the arc guides and the fuse.
  • the insulating enclosure makes it possible to insulate the fuse cartridge and block the arc so that it clings to the end of the fuse.
  • the electrical contactor with an integrated electrical breaking device comprises at least two electrically distinct fixed electrical contacts, a movable bridge, and an arc breaking device for each fixed contact, each arc breaking device comprising a first guide arc guide, a second arc guide electrically connected to the associated fixed contact, and a finned cutting module extending between the first arc guide and the second arc guide, at a distance from the movable bridge and the contact associated fixed, the first arc guides of the different arc cutting devices being electrically coupled together, and the movable bridge being movable between a first position in contact with said fixed contacts and at a distance from the first arc guides, and a second position in contact with the first arc guides and at a distance from said fixed contacts.
  • each arc breaking device may further comprise an electrically insulating internal wall disposed between the fuse and the finned breaking module.
  • the insulating internal wall thus protects the fuse and prevents an arc from forming between a fin of the finned cutoff module and the fuse.
  • each arc breaking device may comprise a first electrical branch comprising a first end electrically connected to a first of the two terminals of the fuse and a second end electrically connected to the second arc guide, and a second electrical branch comprising a first end connected to a second of the two terminals of the fuse and a second end disposed facing the first arc guide while remaining at a distance from said finned module and the first arc guide, the second end of the second electrical branch being separated from the first arc guide by said physical space.
  • the finned breaking module may comprise first fins located near the second arc guide larger than second fins located near the first arc guide.
  • the extended fins in the lower part of the finned cutoff module provide a greater resistance to the electric arc obtained than that of the fuse branch, thus favoring the passage of current through the fuse.
  • At least part of the first arc guide and at least part of the second arc guide can be arranged inside the insulating enclosure.
  • FIG. 1 Figure 1, already described, schematically represents a sectional view of an electrical contactor 1 according to the state of the art in a first position.
  • FIG. 3 Figure 3, already described, schematically represents a sectional view of the electrical contactor 1 of the state of the art of Figure 2 with the appearance of electric arcs.
  • FIG. 5 Figure 5, already described, schematically represents a sectional view of the electrical contactor 1 of the state of the art of Figure 2 with the electric arcs further outside.
  • Figure 6 Figure 6, already described, schematically represents a sectional view of the electrical contactor 1 of the state of the art of Figure 2 with the electric arcs displaced in the finned switching module.
  • Figure 8 schematically shows a sectional view of an electrical contactor 10 according to a first embodiment of the invention in a first position.
  • Figure 10 schematically shows the direction of the current in the contactor of Figure 9 when an electric arc is formed outside the finned cut-off module 23.
  • Figure 1 1 schematically shows a sectional view of an electrical contactor 10' according to a second embodiment of the invention.
  • the electrical contactor 10 comprises two electrically distinct fixed electrical contacts 12, a movable bridge 13, and, for each fixed contact 12, an arc breaking device 20, in other words two devices arc cutoff 20.
  • Each arc cutting device 20 comprises a first arc guide 21, a second arc guide 22 electrically connected to the associated fixed contact 12, and a finned cutting module 23 comprising a plurality of fins 24 and extending between the first arc guide 21 and the second arc guide 22.
  • the finned cutting module 23 is arranged at a distance from the movable bridge 13 and the adjacent fixed contact 12.
  • the first arc guides 21 of the two arc cutting devices 20 are electrically coupled together.
  • the fins 8 of a finned cutting module 23 are successively superimposed one above the other between the second arc guide 22 and the first arc guide 21.
  • Each fin 24 is separated from another fin 24 by an empty gap 240, and is therefore not in electrical contact with another fin 24.
  • the fin 24 at the top of the overlay is separated from the first arc guide 21 by an empty apex interval 241, and the fin at the base of the overlay is separated from the second arc guide 21 by another empty base interval 242.
  • Each arc breaking device 20 further comprises a fuse 25 disposed between the first arc guide 21 and the second arc guide 22, a first electrical branch 26 coupled to a first terminal of the fuse 25 and a second electrical branch 27 coupled to a second terminal of fuse 25.
  • the first electrical branch 26 has a first end 261 electrically connected to the first terminal of the fuse 25 and a second end 262 electrically connected to the second arc guide 22.
  • the second electrical branch 27 has a first end 271 electrically connected to the second terminal of the fuse 25 and a second end 272 arranged opposite the first arc guide 21 but at a distance from the first arc guide 21.
  • the second end 272 of the second electrical branch 27 is thus physically separated from the first arc guide 21 by a physical space 30, and is not in direct electrical contact with any other electrical element.
  • Each arc breaking device 20 also comprises an electrically insulating internal wall 28 disposed between the fuse 25 and at least part of the finned cutting module 23.
  • the internal wall 28 thus extends over a length greater than that of fuse 25 but lower than that of finned cutoff module 23.
  • Each arc breaking device 20 also comprises an electrically insulating enclosure 29 inside which are arranged the finned breaking module 23, the fuse 25, the first electrical branch 26, the second electrical branch 27, and the wall internal 28.
  • the enclosure 29 comprises in this example three external walls 290, 292 and 294.
  • a first wall 290 is placed facing a portion of the first arc guide 21, a second wall 292 is placed facing the fuse 25, and a third wall 294 is arranged opposite the second arc guide 22.
  • the second wall 292 is integral with the first wall 290 and the third wall 294.
  • Figure 11 is schematically illustrated a sectional view of an electrical contactor 10' according to a second embodiment of the invention.
  • the second embodiment illustrated in Figure 11 differs from the first embodiment illustrated in Figures 8 and 9 in that the finned cutting module 23 of the arc cutting devices 20 comprise base fins 24' located in lower portion, that is to say closer to the second arc guide 22 than to the first arc guide 21, which are longer than the other fins 24.
  • the base fins 24' which are thus extended in the lower part of the finned cut-off module 23 make it possible to have a resistance of the electric arc obtained greater than that of the circuit formed by the fuse 25 and the first and second electrical branches 26 and 27, thus favoring the passage of current in the fuse 25 rather than between the fins 24 or 24'.

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Abstract

Un contacteur électrique (10, 10') à dispositif de coupure intégré, comprenant au moins un dispositif de coupure (20) d'arc comportant un premier guide (21), un second guide (22) raccordé au contact (12), et un module de coupure à ailettes (23) disposé entre le premier guide (21) et le second guide (22). Chaque dispositif de coupure d'arc (20) comporte un fusible (25) disposé entre le premier guide d'arc (21) et le second guide d'arc (22), et une enceinte isolante (29) à l'intérieur de laquelle sont disposés le module de coupure à ailettes (23) et le fusible (25), le fusible (25) étant séparé d'au moins un des guides d'arc (21, 22) par un espace physique (30).

Description

Description
Titre de l'invention : CONTACTEUR ELECTRIQUE A DISPOSITIF DE COUPURE INTEGRE
Domaine Technique
L'invention concerne un équipement de protection électrique, et plus particulièrement un contacteur et disjoncteur électrique de coupure de courant destiné à être monté sur un circuit électrique, par exemple d’un aéronef.
Technique antérieure
Sur les figures 1 à 5 sont représentées schématiquement différentes vues en coupe d’un contacteur électrique 1 selon l’état de la technique.
Le contacteur électrique 1 selon l'état de la technique comprend deux contacts électriques fixes 2 électriquement distincts, un pont mobile 3, et un dispositif de coupure d’arc 4 pour chaque contact électrique fixe 2, soit deux dispositifs de coupure d’arc 4.
Chaque dispositif de coupure d’arc 4 comporte un premier guide d’arc 5, un second guide d’arc 6 électriquement raccordé au contact électrique fixe 2 auquel le dispositif de coupure d’arc est associé, et un module de coupure à ailettes 7 s’étendant entre le premier guide d’arc 5 et le second guide d’arc 6, à distance du pont mobile 3 et du contact électrique fixe 2 associé.
Les deux premiers guides d’arc 5 des deux dispositifs de coupure d’arc 4 sont électriquement couplés ensemble. Et chaque module de coupure à ailettes 7 comprend une série d’ailettes 8 disposées successivement les unes au-dessus des autres entre le seconde guide d’arc 6 et le premier guide d'arc 5, chaque ailette 8 étant espacée des autres ailettes par un espace vide. L’ailette 8 au sommet de l’empilement est séparée du premier guide d’arc 5 par un espace vide, et l’ailette à la base de l’empilement est séparée du second guide d’arc 6 par un espace vide.
Le pont mobile 3 est mobile entre une première position et une seconde position.
Dans la première position illustrée sur la figure 1 , le pont mobile 3 est en contact mécaniquement et électriquement avec les deux contacts électriques fixes 2 et à distance des deux premiers guides d'arc 5, et une seconde position en contact avec les premiers guides d’arc 5 et à distance des contacts électriques fixes 2. Dans cette première position, les deux contacts électriques fixes 2 sont électriquement raccordés via le pont mobile 3, permettant ainsi au courant électrique de circuler d’un contact électrique fixe 2 à l’autre via le pont mobile 3 comme illustré par les flèches 9 en traits mixtes.
Dans la seconde position illustrée sur la figure 2, le pont mobile 3 est mécaniquement séparé des deux contacts électriques fixes 2 et en contact mécaniquement et électriquement avec les deux premiers guides d’arc 5.
Dans cette seconde position, les deux contacts électriques fixes 3 sont découplés électriquement l’un de l'autre, et aucun courant ne peut donc normalement circuler d’un contact électrique fixe 2 à l’autre.
Cependant, lors de la séparation du pont mobile 3 avec les deux contacts électriques fixes 2, un arc électrique 10 peut se former par ionisation de l’air à chacun des deux endroits de séparation comme cela est illustré sur la figure 3. Un courant électrique circule alors toujours d’un contact électrique fixe 2 à l’autre via le pont mobile 3 comme illustré par les flèches 9 en traits mixtes.
Comme illustré sur les figures 4 et 5, les arcs électrique 10 vont ensuite se déplacer vers l’extérieur via les premiers guides d’arc 5 et les seconds guides d’arc 6 grâce à la force de Laplace qui se crée entre le courant électrique 9 et le champ magnétique 1 1 . Les arcs électriques 10, sous l’effet du champ magnétique 1 1 créé par des aimants permanents, se courbent et viennent lécher les premiers et seconds guides d'arc 5 et 6.
Comme illustré sur la figure 6, les arcs électriques 10 se déplacent ainsi jusque dans les modules de coupure à ailettes 7. Une fois les arcs électriques 10 entrés dans les ailettes 8 du module de coupure à ailettes 7, l’arc va se diviser en de multiples arcs qui vont abaisser le courant à zéro et provoquer la coupure du réseau.
Cependant, lorsque le courant est trop fort, il est possible que les ailettes 8 du module de coupure à ailettes 7 ne soient plus suffisantes et que l’arc électrique les traverse et ressorte de l’autre côté. L’arc se reforme alors complètement et ne s’éteindra pas comme cela est illustré sur la figure 7. Un arc électrique 10 étant un plasma qui peut atteindre plusieurs milliers de degrés Celsius, s’il est maintenu trop longtemps, il peut endommager le reste du contacteur électrique et potentiellement se propager.
Il y a donc besoin d’un système de protection supplémentaire permettant de contenir et/ou limiter la propagation des arcs électriques.
Il existe des solutions sur les réseaux continus à haute tension (HVDC) dans le domaine de l’automobile notamment. Ces solutions consistent à introduire un fusible ou des dispositifs de fusible pyrotechnique (« pyrofuse >> en anglais) capable d’interrompre de très forts courants en série avec les contacteurs. Mais ces solutions mais ne sont pas des contacteurs. L’inconvénient de ses solutions est qu’elles sont encombrantes, lourdes et peu aisées à intégrer en entrée d’un contacteur électrique.
Ces solutions sont notamment décrites dans les documents CN 210837635, FR 3098005, US 1 1052784, DE 102020006947, et EP 3698419.
Exposé de l’invention
L'invention vise à fournir une solution technique offrant un contacteur électrique capable de contenir des arcs électriques pour éviter leur propagation à l’extérieur et ainsi les supprimer.
Dans un premier objet de l’invention, il est proposé un contacteur électrique à dispositif de coupure électrique intégré, ledit contacteur électrique comprenant au moins un dispositif de coupure d’arc comportant un premier guide d’arc, un second guide d’arc, et un module de coupure à ailettes s’étendant entre le premier guide d’arc et le second guide d’arc.
Selon une caractéristique générale de l’invention, le dispositif de coupure d’arc comporte en outre un fusible et une enceinte électriquement isolante, le fusible étant disposé entre le premier guide d’arc et le second guide d’arc et séparé d’au moins un des guides d’arc parmi le premier guide d’arc et le second guide d’arc par un espace physique, et le module de coupure à ailettes et le fusible étant disposés à l’intérieur de l’enceinte électriquement isolante.
L’ajout d’un fusible dans le contacteur électrique, ce fusible étant physiquement séparé, autrement dit distant, d’au moins un des deux guides d’arc permet d’avoir un dispositif de coupure d’arc doté d’un fusible qui n’est passant que lorsque l’arc électrique sort des ailettes du module de coupure à ailettes, par exemple suite à un court-circuit, de sorte que le calibre du fusible et donc sa taille ne sont pas nécessairement élevés.
Le module de coupure à ailettes permet donc de couper les arcs électriques générés avec un courant nominal, et le fusible permet de couper les arcs électriques générés avec un courant supérieur au courant nominal, l’arc sortant alors des ailettes du module de coupure à ailettes et se formant entre les guides d’arc et le fusible.
L’enceinte isolante permet quant à elle d’isoler la cartouche du fusible et de bloquer l’arc pour que celui-ci s’accroche sur l'extrémité du fusible.
De préférence, le contacteur électrique à dispositif électrique de coupure intégré comprend au moins deux contacts électriques fixes électriquement distincts, un pont mobile, et un dispositif de coupure d’arc pour chaque contact fixe, chaque dispositif de coupure d’arc comportant un premier guide d’arc, un second guide d’arc électriquement raccordé au contact fixe associé, et un module de coupure à ailettes s’étendant entre le premier guide d’arc et le second guide d’arc, à distance du pont mobile et du contact fixe associé, les premiers guides d’arc des différents dispositifs de coupure d’arc étant électriquement couplés ensemble, et le pont mobile étant mobile entre une première position en contact avec lesdits contacts fixes et à distance des premiers guides d’arc, et une seconde position en contact avec les premiers guides d’arc et à distance desdits contacts fixes.
Dans un premier mode de réalisation du contacteur électrique, chaque dispositif de coupure d’arc peut comprendre en outre une paroi interne électriquement isolante disposée entre le fusible et le module de coupure à ailettes.
La paroi interne isolante permet ainsi de protéger le fusible et d’éviter qu’un arc ne se forme entre une ailette du module de coupure à ailettes et le fusible.
Dans un autre mode de réalisation du contacteur électrique, chaque dispositif de coupure d’arc peut comprendre une première branche électrique comportant une première extrémité raccordée électriquement à une première des deux bornes du fusible et une seconde extrémité raccordée électriquement au second guide d’arc, et une seconde branche électrique comportant une première extrémité raccordée à une seconde des deux bornes du fusible et une seconde extrémité disposée en regard du premier guide d’arc tout en restant à distance dudit module à ailettes et du premier guide d’arc, la seconde extrémité de la seconde branche électrique étant séparée du premier guide d’arc par ledit espace physique.
Dans une mise en œuvre pratique du contacteur électrique, pour chaque dispositif de coupure d’arc, le module de coupure à ailettes peut comprendre des premières ailettes situées à proximité du second guide d’arc plus grandes que des secondes ailettes situées à proximité du premier guide d’arc.
Les ailettes rallongées en partie basse du module de coupure à ailettes permettent d’avoir une résistance de l’arc électrique obtenue plus importante que celle de la branche fusible, favorisant ainsi le passage du courant dans le fusible.
Avantageusement, pour chaque dispositif de coupure d’arc, au moins une partie du premier guide d’arc et au moins une partie du second guide d’arc peuvent être disposées à l’intérieure de l’enceinte isolante.
Brève description des dessins
L'invention sera mieux comprise à la lecture faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1 ] La figure 1 , déjà décrite, représente schématiquement une vue en coupe d’un contacteur électrique 1 selon l’état de la technique dans une première position.
[Fig. 2] La figure 2, déjà décrite, représente schématiquement une vue en coupe du contacteur électrique 1 selon l’état de la technique dans une seconde position.
[Fig. 3] La figure 3, déjà décrite, représente schématiquement une vue en coupe du contacteur électrique 1 de l’état de la technique de la figure 2 avec l’apparition d’arcs électriques.
[Fig. 4] La figure 4, déjà décrite, représente schématiquement une vue en coupe du contacteur électrique 1 de l’état de la technique de la figure 2 avec le déplacement des arcs électriques vers l’extérieur.
[Fig. 5] La figure 5, déjà décrite, représente schématiquement une vue en coupe du contacteur électrique 1 de l’état de la technique de la figure 2 avec les arcs électriques plus à l’extérieur. [Fig. 6] La figure 6, déjà décrite, représente schématiquement une vue en coupe du contacteur électrique 1 de l’état de la technique de la figure 2 avec les arcs électriques déplacés dans le module de coupure à ailettes.
[Fig. 7] La figure 7, déjà décrite, représente schématiquement une vue en coupe du contacteur électrique 1 de l’état de la technique de la figure 2 avec la reformation des arcs électriques à l’extérieur du dispositif de coupure à ailettes.
[Fig. 8] La figure 8 présente schématiquement une vue en coupe d’un contacteur électrique 10 selon un premier mode de réalisation de l’invention dans une première position.
[Fig. 9] La figure 9 présente schématiquement une vue en coupe du contacteur électrique 10 de la figure 8 dans une seconde position.
[Fig. 10] La figure 10 présente schématiquement le sens du courant dans le contacteur de la figure 9 lorsqu’un arc électrique se forme hors du module de coupure à ailettes 23.
[Fig. 11] La figure 1 1 présente schématiquement une vue en coupe d’un contacteur électrique 10’ selon un second mode de réalisation de l’invention.
Description des modes de réalisation
Sur la figure 8 est présentée schématiquement une vue en coupe d’un contacteur électrique 10 à dispositif électrique de coupure intégré selon premier un mode de réalisation de l’invention.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 8, le contacteur électrique 10 comprend deux contacts électriques fixes 12 électriquement distincts, un pont mobile 13, et, pour chaque contact fixe 12, un dispositif de coupure d’arc 20, autrement dit deux dispositifs de coupure d’arc 20.
Chaque dispositif de coupure d’arc 20 comporte un premier guide d'arc 21 , un second guide d’arc 22 électriquement raccordé au contact fixe 12 associé, et un module de coupure à ailettes 23 comportant une pluralité d’ailettes 24 et s’étendant entre le premier guide d’arc 21 et le second guide d’arc 22. Le module de coupure à ailettes 23 est disposé à distance du pont mobile 13 et du contact fixe 12 adjacent.
Les premiers guides d’arc 21 des deux dispositifs de coupure d’arc 20 sont électriquement couplés ensemble. Les ailettes 8 d’un module de coupure à ailettes 23 sont superposées successivement les unes au-dessus des autres entre le seconde guide d’arc 22 et le premier guide d’arc 21 . Chaque ailette 24 est séparée d’une autre ailette 24 par un intervalle vide 240, et n'est donc pas en contact électrique avec une autre ailette 24. L’ailette 24 au sommet de la superposition est séparée du premier guide d’arc 21 par un intervalle vide 241 de sommet, et l’ailette à la base de la superposition est séparée du second guide d’arc 21 par un autre intervalle vide 242 de base.
Comme cela est illustré sur les figures 8 et 9, le pont mobile 13 est mobile entre une première position illustrée sur la figure 8, dans laquelle le pont mobile 13 est en contact avec les contacts fixes 12 et à distance des premiers guides d’arc 21 , et une seconde position, illustrée sur la figure 9, dans laquelle le pont mobile 13 est en contact avec les premiers guides d’arc 13 et à distance des contacts fixes 12. Dans la première position, le courant circule d’un contact fixe 12 à l’autre contact fixe 12 via le pont mobile 13. Dans la seconde position, aucun courant n’est censé circuler d’un contact fixe à l’autre, sauf si un arc électrique se forme entre le pont mobile et un contact fixe 12.
Chaque dispositif de coupure d’arc 20 comprend en outre un fusible 25 disposé entre le premier guide d’arc 21 et le second guide d’arc 22, une première branche électrique 26 couplée à une première borne du fusible 25 et une seconde branche électrique 27 couplée à une seconde borne du fusible 25.
La première banche électrique 26 comporte une première extrémité 261 électriquement raccordée à la première borne du fusible 25 et une seconde extrémité 262 électriquement raccordée au second guide d’arc 22. La seconde branche électrique 27 comporte une première extrémité 271 électriquement raccordée à la seconde borne du fusible 25 et une seconde extrémité 272 disposée en regard du premier guide d’arc 21 mais à distance du premier guide d’arc 21 . La seconde extrémité 272 de la seconde branche électrique 27 est ainsi séparée physiquement du premier guide d’arc 21 par un espace physique 30, et n’est en contact électrique direct avec aucun autre élément électrique.
Chaque dispositif de coupure d’arc 20 comprend aussi une paroi interne 28 électriquement isolante et disposée entre le fusible 25 et au moins une partie du module de coupure à ailettes 23. La paroi interne 28 s’étend ainsi sur une longueur supérieure à celle du fusible 25 mais inférieure à celle du module de coupure à ailettes 23.
Chaque dispositif de coupure d’arc 20 comprend également une enceinte 29 électriquement isolante à l’intérieur de laquelle sont disposés le module de coupure à ailettes 23, le fusible 25, la première branche électrique 26, la seconde branche électrique 27, et la paroi interne 28. L’enceinte 29 comprend dans cet exemple trois parois externes 290, 292 et 294. Une première paroi 290 est disposée en regard d’une portion du premier guide d’arc 21 , une deuxième paroi 292 est disposée en regard du fusible 25, et une troisième paroi 294 est disposée en regard du second guide d’arc 22. La deuxième paroi 292 est solidaire de la première paroi 290 et de la troisième paroi 294.
L’espace physique 30 prévu entre la seconde extrémité 272 de la seconde branche électrique 27 et le premier guide d’arc 21 offre ainsi un chemin prioritaire de génération d’arc électrique, lorsque l’arc électrique sort du dispositif de coupure à ailettes 23, par exemple lors d’un court-circuit avec un courant non nominal. L’arc électrique est confiné à l’intérieur de l’enceinte 29 électriquement isolante et le chemin le plus court et le plus favorable pour se former par ionisation dans l’air est celui au travers de l'espace physique 30 séparant la seconde extrémité 272 de la seconde branche électrique 27 du premier guide d’arc 21 .
Comme cela est illustré sur la figure 10, une fois qu’un arc électrique A est formé entre la seconde extrémité 272 de la seconde branche électrique 27 et le premier guide d’arc 21 de chacun des dispositifs de coupure d’arc 20, un courant C circule d’un des contacts 12 vers l’autre contact 12 en passant, dans un premier dispositif de coupure d’arc 20 par le second guide d’arc 22, la première branche électrique 26, le fusible 25, la seconde branche électrique 27, l’espace physique 30, le premier guide d’arc 21 , puis dans le second dispositif de coupure d’arc 20 par le premier guide d’arc 21 , l’espace physique 30, la deuxième branche électrique 27, le fusible 25, la première branche électrique 26, et le second guide d’arc 22. Cela jusqu’à ce qu’un des fusibles 25 fonde et coupe ainsi le circuit électrique.
Sur la figure 11 est illustrée schématiquement une vue en coupe d’un contacteur électrique 10’ selon un second mode de réalisation de l’invention. Le second mode de réalisation illustré sur la figure 11 diffère du premier mode de réalisation illustré sur les figures 8 et 9 en ce que le module de coupure à ailettes 23 des dispositifs de coupure d’arc 20 comprennent des ailettes de base 24’ situées en portion basse, c’est-à-dire plus proche du second guide d’arc 22 que du premier guide d’arc 21 , qui sont plus longues que les autres ailettes 24.
Les ailettes de base 24' qui sont ainsi rallongées en partie basse du module de coupure à ailettes 23 permettent d’avoir une résistance de l’arc électrique obtenue plus importante que celle du circuit formé par le fusible 25 et les première et seconde branches électriques 26 et 27, favorisant ainsi le passage du courant dans le fusible 25 plutôt qu’entre les ailettes 24 ou 24’.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Contacteur électrique (10, 10Q à dispositif de coupure électrique intégré, ledit contacteur électrique (10, 103 comprenant au moins un dispositif de coupure d'arc (20) comportant un premier guide d'arc (21), un second guide d'arc (22), et un module de coupure à ailettes (23) s'étendant entre le premier guide d'arc (21) et le second guide d'arc (22), caractérisé en ce que le dispositif de coupure d'arc (20) comporte en outre un fusible (25) et une enceinte électriquement isolante (29), le fusible (25) étant disposé entre le premier guide d'arc (21) et le second guide d'arc (22) et séparé d'au moins un des guides d'arc (21, 22) parmi le premier guide d'arc (21) et le second guide d'arc (22) par un espace physique (30), et le module de coupure à ailettes (23) et le fusible (25) étant disposés à l'intérieur de l'enceinte électriquement isolante (29).
[Revendication 2] Contacteur électrique (10, 10Q selon la revendication 1, comprenant au moins deux contacts électriques fixes (12) électriquement distincts et raccordés chacun à un second guide d'arc (22) distinct, un pont mobile (13), et un dispositif de coupure d'arc (20) pour chaque contact fixe (12), le module de coupure à ailettes (23) de chaque dispositif de coupure d'arc (20) étant disposé à distance du pont mobile (13) et du contact fixe (12) associé, les premiers guides d'arc (21) des différents dispositifs de coupure d'arc (20) étant électriquement couplés ensemble, et le pont mobile (13) étant mobile entre une première position en contact avec lesdits contacts fixes (12) et à distance des premiers guides d'arc (21), et une seconde position en contact avec les premiers guides d'arc (21) et à distance desdits contacts fixes (12).
[Revendication 3] Contacteur électrique (10, 10') selon la revendication 2, dans lequel chaque dispositif de coupure d'arc (20) comprend en outre une paroi interne (28) électriquement isolante disposée entre le fusible (25) et le module de coupure à ailettes (23).
[Revendication 4] Contacteur électrique (10, 10Q selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel chaque dispositif de coupure d'arc (20) comprend une première branche électrique (26) comportant une première extrémité (261) raccordée électriquement à une première des deux bornes du fusible (25) et une seconde extrémité (262) raccordée électriquement au second guide d'arc (22), et une seconde branche électrique (27) comportant une première extrémité (271) raccordée à une seconde des deux bornes du fusible (25) et une seconde extrémité (272) disposée en regard du premier guide d'arc (21) tout en restant à distance dudit module à ailettes (23) et du premier guide d'arc (21), la seconde extrémité (272) de la seconde branche électrique (27) étant séparée du premier guide d'arc (21) par ledit espace physique (30).
[Revendication 5] Contacteur électrique (10') selon l'une des revendications 3 à 4, dans lequel, pour chaque dispositif de coupure d'arc (20), le module de coupure à ailettes (5) comprend des premières ailettes (249 situées à proximité du second guide d'arc (6) plus grandes que des secondes ailettes (24) situées à proximité du premier guide d'arc (3).
[Revendication 6] Contacteur électrique (10, 10') selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel, pour chaque dispositif de coupure d'arc (20), au moins une partie du premier guide d'arc (21) et au moins une partie du second guide d'arc (22) sont disposées à l'intérieure de l'enceinte isolante
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