[0001] L'invention concerne la chambre de coupure d'un disjoncteur électrique à boîtier
moulé comportant un contact fixe et un contact mobile qui, au moment de leur séparation,
forment un arc entre eux, une paroi comportant des ouvertures divisant la chambre
en deux parties.
[0002] Dans les disjoncteurs connus, notamment les disjoncteurs miniatures, on prévoit normalement
dans le boîtier du disjoncteur, à la sortie de la chambre de coupure, un orifice d'échappement
des gaz produits lors de la coupure.
[0003] Il est également connu de disposer dans l'orifice d'échappement des écrans poreux,
par exemple dans le document FR-A-2 508 230 de la demanderesse, ou des grilles métalliques
à mailles fines destinés à filtrer, refroidir et désioniser le gaz.
[0004] Dans le document DE-U-7 020 036 une plaque isolante perforée est disposée entre l'orifice
d'échappement des gaz et les tôles de refroidissement et de désionisation de manière
à éviter un réamorçage de l'arc.
[0005] L'échappement des gaz conduit parfois à des manifestations extérieures, sonores notamment,
non désirées. La suppression de l'orifice d'échappement, qui permettrait bien entendu
de supprimer ces manifestations, conduirait, pour un volume inchangé de la chambre
de coupure ou du boîtier à des surpressions intolérables pouvant conduire à des explosions.
[0006] L'invention a pour but d'éliminer les manifestations extérieures dues à l'échappement
des gaz de coupure et à permettre la réalisation d'une chambre à pouvoir de coupure
élevée, sans en augmenter le volume, tout en maintenant la pression à l'intérieur
du disjoncteur à des valeurs acceptables.
[0007] La chambre de coupure selon l'invention est caractérisée en ce que la surface totale
des ouvertures de ladite paroi est comprise entre 1 et 8 % de la surface totale de
la paroi, la première partie de la chambre de coupure constituant la chambre de formation
d'arc et la deuxième partie constituant une chambre quasiétanche de refroidissement
des gaz, sans orifice d'échappement vers l'extérieur, dont le volume est compris entre
20 et 60 % du volume total de la chambre de coupure.
[0008] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui
va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non
limitatif et réprésenté aux dessins annexés, dans lesquels :
- les figures 1 et 2 sont des vues schématiques, en coupe axiale, de deux modes de réalisation
d'un disjoncteur basse-tension comportant une chambre de coupure selon l'invention
;
- la figure 3 est une vue de face de la paroi quasi-étanche, disposée dans la chambre
de coupure du disjoncteur des figures 1 et 2.
[0009] Sur les figures 1 et 2, un pôle de disjoncteur miniature comporte un boîtier 10 en
matériau isolant moulé, ayant sur sa face avant 12 une manette 14 de manoeuvre et
sur les deux faces latérales étroites des bornes de connexion 16 et 18. A l'intérieur
du boîtier sont logés un contact mobile 20 et un contact fixe 22, relié électriquement
par un conducteur 24 à la borne 16. Le contact mobile est commandé par un mécanisme
de commande, désigné par le repère général 26, reliant la manette 14 au contact mobile
20. Dans le boîtier sont également logés un déclencheur thermique formé par un bilame
28 et un déclencheur électromagnétique 30, susceptibles de provoquer, en cas de surcharge
ou de court-circuit, une ouverture automatique des contacts 20, 22. La partie inférieure
du boîtier 10 renferme une chambre de coupure.
[0010] Le conducteur de connexion 24 se prolonge au-delà du contact fixe 22 pour constituer
une électrode ou corne d'arc 32.
[0011] Le côté supérieur de la chambre de coupure est délimité par une électrode ou corne
d'arc 34 électriquement reliée à la borne de connexion 18. Les cornes d'arc 32, 34,
sont agencées de manière à capter un arc tiré entre les contacts 20, 22, lors de leur
séparation.
[0012] Un tel disjoncteur, décrit en détail notamment dans le brevet français n
o 2 344 949 de la demanderesse, est bien connu des spécialistes et il est inutile de
décrire plus en détail son agencement ou son fonctionnement.
[0013] Selon l'invention, une paroi quasi-étanche 36, représentée de face sur la figure
3, divise la chambre de coupure en deux parties. Seule la première partie 38 où se
forme l'arc reste accessible à l'arc. La deuxième partie 40 de la chambre de coupure,
qui ne comporte pas d'orifice d'échappement des gaz vers l'extérieur, constitue une
chambre de refroidissement pour les gaz. La paroi 36 comporte des ouvertures 42 dont
la surface totale est comprise entre 1 et 8 %, de préférence 1 à 5 % de la surface
totale de la paroi. Un fonctionnement optimum est obtenu avec des ouvertures dont
la surface constitue 2 à 3 % de la surface totale de la paroi. A titre d'exemple,
pour un disjoncteur basse-tension miniature du type de celui représenté sur les figures,
une paroi 36 de 200 mm2 comporte des ouvertures de 4 mm2. A titre d'exemple, ces ouvertures
peuvent être réalisées sous la forme d'un ou plusieurs trous 42, comme représenté
sur la figure 2 (4 trous de 1 mm de diamètre) ou d'une ou plusieurs fentes.
[0014] Des écoulements de Darcy ont lieu et les gaz produits dans la zone d'arc 38 diffusent
à travers les orifices 42 de la paroi 36, dans la chambre 40, qui assure une protection
thermique suffisante permettant le refroidissement des gaz chauds. Le refroidissement
du gaz dans la chambre 40 provoque un léger déséquilibre des pressions de part et
d'autre de la paroi 36 et entretient le phénomène de diffusion.
[0015] La chambre de coupure est ainsi divisée en deux zones, une zone d'arc 38, dans laquelle
les gaz sont à forte température, mais où leur densité reste faible, et une zone de
refroidissement ou chambre d'expansion 40, dans laquelle se produit un refroidissement
important des gaz et où leur densité augmente.
[0016] La diminution du volume accessible à l'arc pour un volume accessible aux gaz constant
, permet de fortes diminutions des pressions. Dans le mode de réalisation particulier
représenté sur la figure 1, la paroi 36 est située dans la zone médiane de la chambre
de coupure, l'extrémité libre de la corne d'arc 32 aboutissant au voisinage immédiat
de la paroi. Il peut être avantageux de prolonger la corne d'arc 32 jusqu'à la paroi,
celle-ci servant alors de plus de support mécanique pour cette corne d'arc. Dans le
mode de réalisation particulier représenté sur la figure 2, la paroi 36 est placée
plus au fond de la chambre de coupure. La zone de refroidissement constitue 20 à 60
% environ du volume total de la chambre de coupure.
[0017] Des essais effectués avec un disjoncteur basse tension miniature ont montré que la
présence de la paroi 36 selon l'invention dans la partie médiane de la chambre de
coupure permettrait d'obtenir, lors d'une coupure, une pression deux fois plus faible
qu'en l'absence de paroi, l'orifice d'échappement des gaz vers l'extérieur étant supprimé,
soit une pression du même ordre que celle existant dans un disjoncteur du même type
comportant un orifice d'échappement des gaz vers l'extérieur.
[0018] Dans le cas où la paroi est disposée plus au fond de la chambre de coupure, le gain
en pression, qui est sensiblement dans le rapport des volumes, est moindre mais néanmoins
appréciable (environ 20 %) et suffisant pour permettre de supprimer ou d'obturer tout
orifice d'échappement des gaz vers l'extérieur. IL a par ailleurs été constaté que
la présence de la paroi 36 n'avait pas d'influence négative sur le pouvoir de coupure
du disjoncteur. Ainsi la paroi 36 selon l'invention permet, pour un même volume de
la chambre de coupure de supprimer les manifestations extérieures de l'appareil, aucun
orifice d'échappement des gaz vers l'extérieur n'étant plus nécessaire, tout en évitant
des surpressions.
[0019] La paroi 36, en matière isolante, peut être moulée avec le boîtier ou être constituée
par une pièce rapportée, fixée sur le boîtier par tout moyen approprié.
[0020] Il est bien évident que la présente invention s'applique aux chambres de coupure
de tous les types de disjoncteurs, qu'il s'agisse de disjoncteurs basse ou moyenne
tension fonctionnant dans l'air ou remplis de gaz isolant.
1. Chambre de coupure (38, 40) d'un disjoncteur électrique à boîtier moulé comportant
un contact fixe (22) et un contact mobile (20) qui, au moment de leur séparation,
forment un arc entre eux, une paroi (36) comportant des ouvertures (42), divisant
la chambre en deux parties (38, 40), chambre caractérisée en ce que la surface totale
des ouvertures (42) de ladite paroi est comprise entre 1 et 8 % de la surface totale
de la paroi, la première partie (38) de la chambre de coupure constituant la chambre
de formation d'arc et la deuxième partie (40) constituant une chambre quasi-étanche
de refroidissement des gaz, sans orifice d'échappement vers l'extérieur, dont le volume
est compris entre 20 et 60 % du volume total de la chambre de coupure.
2. Chambre de coupure selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface desdites
ouvertures (42) forme 1 à 5 % de la surface totale de ladite paroi (36).
3. Chambre de coupure selon la revendication 2, caractérisée en ce que la surface destites
ouvertures (42) forme 2 à 3 % de la surface totale de ladite paroi (36).
4. Chambre de coupure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en
ce que lesdites ouvertures (42) sont constituées par un ou plusieurs trous.
5. Chambre de coupure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en
ce que lesdites ouvertures sont constituées par une ou plusieurs fentes.
1. An extinguishing chamber (38,40) of a molded case electrical circuit breaker comprising
a stationary contact (22) and a movable contact (20) which, when they separate, form
an arc between them, a wall (36) comprising openings (42), dividing the chamber into
two parts (38,40), a chamber characterized in that the total surface of the openings
(42) in said wall is comprised between 1 and 8 % of the total surface of the wall,
the first part (38) of the extinguishing chamber forming the arc formation chamber
and the second part (40) forming an almost tight gas cooling chamber, without an outlet
orifice, the volume of which is comprised between 20 and 60 % of the total volume
of the extinguishing chamber.
2. The extinguishing chamber according to claim 1, characterized in that the surface
of said openings (42) forms 1 to 5 % of the total surface of said wall (36).
3. The extinguishing chamber according to claim 2, characterized in that the surface
of said openings (42) forms 2 to 3 % of the total surface of said wall (36).
4. The extinguishing chamber according to one of the above claims, characterized in that
said openings (42) are formed by one or more holes.
5. The extinguishing chamber according to one of the claims 1 to 3, characterized in
that said openings are formed by one or more slits.
1. Lichtbogenlöschkammer (38, 40) eines Leistungsschalters mit Isolierstoffgehäuse, einem
feststehenden Kontakt (22) und einem beweglichen Kontakt (20), zwischen denen im Augenblick
der Trennung ein Lichtbogen entsteht, und einer die Löschkammer in zwei Bereiche (38,
40) teilende und mit Öffnungen (42) versehene Trennwand (36), dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnungen (42) der genannten Trennwand eine Fläche von 1 bis 8 % der Gesamtfläche
der Trennwand einnehmen, wobei der erste Bereich (38) der Löschkammer die Schaltkammer
bildet, in der sich der Lichtbogen ausbildet, und der zweite Bereich (40) eine praktisch
dichte und keine nach außen führenden Öffnungen aufweisende Gasabkühlkammer darstellt,
deren Volumen 20 bis 60 % des Gesamtvolumens der Löschkammer einnimmt.
2. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Öffnungen
(42) eine Fläche von 1 bis 5% der Gesamtfläche der ,genannten Trennwand (36) einnehmen.
3. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Öffnungen
(42) eine Fläche von 2 bis 3% der Gesamtfläche der genannten Trennwand (36) einnehmen.
4. Lichtbogenlöschkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die genannten Öffnungen (42) durch eine oder mehrere Bohrungen gebildet werden.
5. Lichtbogenlöschkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die genannten Öffnungen durch einen oder mehrere Schlitze gebildet werden.