| (19) |
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(11) |
EP 0 095 406 B1 |
| (12) |
FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
| (45) |
Mention de la délivrance du brevet: |
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22.01.1986 Bulletin 1986/04 |
| (22) |
Date de dépôt: 09.05.1983 |
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| (54) |
Interrupteur à arc tournant et à aimant permanent
Schalter mit rotierendem Lichtbogen und Permanentmagnet
Switch with rotating arc and permanent magnet
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| (84) |
Etats contractants désignés: |
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BE CH DE GB IT LI NL SE |
| (30) |
Priorité: |
13.05.1982 FR 8208536
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| (43) |
Date de publication de la demande: |
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30.11.1983 Bulletin 1983/48 |
| (71) |
Demandeur: MERLIN GERIN |
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F-38050 Grenoble Cédex (FR) |
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| (72) |
Inventeurs: |
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- Bernard, Georges
F-380505 Grenoble Cedex (FR)
- Leclercq Pierre
F-38050 Grenoble Cedex (FR)
- Olive, Serge
F-38050 Grenoble Cedex (FR)
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| (74) |
Mandataire: Kern, Paul et al |
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Merlin Gerin
Sce. Brevets
20, rue Henri Tarze 38050 Grenoble Cédex 38050 Grenoble Cédex (FR) |
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| Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication
de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition
au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition
doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement
de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] L'invention est relative à un interrupteur ou disjoncteur à arc tournant comprenant
:
- une enveloppe étanche remplie de gaz isolant à rigidité diélectrique élevée,
- une paire de contacts séparables et alignés selon la direction axiale de l'enveloppe,
- un aimant permanent engendrant un champ magnétique dans la zone de séparation des
contacts pour imposer une rotation de l'arc,
- une paire de plages de raccordement de liaison électrique avec les contacts, lesdites
plages étant disposées de par et d'autre de la zone de séparation des contacts,
- et un circuit d'amenée de courant agencé entre la plage et le contact correspondant,
et comprenant un premier trajet du courant à l'extérieur de l'aimant.
[0002] Le document EP-A-37.765 a trait à un tel interrupteur, et l'aimant permanent est
disposé à l'intérieur d'un cylindre conducteur creux formant le contact fixe. Le courant
parcourant le contact fixe et le circuit d'amenée ne traverse pas l'aimant permanent
et n'engendre aucun champ magnétique susceptible de démagnétiser l'aimant logé à l'intérieur
du contact fixe. Le cylindre creux du contact fixe est doté d'un rebord annulaire
disposé en regard d'une surface annulaire conjuguée du contact mobile pour coopérer
par aboutement en position de fermeture.
[0003] Les performances de coupure d'un tel interrupteur restent limitées à cause de l'agencement
des contacts et de l'aimant permanent. Aucune possibilité n'est envisageable pour
monter un contact semi-fixe ou pour associer un deuxième aimant permanent au contact
mobile, en regard du premier aimant de part et d'autre de la zone de séparation des
contacts.
[0004] Selon le document DE-B-1.236.628, l'interrupteur à arc tournant comporte deux aimants
permanents annulaires à aimantation radiale et entourant coaxialement les contacts
séparables. Le passage du courant dans les contacts provoque un champ magnétique de
démagnétisation à l'intérieur de chaque aimant. Il en résulte un risque de désaimantation
des aimants permanents qui dépend de l'intensité du courant circulant dans l'interrupteur
et du matériau magnétique de l'aimant. Ce type d'interrupteur est principalement utilisé
pour la coupure de courants de faibles intensités, mais il est incapable de couper
des courants élevés, par exemple supérieurs à 15 kA. Pour réduire l'effet de démagnétisation
de l'aimant, on a déjà proposé selon la figure 4 du document US-A-3.082.307, d'entourer
l'aimant annulaire traversé par le contact fixe, au moyen d'un écran en forme de manchon
de cuivre. Le flux, engendré par le passage du courant dans le contact, induit des
courants de Foucault dans le manchon de protection de l'aimant. Il en résulte un flux
antagoniste qui s'oppose au flux démagnétisant. Ce dispositif ne donne pas entière
satisfaction, et le risque de désaimantation de l'aimant subsiste, surtout pour la
coupure de courants continus.
[0005] Selon le document GB-A-1.078.863 relatif à un interrupteur à vide, les contacts fixe
et mobile sont formés par des cylindres creux équipés de rebords annulaires venant
en contact par aboutement. Chaque cylindre est disposé à l'intérieur d'un aimant permanent,
et l'amenée de courant s'effectue au moyen d'une tige conductrice solidaire du contact
mobile.
[0006] Le problème posé par un tel interrupteur est la disposition des plages de raccordement
situées axialement du même côté par rapport à la zone de séparation des contacts,
avec un risque d'amorçage entre la tige centrale d'amenée de courant et le cylindre
creux associé au contact fixe.
[0007] La présente invention a pour but de permettre la réalisation d'un interrupteur fiable
dont l'aimant permanent engendrant la rotation de l'arc est à l'abri de tout champ
de démagnétisation indépendamment de l'intensité du courant à interrompre.
[0008] L'interrupteur selon l'invention est caractérisé en ce que l'aimant permanent est
creux en étant traversé par l'un des contacts, et en ce que le contact concerné est
raccordé électriquement audit premier trajet du circuit d'amenée de courant disposé
à l'extérieur dudit aimant permanent par un deuxième trajet du circuit d'amenée du
courant, ledit deuxième trajet étant disposé à l'intérieur de l'espace creux dudit
aimant, de façon à éviter tout champ de démagnétisation à l'intérieur dudit espace
creux dudit aimant permanent.
[0009] Le deuxième trajet du circuit d'amenée de courant comporte un rebord en U à section
axiale en épingle à cheveux s'étendant le long de la face interne de l'aimant permanent,
le courant circulant dans des directions opposées dans les branches sensiblement parallèles
de l'épingle. Il en résulte qu'à l'intérieur de l'aimant, les champs magnétiques engendrés
par le passage du courant dans les branches du U se compensent, sans aucun risque
de désaimantation de l'aimant permanent.
[0010] En utilisant un aimant permanent annulaire, le deuxième trajet du courant est formé
avantageusement par une virole interne dont l'une des extrémités est raccordée au
premier trajet externe et dont l'extrémité opposée est reliée à un tube ou manchon
de support du contact, la virole interne étant agencée coaxialement entre l'aimant
et le tube ou manchon.
[0011] L'un des contacts entouré par un premier aimant permanent peut être fixe et présente
une extrémité annulaire de contact disposée au voisinage (en saillie ou en retrait)
de la face frontale antérieure de l'aimant. Ce contact peut également être semi-fixe
en étant relié à la virole interne par l'intermédiaire d'un contact glissant ou d'une
pince de contact.
[0012] L'autre contact mobile en translation traverse axialement un deuxième aimant permanent
fixe et est connecté électriquement à la virole interne correspondante du circuit
par un contact glissant, le deuxième aimant étant disposé en regard du premier aimant
et séparé de ce dernier par un intervalle axial prédéterminé.
[0013] L'aimantation du/des aimants permanents peut être quelconque, soit homopolaire radiale
ou axiale, soit hétéropolaire. L'enveloppe est remplie d'un gaz électronégatif tel
que l'hexafluorure de soufre, et selon un développement important de l'invention,
le soufflage magnétique de l'arc par l'action du/des aimants permanents est combiné
à un soufflage pneumatique par autoexpansion des gaz comprimés susceptible de s'échapper
par les contacts creux.
[0014] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement
de la description qui va suivre de différents modes de mise en oeuvre, donnés à titre
d'exemples non limitatifs et représentés au dessin annexé dans lequel :
la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un interrupteur à
arc tournant selon l'invention, représenté en position de fermeture sur la demi-vue
droite, et en position de coupure sur la demi-vue gauche ;
la figure 2 est une vue partielle, analogue à celle de la fig. 1 d'une variante de
réalisation ;
la figure 3 montre une vue en coupe axiale d'une autre réalisation.
[0015] Sur la figure 1, un pôle d'un interrupteur 10 ou d'un disjoncteur à arc tournant
comporte une enveloppe 12 étanche en matériau isolant moulé, remplie de gaz 13 isolant
à rigidité diélectrique élevée, notamment de l'hexafluorure de soufre. L'enveloppe
12 cylindrique présente une forme allongée dont la partie supérieure est obturée par
un fond 14 en matériau conducteur et à patte radiale conformée en plage 16 d'amenée
de courant. A l'intérieur de l'enveloppe 12 sont disposés axialement un contact fixe
18 coopérant avec un contact mobile 20 aligné et monté à coulissement axial par l'intermédiaire
d'une tige d'actionnement d'un mécanisme de commande (non représenté).
[0016] Le contact fixe 18 en forme de cylindre creux d'un diamètre équivalent à celui du
contact mobile 20, est entouré coaxialement par un aimant permanent 22 annulaire et
fixe. L'aimant permanent 22 à aimantation radiale engendre dans la zone d'arc un champ
magnétique radial permanent provoquant la rotation de l'arc lors de la séparation
des contacts 18, 20. L'extrémité du contact fixe 18 se trouvant en aboutement avec
le contact mobile 20 en position de fermeture, fait saillie de la face frontale 24
antérieure de l'aimant permanent 22. Un circuit 26 d'amenée de courant assure la liaison
électrique du contact fixe 18 avec un plot 28 central en matériau conducteur assujetti
au fond 14.
[0017] Le circuit 26 d'amenée de courant au contact fixe 18 tubulaire est formé par une
carcasse conductrice annulaire de révolution autour de l'axe longitudinal et présentant
un évidement 30 de logement de l'aimant permanent 22. La carcasse du circuit 26 est
conformée en boucle entourant les quatre faces de l'aimant 22 permanent annulaire,
et comporte une base conductrice en cuivre à section en U constituée à titre d'exemple
par l'assemblage de deux viroles coaxiales interne 32 et externe 34 à une rondelle
36 annulaire coiffant la face frontale 24 antérieure de l'aimant 22. La virole 34
externe est connectée au plot 28 central par une bague 38 conductrice s'étendant parallèlement
à la face frontale 40 postérieure de l'aimant 22 avec interposition d'une plaquette
42 ferromagnétique, par exemple en acier. A l'opposé de la rondelle 36, la virole
32 interne, isolée de la bague 38 et du plot 28, est solidarisée à un tube 44 support
du contact fixe 18 de manière à former un rebord 45 annulaire à section en épingle
à U renversé, ledit rebord 45 étant logé dans l'espace interne cylindrique de l'aimant
permanent 22. La virole 32 interne se trouve intercalée coaxialement entre la face
latérale cylindrique 46 interne de l'aimant 22 et le tube 44 en matériau métallique,
notamment en cuivre ou en acier.
[0018] Un manchon (non représenté) mince en matériau isolant peut être inséré axialement
dans l'intervalle radial 48 du rebord 45 renversé: Le circuit 26 d'amenée de courant
au contact fixe 18 forme avec l'aimant permanent 22 et le plot 28 un ensemble monobloc
porté par le fond 14. L'aimant permanent 22 est constitué par un aimant en ferrite
ou un aimant métallique, et une couche isolante (non représentée) peut être intercalée
entre l'aimant 22 et la carcasse conductrice annulaire du circuit 26.
[0019] On remarque que le circuit 26 d'amenée de courant au contact fixe 18 comporte un
premier trajet à l'extérieur de l'aimant, connecté en série avec un deuxième trajet
à l'intérieur de l'aimant 22 annulaire. Le premier trajet comprend la bague 38, la
virole externe 34 et la rondelle 36 qui recouvrent respectivement la plaquette 42
de la face frontale 40 postérieure, la face latérale cylindrique externe 50, et la
face frontale 24 antérieure de l'aimant permanent 22. Le deuxième trajet comporte
le rebord 45 renversé formé par la virole interne 32 associée au tube 44 support du
contact fixe 18.
[0020] L'interrupteur selon la figure 1 fonctionne de la manière suivante :
En position de fermeture de l'interrupteur, représentée sur la demi-coupe droite de
la fig. 1, le courant rentre par la plage 16 associée au fond 14 et circule dans le
plot 28 et le circuit d'amenée 26 au contact fixe 18 selon le sens indiqué par les
flèches. Le trajet à partir du plot 28 central est le suivant : bague 38, virole externe
34, rondelle 36, virole interne 32, tube 44, contact fixe 18 et contact mobile 20
en aboutement.
[0021] Le courant parcourant la bague 38, la virole 34 et la rondelle 36 du premier trajet
externe ne traverse pas l'aimant permanent 22 annulaire et n'engendre aucun champ
magnétique susceptible de démagnétiser l'aimant 22. La virole 32 et le tube 44 du
deuxième trajet interne sont séparés par le faible intervalle 48 radial et sont parcourus
en sens axial contraire par le courant. Il en résulte une compensation des champs
magnétiques engendrés dans l'espace cylindrique interne de l'aimant 22 par le passage
du courant dans la virole 32 et le tube 44. L'aimant permanent se trouve ainsi à l'abri
de tout champ de démagnétisation, même en présence de courants de court- circuit de
fortes intensités, par exemple supérieures à 20 kA.
[0022] L'aimant permanent 22 engendre un champ magnétique présent en permanence dans la
zone de coupure dès la séparation des contacts 18, 20. L'ouverture de l'interrupteur
s'opère par coulissement vers le bas du contact mobile 20 (voir demi-coupe gauche
de la fig. 1), et l'arc tiré entre les contacts 18, 20 s'étend sensiblement dans la
direction axiale. Le champ magnétique de l'aimant permanent 22 provoque d'une manière
bien connue la rotation de l'arc sur les pistes annulaires des contacts 18, 20 creux.
Il est à noter que le dépassement axial du contact fixe 18 par rapport à la rondelle
36 de la carcasse conductrice assure le maintien des racines d'arc sur les pistes
annulaires des contacts 18, 20.
[0023] La figure 2 représente une variante de réalisation, dans laquelle la longueur axiale
du tube 44 support du contact fixe 18 est raccourcie de manière à positionner le contact
fixe 18 en retrait ou au voisinage de la rondelle 36. En position de fermeture, le
passage du courant dans le circuit 26 d'amenée est identique à celui du dispositif
de la fig. 1, et aucun champ de démagnétisation n'affecte l'aimantation de l'aimant
permanent 22 grâce au trajet axial aller et retour du courant dans la virole 32 et
le tube 44. Au début de la course d'ouverture des contacts 18, 20 s'opère la commutation
de l'arc du contact fixe 18 vers la rondelle 36, laquelle joue alors le rôle de piste
annulaire de migration de l'arc tournant. Après la commutation, le courant circule
uniquement dans le premier trajet du circuit 26. L'arc tourne dans le gaz SF6 sous
l'action du champ de l'aimant autour de la rondelle 36 et de l'extrémité annulaire
du contact mobile 20, la virole interne 32 et le tube 44 n'étant parcourus par aucun
courant.
[0024] La figure 3 illustre une autre variante de réalisation dans laquelle les mêmes numéros
de repère sont utilisés pour désigner des pièces identiques ou similaires à celles
des figures 1 et 2. Le soufflage magnétique par rotation de l'arc est accompagné d'un
double soufflage pneumatique dû à l'expansion thermique du gaz engendrant un écoulement
gazeux s'échappant par les contacts tubulaires fixe 18 et mobile 20. La chambre de
coupure 54 de l'interrupteur 10 est séparée de l'enveloppe 12 par un carter 56 intermédiaire
constitué par une paroi cylindrique coaxiale à l'enveloppe 12, et des cloisons 58,
60 transversales d'obturation. La cloison 58 supérieure isolante est traversée axialement
par le plot 28 fixe de forme tubulaire et à ouverture 62 radiale ménagée entre le
fond 14 et la cloison 58. Le contact mobile 20 est solidaire d'un manchon 63 conducteur
monté à coulissement axial à travers un orifice de la cloison 60 inférieure, ledit
manchon 63 actionné par l'intermédiaire d'une tige de commande 64 traversant de manière
étanche le fond 66 conducteur relié à une plage 68 de raccordement. Le manchon 63
comporte des ouvertures 70 radiales agencées entre la cloison 60 et le fond 66. Les
deux plages 16, 68 de raccordement de l'interrupteur sont disposées de part et d'autre
de la zone de séparation des contacts.
[0025] Le contact fixe 18 est entouré à l'intérieur de la chambre de coupure 54 par l'aimant
permanent 22 annulaire et le circuit 26 d'amenée de courant tel que décrit en référence
à la fig.1. L'arc tournant sous l'action du champ de l'aimant 22 provoque d'une manière
bien connue la montée en pression du gaz à l'intérieur de la chambre de coupure 54.
Il en résulte un écoulement gazeux qui favorise l'extinction de l'arc, l'échappement
du gaz s'effectuant vers l'enveloppe 12 selon des sens inverses respectivement à travers
le contact tubulaire fixe 18 et l'ouverture 62 du plot 28, et à travers le contact
mobile 20 et les ouvertures 70 du manchon 63.
[0026] Le soufflage magnétique de l'arc peut être renforcé en utilisant dans le dispositif
de la fig. 3 un deuxième aimant permanent 72 entourant coaxialement le contact mobile
20 à l'intérieur de la chambre de coupure 54, et disposé en regard du premier aimant
permanent 22 associé au contact fixe 18. Le deuxième aimant 72 est fixe et séparé
axialement du premier aimant 22 par un intervalle prédéterminé correspondant sensiblement
à la longueur axiale de la zone de coupure. Le contact mobile 20 traverse le deuxième
aimant permanent 72 annulaire, et est relié électriquement au fond 66 de la plage
68 de raccordement par l'intermédiaire d'un circuit de liaison 74 agencé pour éviter
la démagnétisation de l'aimant 72. Le circuit de liaison 74 est similaire au circuit
26 d'amenée de courant au contact fixe 18, et comporte un contact glissant 76 ménagé
au niveau de la cloison 60 entre le manchon 63 coulissant et une douille 78 conductrice
coaxiale. Le diamètre intérieur de la douille 78 correspond sensiblement au diamètre
extérieur du manchon 63 avec interposition d'un jeu radial autorisant le coulissement
axial bidirectionnel du manchon 63. A l'opposé du contact glissant 76, la douille
78 s'étend le long de la face latérale interne de l'aimant 72 et est raccordé électriquement
à une boucle entourant l'aimant 72. La boucle est formée par une carcasse conductrice
annulaire, de structure identique à celle associée à l'aimant 22 de la fig. 1, et
comprenant une rondelle 36a, une virole externe 34a, une bague 38a. Cette dernière
est connectée à un tube conducteur 80 fixe en liaison électrique avec le fond 66,
et traversant la cloison 60 inférieure selon une direction axiale de manière à entourer
coaxialement la douille 78 et le manchon 63.
[0027] Le fonctionnement de l'interrupteur 10 selon la fig. 3 est le suivant :
En position de fermeture représentée sur la demi-vue gauche, le parcours du courant
dans le circuit d'amenée 26 au contact fixe 18 correspond à celui de l'interrupteur
de la fig.1. Le courant passe du contact fixe 18 vers le contact mobile 20 et le manchon
63, puis son sens s'inverse dans la douille 78 après passage dans le contact glissant
76. Le courant circule ensuite dans la rondelle 36a, la virole externe 34a, la bague
38a, le tube 80, le fond 66 et arrive à la plage de raccordement 68. On remarque que
la circulation inverse du courant dans le contact mobile 20 et la douille 78 à l'intérieur
de l'aimant 72 annulaire n'engendre aucun champ de démagnétisation susceptible d'affecter
l'aimantation du deuxième aimant 72.
[0028] Lors de la séparation des contacts 18, 20, l'extinction de l'arc est facilitée grâce
au renforcement du champ magnétique dans la zone de coupure, résultant de la somme
des champs radiaux élémentaires des deux aimants 22, 72. Le soufflage magnétique est
combiné à un soufflage pneumatique par expansion du gaz SF6 à travers les contacts
tubulaires 18, 20 en direction de l'enveloppe 12.
[0029] Selon une variante (non représentée), le contact 18 au lieu d'être fixe pourrait
être agencé de manière semi-fixe grâce à l'adjonction d'un moyen élastique et d'une
pince ou d'un contact glissant entre la virole interne 32 et le contact 18. Dans les
dispositifs des fig. 1 à 3, l'aimantation du/des aimants 22, 72 permanents annulaires
est axiale, mais il est clair que la structure et l'aimantation de l'aimant peut être
quelconque, notamment une aimantation hétéropolaire ou radiale.
1. Interrupteur (10) ou disjoncteur à arc tournant comprenant :
- une enveloppe (12) étanche remplie de gaz isolant à rigidité diélectrique élevée,
- une paire de contacts (18, 20) séparables et alignés selon la direction axiale de
l'enveloppe,
- un aimant permanent (22, 27) engendrant un champ magnétique dans la zone de séparation
des contacts pour imposer une rotation de l'arc,
- une paire de plages (16, 68) de raccordement de liaison électrique avec les contacts
(18, 20), lesdites plages étant disposées de part et d'autre de la zone de séparation
des contacts,
- et un circuit (26, 74) d'amenée de courant agencé entre la plage (16, 68) et le
contact (18, 20) correspondant, et comprenant un premier trajet du courant à l'extérieur
de l'aimant,
caractérisé en ce que l'aimant permanent (22, 72) est creux en étant traversé par
l'un des contacts, et en ce que le contact concerné est raccordé électriquement audit
premier trajet du circuit d'amenée de courant (26, 74) disposé à l'extérieur dudit
aimant permanent (22, 72) par un deuxième trajet (32, 44, 45) du circuit d'amenée
du courant, ledit deuxième trajet étant disposé à l'intérieur de l'espace creux dudit
aimant (22, 72), de façon à éviter tout champ de démagnétisation à l'intérieur dudit
espace creux dudit aimant permanent (22, 72).
2. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le deuxième
trajet du circuit (26, 74) d'amenée de courant comporte un rebord en U à section axiale
en épingle à cheveux s'étendant le long de la face interne de l'aimant permanent (22,
72), le courant circulant dans des directions opposées dans les branches sensiblement
parallèles dudit rebord en U.
3. Interrupteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'aimant
permanent (22, 72) présente une forme annulaire et que le deuxième trajet du courant
est formé par une virole (32, 78) interne dont l'une des extrémités est raccordée
au premier trajet externe et dont l'extrémité opposée est reliée à un tube (44) ou
manchon (63) de support du contact (18, 20), la virole interne (32, 78) étant agencée
coaxialement entre l'aimant (22, 72) et le tube (44) ou manchon (63).
4. Interrupteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'ouverture
du U de l'épingle à cheveux du deuxième trajet du courant est dirigée vers la zone
de séparation des contacts, et que le diamètre des contacts (18, 20) est inférieur
à celui de la virole interne (32,·78) correspondante.
5. Interrupteur selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que l'un
(18) des contacts entouré coaxialement par un premier aimant permanent (22) creux
est fixe, et présente une extrémité annulaire de contact disposée au voisinage de
la face frontale (24) antérieure de l'aimant (22).
6. Interrupteur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que l'un (18)
des contacts entouré coaxialement par un premier aimant permanent (22) creux est semi-fixe
par déplacement limité en translation axiale, et que le tube support (44) associé
audit contact (18) est relié à la virole interne (32) par l'intermédiaire d'un contact
glissant ou d'une pince de contact.
7. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par le
fait que l'autre contact (20) mobile en translation traverse axialement un deuxième
aimant permanent (72) fixe et est connecté électriquement à la virole interne (78)
correspondante du circuit (74) par un contact glissant (76), le deuxième aimant (72)
étant disposé en regard du premier aimant (22) et séparé de ce dernier par un intervalle
axial prédéterminé.
8. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le
fait que les premier et deuxième trajets du courant dans les circuits (26, 74) sont
connectés en série pour former une carcasse conductrice fendue de révolution autour
de l'axe longitudinal de l'enveloppe (12), ladite carcasse étant dotée d'un évidement
annulaire de logement de l'aimant permanent (22, 72) correspondant.
9. Interrupteur à auto-expansion selon l'une quelconque des revendications précédentes,
l'enveloppe (12) étant subdivisée en une chambre de coupure et une chambre d'expansion,
caractérisé par le fait que l'un ou les deux contacts (18, 20) sont creux pour autoriser
l'échappement du gaz vers la chambre d'expansion par l'action de l'arc tournant dans
la chambre de coupure.
10. Interrupteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait
que l'aimant permanent (22, 72) associé au contact correspondant (18, 20) possède
une aimantation homopolaire radiale ou axiale, ou une aimantation hétéropolaire.
1. Switch or circuit breaker with rotating arc comprising :
- a tight housing (12) filled with an insulant gas of high dielectric strength,
- a pair of separable contacts (18, 20) aligned according to the axial direction of
the housing,
- a permanent magnet (22, 27) generating a magnetic field in the separation zone of
the contacts, in order to provoke a rotation of the arc,
- a pair of connection lugs (16, 28) for the electrical connection with the contacts
(18, 20), said connection lugs being arranged on one and on the other side of the
separation zone of the contacts,
- and a current supply circuit (26, 74) arranged between the connection lug (16, 68)
and the corresponding contact (18, 20), and comprising a first current path outsides
the magnet, characterized in that the permanent magnet (22, 72) is hollow and is crossed
by one of the contacts, and in that the concerned contact is electrically connected
with said first path of the current supply circuit (26, 74) arranged outsides said
permanent magnet (22, 72) by means of a second path (32, 44, 45) of the current supply
circuit, said second path being arranged insides the hollow space of said magnet (22,
72), in order to avoid any demagnetization insides said hollow space of said permanent
magnet (22, 72).
2. Switch according to claim 1, characterized by the fact that the second path of
the current supply circuit (26, 74) comprises a U-shaped flange with axial hair-pin
section extending along the internal face of the permanent magnet (22, 72) the current
flowing in opposite directions in the quite parallel branches of said U-shaped flange.
3. Switch according to claim 1 or 2, characterized by the fact that the permanent
magnet (22, 72) has a ring shape and that the second current path is constituted by
an internal collar (32, 78) one end of which is connected with the first external
path and the opposite end of which is connected with a tube (44) or pipe (63) for
supporting the contact (18, 20), the internal collar (32, 78) being arranged coaxially
between the magnet (22, 72) and the tube (44) or pipe (63).
4. Switch according to claim 2 or 3, characterized by the fact that the opening of
the hair-pin shaped U of the second currend path is directed towards the separation
zone of the contacts, and that the diameter of the contacts (18, 20) is less than
that of the corresponding internal collar (32, 78).
5. Switch according to claim 2, 3 or 4, characterized by the fact that one (18) of
the contacts, coaxially surrounded by the first permanent hollow magnet (22), is stationary
and comprises a ring-shaped contact end located near the front side (24) of the magnet
(22).
6. Switch according to claim 3 or 4, characterized by the fact that one (18) of the
contacts, coaxially surrounded by a first permanent hollow magnet (22), is semi-stationary
by limited movement of axial translation, and that the support tube (44) associated
to said contact (18) is connected with the internal collar (32) by means of a sliding
contact or a contact clamp.
7. Switch according to anyone of claims 3-6, characterized by the fact that the other
contact (20), movable in translation, crosses axially a second stationary permanent
magnet (72) and is connected electrically with the corresponding internal collar (78)
of the circuit (74) by means of a sliding contact (76), the second magnet (72) being
arranged facing the first magnet (22) and separated from it by a predeterminated axial
space.
8. Switch according to anyone of the claims 1-7, characterized by the fact that the
first and second current paths in the circuits (26, 74) are connected in series in
order to constitute a conducting split frame around the longitudinal axis of the housing
(12), said frame being provided with a ring-shaped recess for housing the corresponding
permanent magnet (22, 72).
9. Self-expansion switch according to anyone of the preceding claims, the housing
(12) being subdivided into a breaking chamber and an expansion chamber, characterized
by the fact that one or both contacts (18, 20) are hollow to authorize the escaping
of the gas towards the expansion chamber by action of the rotating arc in the breaking
chamber.
10. Switch according to one of the preceding claims, characterized by the fact that
the permanent magnet (22, 72) associated with the corresponding contact (18, 20) comprises
a radial or axial homopolar magnetization or a heteropolar magnetization.
1. Schalter (10) oder Unterbrecher mit drehendem Lichtbogen mit:
- einem dichten Gehaeuse (12) gefuellt mit einem Gas von hoher dielektrischer Festigkeit,
- einem trennbaren Kontaktpaar (18, 20), die gemaess der achsialen Richtung des Gehaeuses
ausgerichtet sind,
- einem Dauermagnet (22, 27), der in der Trennzone der Kontakte eine magnetisches
Feld erzeugt, um eine Drehung des Lichtbogens zu erzwingen,
- einem Paar Anschlussfahnen (16, 68) zur elektrischen Verbindung mit den Kontakten
(18, 20), wobei die genannten Anschlussfahnen diesseits und jenseits der Trennzone
der Kontakte angeordnet sind,
- und einem Stromzufuehrungskreis (26, 74), der zwischen der Anschlussfahne (16, 18)
und dem entsprechenden Kontakt (18, 20) angeordnet ist, und der eine erste Strombahn
ausserhalb des Magneten aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (22, 72) hohl ist und von einem der Kontakte
durchquert wird, und dass der betroffene Kontakt elektrisch mit der ausserhalb des
genannten Dauermagneten (22, 27) angeordneten ersten Strombahn des Stromzufuehrungskreises
(26, 74) verbunden ist durch eine zweite Bahn (32, 44, 45) des Stromzufuehrungskreises,
wobei die zweite Strombahn im Innern des Hohlraumes des genannten Magneten (22, 72)
untergebracht ist, um jegliches Entmagnetisierungsfeld im Innern des genannten Hohlraumes
des genannten Dauermagneten (22, 72) zu vermeiden.
2. Schalter gemaess Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bahn des Stromzufuehrungskreises
(26, 74) einen umgebogenen U-foermigen Rand aufweist mit Haarnadel-Achsdurchschnitt,
der sich laengs der Innenseite des Dauermagneten (22, 72) erstreckt, wobei der Strom
in entgegengesetzten Richtungen in den parallelen Zweigen des genannten U-foermigen
umgebogenen Randes fliesst.
3. Schalter gemaess Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet
(22, 72) eine Ringform aufweist, und dass die zweite Strombahn von einem inneren Ring
(32, 78) gebildet wird, dessen eines Ende mit der ersten aeusseren Strombahn verbunden
ist und dessen entgegengesetztes Ende mit einer Roehre (44) oder Huelse (63) zum Stuetzen
des Kontaktes (18, 20) verbunden ist, wobei der Innenring (32, 78) koachsial zwischen
dem Magneten (22, 72) und der Roehre (44) oder Huelse (63) angeordnet ist.
4. Schalter gemaess Anspruch 2 oder 3, de. durch gekennzeichnet, dass die Oeffnung
des Haarnadel-U's der zweiten Strombahn zur Tren zone der Kontakte gerichtet ist,
und dass dir Durchmesser der Kontakte (18, 20) geringer ist als der des entsprechenden
Innenringes (32, 78).
5. Schalter gemaess Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer (18)
der Kontakte, der koachsial von einem ersten hohlen Dauermagneten (22) umgeben wird,
feststehend ist und ein ringfoermiges Kontaktende aufweist, welches in der Naehe der
vorderen Stirnseite (24) des Magneten (22) angeordnet ist.
6. Schalter gemaess Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer (18) der
Kontakte, der koachsial von einem ersten hohlen Dauermagneten (22) umgeben wird, halb-beweglich
ist durch eine begrenzte Bewegung in Achsenrichtung, und dass die dem Kontakt (18)
zugeordnete Stuetzroehre (44) mit dem Innenring (32) verbunden ist mittels eines Gleitkontaktes
oder einer Kontaktzange.
7. Schalter gemaess irgendeinem der Ansprueche 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass der
andere bewegliche Kontakt (20) achsial einen zweiten feststehenden Dauermagneten (72)
durchquert und elektrisch mit dem entsprechenden Innenring (78) des Stromkreises (74)
durch einen Gleitkontakt (76) verbunden ist, wobei der zweite Magnet (72) gegenueber
dem ersten Magnet (22) angeordnet ist und von diesem durch einen vorbestimmten achsialen
Zwischenraum getrennt ist.
8. Schalter gemaess irgendeinem der Änsprueche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die
erste und zweite Strombahn in den Stromkreisen (26, 74) in Serie geschaltet sind,
um ein gespaltenes, leitfaehiges, um die Laengsachse des Gehaeuses (12) stehendes
Gestell zu bilden, wobei das genannte Gestell mit einer ringfoermigen, Aushoehlung
ausgestattet ist zur Unterbringung des entsprechenden Dauermagneten (22, 72).
9. Schalter mit Selbstdehnung, gemaess irgendeinem der vorhergehenden Ansprueche,
wobei das Gehaeuse (12) in eine Trennkammer und eine Alusdehungskammer unterteilt
ist, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder beide Kontakte (18, 20) hohl sind, um
ein Entweichen des Lichtbogers in die Ausdehungskammer zu gewaehren durch die Taetigkeit
des drehenden Lichtbogens in der Trennkammer.
10. Schalter gemaess einem der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet,
dass der dem entsprechenden Kontakt (18, 20) zugeordnete Dauermagnet (22, 72) eine
radiale pder achsiale gleichpolige Magnetisierung be-

oder eine Wechselpol-Magnetisierung

