[0001] L'invention concerne un interrupteur électrique dans lequel l'arc apparaissant entre
deux contacts mobiles l'un par rapport à l'autre dans une chambre, est cisaillé entre
deux parois isolantes dont l'une appartient à un écran isolant qui s'intercale rapidement
entre ces deux contacts en établissant entre eux un isolement total.
[0002] De tels interrupteurs, qui peuvent être avantageusement utilisés dans les appareils
de protection à ouverture automatique ou déclenchée, sont décrits par exemple dans
la demande de brevet français No 83 01749 qui a été déposée le 4 Février 1983 par
la Demanderesse. Ces interrupteurs peuvent également être utilisés dans les appareils
de coupure qui sont traversés par un courant nominal important.
[0003] Dans certains de ces interrupteurs connus où le mouvement de l'écran est provoqué
par la libération de l'énergie accumulée dans un ressort au moment de l'ouverture
des contacts, on peut être amené à souhaiter que la vitesse de déplacement de l'écran
soit une fonction croissante de l'intensité du courant pour éviter une croissance
rapide de celui-ci. Par ailleurs, il est fréquemment souhaité d'utiliser une énergie
de déplacement ne nécessitant pas un armement ou un réarmement mécaniques après une
ouverture automatique.
[0004] Dans d'autres interrupteurs à écran, où le mouvement de ce dernier est provoqué par
un percuteur électromagnétique alimenté par le courant traversant l'interrupteur,
la vitesse communiquée à l'écran, bien qu'étant dans une certaine mesure une fonction
croissante du courant qui traverse la bobine magnétique, ne peut dépasser un certain
seuil en raison de l'apparition de phénomènes de saturation magnétique.
[0005] On pourrait, dans ces deux types d'appareils connus, augmenter la vitesse de l'écran
en augmentant l'énergie potentielle d'un ressort propulseur préalablement armé qui
serait libéré, soit par le déplacement des contacts, soit par un dispositif déclencheur
à bobine magnétique ; une telle mesure nécessiterait toutefois la mise en oeuvre d'un
système de réarmement plus onéreux et plus délicat, en raison de l'amplitude des forces
qui devraient être mises en jeu et de l'usure des organes mécaniques qui les contrôlent.
[0006] Dans tous les cas, il est souhaitable de maintenir pendant un certain temps, dans
une chambre d'arc d'interrupteur, une pression aussi élevée que possible pour bénéficier
des effets favorables de celle-ci sur la tension d'arc.
[0007] L'invention se propose d'améliorer le fonctionnement et l'isolement final d'un interrupteur
à écran en maintenant dans la chambre d'arc, après l'ouverture des contacts et pendant
un certain temps, une pression aussi élevée que possible, sans provoquer un risque
de détérioration des pièces de cette chambre et en utilisant pour propulser l'écran
une énergie qui, d'une part, ne soit pas limitée lorsque le courant dépasse un certain
seuil et qui, d'autre part, augmente constamment si cet arc n'est pas rapidement éteint.
[0008] Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que l'écran mobile comporte
dans sa paroi une ouverture, à travers laquelle passe le contact mobile en position
de fermeture, et se trouve mécaniquement relié à une pièce isolante délimitant, avec
le boîtier, un espace de volume variable dans lequel est placé le contact fixe, de
façon que la pression des gaz provoquée par l'énergie de l'arc au moment de la séparation
des contacts exerce sur la pièce isolante une force qui provoque le déplacement dé
l'écran vers une position où l'arc est cisaillé dans cette ouverture et contre une
surface isolante placée en regard lorsque le contact mobile ne traverse plus l'ouverture.
[0009] On connaît déjà, par exemple par le brevet USA No 2 116 673, un interrupteur dans
lequel une enveloppe isolante mobile coulisse autour d'une portion isolante fixe contenant
deux pièces de contact fixes qui peuvent être reliées entre elles par une troisième
pièce de contact mobile solidaire de l'étui, de façon que l'augmentation de pression
due à l'arc et apparaissant lors de l'ouverture tende à chasser l'enveloppe-en accélérant
le mouvement de cette troisième pièce. Dans cet interrupteur, qui n'est pas destiné
à être utilisé comme appareil de sécurité et où aucune précaution n'est prise pour
établir un isolement de qualité entre les bornes de l'interrupteur après son ouverture,
aucun écran ne vient diviser la chambre d'arc en deux volumes étanches l'un par rapport
à l'autre, tandis que le mouvement initial de l'enveloppe isolante, donc la vitesse
d'ouverture initiale, ne résultent pas de l'apparition de l'arc, mais de l'application
d'une force sur cette enveloppe.
[0010] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-dessous.
[0011] Au dessin annexé
La figure 1 représente un premier mode de réalisation de l'interrupteur, dans une
vue en élévation coupée par un plan PP' parallèle à la direction de déplacement de
l'écran.
La figure 2 est une vue de côté de la figure 1, coupée par un plan QQ'.
La figure 4 représente un second mode de réalisation de l'interrupteur, dans une vue
en élévation coupée par un plan PP' parallèle à la direction de déplacement de l'écran.
La figure 3 est une vue de côté de la figure 4 coupée par un plan RR'.
La figure 5 représente, en coupe et de façon schématique, un interrupteur tel que
celui de la figure 1 ou 4, dans lequel sont utilisés des organes annexes.
La figure 6 illustre de façon schématique un appareil de coupure utilisant plusieurs
interrupteurs.
La figure 7 représente en coupe un détail de la zone de contact de l'interrupteur.
Les figures 8 et 9 représentent en coupe des interrupteurs où sont mis en oeuvre des
moyens magnétiques aptes à communiquer une vitesse initiale à des écrans en forme
d'étuis.
Les figures 10 et 11 illustrent, respectivement en coupe longitudinale et en perspective
partiellement arrachée, un mode de réalisation particulier de l'étui.
La figure 12 représente un appareil interrupteur où à chacun de deux contacts mobiles
peut être assignée une fonction d'ouverture particulière avec un seul et même étui.
Les figures 13 et 14 représentent, en coupe transversale par le plan TT' et respectivement
en coupe longitudinale par le plan brisé QQ', un appareil interrupteur à double coupure
avec deux étuis parallèles.
La figure 15 représente en coupe longitudinale un appareil interrupteur à double coupure
utilisant deux étuis coaxiaux.
Les figures 16 et 17 représentent en coupe longitudinale deux appareils interrupteurs
dans lesquels un écran isolant apte à cisailler l'arc est actionné à l'aide d'un piston
déplacé par la dilatation des gaz consécutive à une ouverture.
[0012] L'appareil interrupteur 1, visible à la figure 1, comporte un boîtier isolant 2 dans
la partie supérieure duquel est placé un logement cylindrique 3 d'axe XX' qui est
terminé d'un premier côté par une cloison 4 et du second côté opposé par un fond 5
portant un prolongement ou portion cylindrique 6 de moindre diamètre qui est coaxial
à XX' et qui s'étend axialement sur une fraction de la longueur du logement.
[0013] Un étui en matière isolante 7 comportant un fond 8 et une jupe cylindrique 9, possède
une surface interne 12 qui coulisse avec un faible jeu sur la surface 6' de la portion
6 ; la longueur de cet étui est telle que, lorsque l'extrémité 13 de la jupe s'appuie
sur le fond 5, par exemple sous l'action d'un faible ressort de rappel 14 disposé
entre lui et la paroi 4, une certaine distance "d" subsiste entre la face frontale
15 et cette paroi.
[0014] Dans la position de repos I de l'appareil illustrée sur la figure 1, une ouverture
10 placée dans la jupe 9 débouche dans un espace 16 qui se trouve entre le fond 8
et une face frontale 17 de la portion 6. Un orifice 11 percé dans la jupe 9, par exemple
dans une zone diamétralement opposée, se trouve placé, en position de repos, en regard
de la surface cylindrique externe 6' de la portion 6.
[0015] Une pièce conductrice 18 qui traverse longitudinalement la portion 6, présente à
une première extrémité 19 une borne de raccordement 20 pour un circuit électrique
et, à une seconde extrémité opposée 21, une pièce de contact fixe 22 qui se trouve
placée dans l'espace 16 en regard de l'ouverture 10.
[0016] Dans une cavité 23 du boîtier, placée au voisinage du logement 3 et communiquant
avec celui-ci par un passage 24 qui est situé en regard de l'ouverture 10, pour la
position de repos, est disposée une pièce de contact mobile 25.
[0017] Cette pièce a, par exemple, la forme d'un levier 26 qui oscille à une première extrémité
27 sur un pivot 28 fixé dans le boîtier et qui présente à une seconde extrémité opposée
29 un contact mobile 30 qui traverse le passage et l'ouverture pour s'appuyer, sous
l'effet d'un ressort 31, contre le contact fixe 22 : voir aussi figure 2.
[0018] Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, où l'appareil interrupteur
est utilisé comme disjoncteur, une tresse souple et conductrice 32 relie la pièce
mobile 25 à un dispositif magnétique 33, sensible à une surintensité de valeur déterminée,
qui est lui-même relié à une première extrémité 34 de conducteur 35, dont une seconde
extrémité opposée 36 constitue une seconde borne 37 de l'appareil : voir aussi figure
2.
[0019] Ce dispositif magnétique 33 comporte par exemple une bobine 33' représentée schématiquement
et un poussoir 38, qui est placé en regard d'un talon 39 du levier 26 de façon à appliquer
à celui-ci un couple de sens anti-horaire supérieur à celui du ressort 31 lorsqu'apparaît
une surintensité du courant passant de la borne 20 à la borne 37. Le poussoir 38 peut
lui-même être lié à une armature, palette ou noyau associé à la bobine, ou bien être
une pièce d'un mécanisme élastique dont l'énergie est libérée par l'action de la bobine
sur un verrou.
[0020] Un évent 43 reliant le logement 3 à l'atmosphère se trouve placé en regard de l'orifice
11 lorsque l'étui arrive dans une position intermédiaire entre la position de repos
et la position active A, de sorte que l'espace interne 16, dont le volume a alors
augmenté, se trouve alors relié à cette atmosphère.
[0021] Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, où l'appareil interrupteur est
utilisé comme limiteur de courant de court-circuit et où les pièces ayant même fonction
portent les mêmes numéros de référence, une pièce magnétisable,fixe en forme de U,
40, présente deux branches 41, 42 qui entourent latéralement le levier 26 : voir aussi
figure 4 ; cette pièce exerce sur le levier, lorsque celui-ci est parcouru par un
courant très intense, des forces F qui, en coopération avec des forces électrodynamiques
qui s'exercent entre le conducteur 18 et le levier 26, font basculer celui-ci dans
le sens anti-horaire.
[0022] Le mode de fonctionnement des interrupteurs des deux types d'appareils est identique
et comporte deux phases successives : lors de l'apparition d'une surintensité, consécutive
à la présence d'un défaut sur la ligne qui comprend l'appareil en série, le contact
mobile 30 est d'abord séparé du contact fixe 22 sur lequel il s'appuie, soit par les
forces F, soit par le poussoir 38.
[0023] Au cours de ce mouvement qui est très rapide, le contact 30 quitte l'ouverture 10
et l'arc, apparaissant entre les contacts dès que ceux-ci se séparent, provoque notamment
une augmentation très rapide de la pression dans l'espace 16 qui déplace très rapidement
l'étui vers la gauche de la figure 1 ou 4.
[0024] En raison de l'existence d'un jeu très faible entre le logement 3 et la surface externe
de l'étui, l'arc qui traverse l'ouverture 10 et est légèrement allongé par le mouvement
de celle-ci, subit ensuite un cisaillement par le passage de cette ouverture sur la
surface 3' de la région isolante 44 voisine du passage 24 du logement 3.
[0025] L'étui continuant son trajet vers la gauche, l'orifice 11, qui à ce moment là, a
quitté la portion 6, vient s'aligner avec l'évent 43, de sorte que les gaz sous pression
s'échappent à l'atmosphère. Un évent 46' peut également relier la chambre ou cavité
23 à l'atmosphère.
[0026] Lorsqu'un levier de contact tel que 51 appartenant à un appareil tel que décrit précédemment
atteint, après ouverture, une position illustrée sur la figure 5, un verrou 52 vient
coopérer élastiquement avec un prolongement 51' de ce dernier, grâce à un ressort
53, pour le maintenir dans une position de déclenchement éloignée de l'étui, figurée
en pointillés. Cette position pourra être modifiée ultérieurement par une action,
par exemple manuelle, sur un poussoir 54 de ce verrou, de façon à remettre l'interrupteur
dans son état de fermeture.
[0027] Dans les modes de réalisation présentés, en raison du recouvrement que la jupe 9
effectue sur la surface externe de la portion 6 et du fait que le conducteur 18 circule
à l'intérieur de celle-ci, l'arc ne peut trouver un chemin pour établir un réarmorçage
entre les deux contacts et un isolement total est, non seulement immédiatement établi,
mais encore maintenu entre eux après l'ouverture.
[0028] Après interruption, un rétablissement du circuit peut être obtenu, soit en écartant
le contact 30 d'un bec 45 de la jupe 9 avec lequel il coopérait pour la position A
(à l'aide de premiers moyens non représentés) et, dans ce cas, l'étui est repoussé
vers la droite par le ressort 14 pour permettre un nouveau passage du contact mobile
30 à travers l'ouverture 10, soit encore en exerçant vers la droite (à l'aide de seconds
moyens non représentés) une force sur l'étui pour faire échapper le contact 30 au
bec 45.
[0029] La vitesse élevée de déplacement de l'étui, qui est nécessaire pour obtenir une bonne
qualité de la coupure, peut provoquer une détérioration du boîtier par percussion
de celui-ci sur la paroi 4. Il sera donc éventuellement nécessaire de prendre des
mesures, soit pour amortir son mouvement en fin de course sans rebondissement, soit
pour diminuer la pression moyenne efficace des gaz. Une combinaison des deux mesures
peut également être envisagée.
[0030] Un amortissement du mouvement peut être obtenu, soit grâce à un frottement mesuré
de l'étui dans son logement, éventuellement associé à un ressort 14 ayant une élasticité
appropriée, soit grâce à la présence d'un orifice calibré, tel que 46, dans la paroi
4, pour conférer au volume d'air placé devant l'étui une propriété correspondante,
soit encore par la présence d'un coussin amortisseur en élastomère, tel que 50, qui
est disposé entre l'étui et la paroi : voir figure 5.
[0031] Une diminution de la pression moyenne efficace des gaz dans l'espace 16 peut être
obtenue, soit par la mise en place d'un orifice calibré 47 dans la paroi frontale
8 de l'étui, soit en donnant une position et une largeur particulières à l'orifice
11 et à l'évent 43.
[0032] Les orifices 46 et 47 pourraient également comporter des clapets, connus en soi,
s'ouvrant automatiquement lorsqu'une certaine différence de pression existe entre
leurs entrées et leurs sorties.
[0033] Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 4, l'étui est cylindrique, ce
qui nécessite l'utilisation de moyens d'orientation angulaire (non illustrés), pour
que les ouvertures, orifices et passages conservent leur position de coopération.
[0034] Si l'étui a une forme prismatique qui peut aisément être donné par moulage, ces moyens
d'orientation ne sont plus nécessaires.
[0035] On peut enfin assurer le guidage et l'étanchéité relative de l'étui et du boîtier,
soit par un ajustement de la surface interne 12 de la jupe 9 sur la surface externe
6' de la portion 6, soit par un ajustement de la surface externe de la jupe 9 le long
de la surface 3' du logement 3 ; des fuites calibrées entre ces deux pièces mobiles
l'une par rapport à l'autre ne sont envisageables que si elles ne compromettent pas
la qualité de l'isolement entre les contacts après une ouverture.
[0036] Bien que les modes de réalisation illustrés concernent des interrupteurs de protection
où l'ouverture automatique est déclenchée par des dispositifs réagissant à une élévation
excessive du courant dans un circuit, il est clair qu'un tel interrupteur pourrait
également être utilisé pour opérer l'ouverture en charge de circuits provoquant l'apparition
d'un arc relativement important entre les contacts. Des moyens d'ouverture brusque
des contacts, appliqués de préférence sur le contact mobile, tels que ceux faisant
appel à une énergie emmagasinée dans un ressort, pourraient alors être déclenchés
et réarmés par voie manuelle.
[0037] L'interrupteur qui vient d'être décrit présente, sur ceux qui sont connus dans l'art
antérieur, l'avantage que l'énergie qui provoque le déplacement de l'écran augmente,
soit si celui-ci ralentit, par exemple lorsqu'un frottement anormal se présente, soit
si l'énergie de l'arc augmente elle-même.
[0038] Les résultats exceptionnellement bons que l'on peut obtenir avec un dispositif interrupteur
tel que décrit peuvent être illustrés par les données suivantes : l'ouverture sur
un courant de court-circuit de valeur présumée 10 KA sous une tension de valeur monophasée
efficace 600 v, limite ce courant à 3,5 KA crête en 1 milliseconde avec une tension
d'arc atteignant 980 v.
[0039] Il est clair que le dispositif interrupteur qui vient d'être décrit peut faire l'objet
de modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention ; c'est ainsi que
la pièce isolante mobile pourrait (voir figure 16) prendre la forme d'un piston 210
enfermant entre lui et le boîtier 212 un espace 219 de volume variable et se déplaçant
dans un cylindre 211 de boîtier 212 muni d'une ouverture 213 pour le passage du contact
mobile.214 et la rencontre de ce dernier avec un contact fixe 220 et qu'un écran isolant
215 présentant une ouverture 216 et entraîné par ce piston dans un logement parallèle
ajusté 217 pourrait opérer un cisaillement de l'arc en venant masquer cette ouverture
de façon étanche ; un levier 218 pivoté dans le boîtier 212' peut être utilisé pour
relier le piston et l'écran afin de procurer un certain équilibrage dynamique (voir
figure 17).
[0040] Enfin, si l'on souhaite appliquer l'interrupteur qui vient d'être décrit à la coupure
d'un circuit à moyenne tension, on peut, dans un boîtier d'appareil 190, monter électriquement,
en série entre deux bornes 60, 61, plusieurs interrupteurs 62, 63, 64 qui sont déclenchés
automatiquement et simultanément, par exemple à l'aide d'une bobine 65 placée en série
et agissant sur un mécanisme élastique approprié 66 qui les sollicite en parallèle
: voir la figure 6. Un organe de réarmement manuel 67 permet par exemple de remettre
les étuis 68, 69, 70 et le mécanisme dans leur état d'origine, après l'apparition
d'un défaut.
[0041] Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le bobinage 33' peut provoquer
le déplacement d'un percuteur 38 qui provoque d'abord et directement une ouverture
du contact.
[0042] Dans le mode de réalisation selon la figure 8, un bobinage 71, associé par exemple
à une culasse magnétisable 78, est placé en série avec un interrupteur 72 comparable
aux précédents et compris entre deux bornes 73, 74 ; ce bobinage coopère avec un noyau
plongeur 75 placé coaxialement à un étui 76. Le noyau plongeur, dont la position de
repos est assurée par un ressort 77, est solidaire d'une tige 79 qui traverse une
ouverture 80 du fond de l'étui et présente à l'intérieur de l'étui une tête 81 plus
large que celle-ci.
[0043] L'état de repos de l'interrupteur représenté sur cette figure 8 permet de constater
que le percuteur peut effectuer, lorsqu'une surintensité importante de courant apparaît
entre les bornes, une course f qui provoque l'entraînement de l'étui en sens L. Après
une course initiale gl de l'étui, le contact mobile 82 qui traverse l'ouverture 83
de l'étui est alors séparé du contact fixe 84 à grande vitesse par le bord inférieur
83' de cette ouverture. L'arc électrique qui apparaît à ce moment là provoque, avant
d'être cisaillé, une augmentation de la pression dans le volume interne 85, qui propulse
l'étui dans le sens L le long d'un trajet complémentaire de longueur g2 avant que
le noyau n'ait parcouru la totalité de sa course.
[0044] En raison de la liberté qui est donnée à l'étui le long de la tige, celui-ci peut
donc se déplacer plus rapidement que celle-ci.
[0045] Cette disposition permet de conjuguer les avantages d'un déplacement très rapide
de l'écran sur une faible course et ceux d'une vitesse qui est maintenue par l'action
de la pression sur une course plus importante.
[0046] Comme dans les exemples précédents, l'étui comporte au moins une ouverture de décompression
86 disposée en regard d'une fenêtre 87 pour une certaine position.
[0047] Une structure magnétisable 88 en forme de U peut avantageusement être associée au
levier 89 qui porte le contact mobile lorsque l'interrupteur est utilisé dans un appareil
de protection contre les courts-circuits de toute nature.
[0048] Ce mode de réalisation permet en effet de conférer à un même système interrupteur,
d'une part, des propriétés d'ouverture très rapides avec limitation, qui sont nécessaires
aux ouvertures automatiques lors de l'apparition de courts-circuits francs (grâce
aux effets de la structure 88, ou à ceux de la répulsion électrodynamique qui sépare
dans ce cas le contact mobile 82 et le contact fixe 84 par effet de boucle) et, d'autre
part, des propriétés d'ouverture suffisamment rapides pour établir une coupure efficace
des courants de courts-circuit de moindre intensité sur charge impédante, qui permettent
d'utiliser un bobinage 71, un noyau 75 et une culasse à leur limite de saturation.
[0049] Dans une variante de ce mode de réalisation visible à la figure 9, une bobine 90,
placée en série avec les contacts 91, 92 de l'interrupteur, coopère avec un noyau
plongeur 93, dont un prolongement 94 vient percuter par un déplacement a un épaulement
95 d'un étui 96 disposé parallèlement ; ce même percuteur déclenche, par le mouvement
d, d', une transmission 97 à .un accumulateur d'énergie élastique 98 associé au levier
de contact mobile 99, de façon à lui communiquer un déplacement rapide b ; une structure
magnétisable 100 en forme de U dont les branches entourent le levier exerce sur celui-ci
une attraction c dans le sens de l'ouverture. Le déplacement e de l'étui est provoqué
par l'apparition de l'arc électrique.
[0050] Selon les intensités des courants de surcharge, l'ordre de ces actions n'est pas
le même.
[0051] Pour des intensités comprises entre trois et quarante fois le courant nominal, d
et b précèdent e, tandis que pour des i intensités supérieures, a peut précéder b
et e ; enfin, pour des intensités maximales, c précède e, a et b.
[0052] Un perfectionnement applicable à l'ensemble des modes de réalisation (mais qui est
plus particulièrement justifié lorsque l'on souhaite utiliser directement les propriétés
de rapidité d'un noyau magnétique) est représenté à la figure 12. Dans un boîtier
191, le contact fixe 110 coopérant avec au moins un contact mobile 111 d'un interrupteur
112 peut, pour opérer une ouverture, s'éclipser axialement grâce à l'action d'un noyau
plongeur 113 auquel il est accouplé. L'action de ce noyau plongeur, qui est entouré
par une bobine 114 placée en série avec les contacts, peut être complétée par celle
d'une palette magnétisable 115, associée à une culasse 197, dont le mouvement déclenche,
par une transmission 120, un accumulateur de force 116 apte à déplacer le contact
mobile 111. Lorsqu'un second contact mobile 117 est associé au contact fixe 110 (que
celui-ci soit éclipsable ou non) une structure magnétisable en U, 118, peut être disposée
autour de celui-ci pour en provoquer l'ouverture à un niveau d'intensité distinct
de celui qui attire le noyau. Pour permettre le déplacement de l'étui 191' commun
lorsque le mécanisme 116 est seul actif, une liaison mécanique 117' est établie, soit
entre les contacts mobiles 111, 117, soit entre le levier 117 et ce mécanisme 116
: voir traits interrompus. Une seconde pièce en U, 119, pourrait également être placée
autour du levier de contact 121 en l'absence du second contact 117. Le circuit électrique,
qui est fermé dans lé premier cas par les conducteurs 196, 192 et 193 aboutissant
aux bornes 194, 195, serait, dans le cas d'utilisation d'un seul contact mobile, fermé
par le conducteur 198 représenté en pointillés.
[0053] Dans l'ensemble des modes de réalisation représentés, on constate que les surfaces
d'application 200, 201 des contacts fixes 203 et mobiles 204 sont placées au voisinage
de l'ouverture 205 traversée par le levier de contact mobile 206 et sont de plus orientées
parallèlement à l'axe XX' de l'étui : voir figure 7. Ces mesures, qui facilitent le
passage du contact mobile à travers l'ouverture au moment où la pression des gaz chassera
l'étui et qui confèrent au contact mobile, donc à l'arc, un trajet sensiblement perpendiculaire
à l'axe XX', peuvent recevoir certains aménagements selon les vitesses de déplacement
respectives de ces deux contacts mobiles et selon des modes de réalisation particuliers
; on combinera avantageusement ces mesures avec la position de l'axe de pivotement
du levier de contact mobile pour former une boucle de courant avec le contact fixe.
[0054] Les exemples de réalisation montrés jusqu'ici, ainsi que le terme étui qui a été
donné à la pièce isolante mobile utilisée pour opérer le cisaillement de l'arc pourraient
laisser supposer que celle-ci doit présenter nécessairement une configuration.creuse
ou tubulaire ayant une jupe continue.
[0055] L'exemple de réalisation représenté aux figures 10 et 11 montre que les configurations
précédentes, si elles sont préférées en raison de la facilité d'obtention d'un coulissement
étanche, ne sont pas exclusives. En effet, un étui ouvert tel que 125 ayant une jupe
discontinue en raison de la présence d'une échancrure 126 et mobile dans un logement
130' d'un boîtier 131 peut parfaitement exécuter les mêmes fonctions que ci-dessus,
si son fond 127 et ses parois latérales 128, 129 sont suffisamment étanches le long
de la surface de fermeture 130 appartenant au boîtier 131. Cette disposition présente
même l'avantage d'établir, entre la surface externe de l'étui 132 et une surface opposée
133 du boîtier, au moment où la pression interne s'élève, une application sans jeu
qui est bénéfique pour opérer le cisaillement de l'arc et établir l'isolement total
qui doit lui succéder. La décompression de la chambre interne 134 intervient lorsque
le fond 127 vient en regard de l'ouverture 135 du boîtier. Ici encore, une portion
136 du boîtier 131 porte le contact fixe 137, tandis qu'une ouverture 138 de la paroi
125' de l'étui parallèle à la direction du déplacement autorise le passage du contact
mobile 139.
[0056] Le montage en série de plusieurs interrupteurs dans un boîtier est effectué à la
figure 6 à l'aide d'une succession d'interrupteurs individuels de même type ; ces
interrupteurs peuvent appartenir à l'un quelconque des modes de réalisation illustrés.
[0057] On peut également mettre en série les tensions d'arc en combinant, dans un interrupteur
particulier, deux zones de coupure, comme cela est représenté à la figure 12.
[0058] Il est enfin possible de combiner deux interrupteurs de façon à les monter en série
tout en réduisant l'encombrement qu'auraient pris deux interrupteurs, ainsi que cela
est visible aux figures 13, 14 et 15.
[0059] Aux figures 13 et 14, deux étuis cylindriques 151, 152 coulissant dans deux logements
160, 161 d'un même corps 150 sont placés côte à côte de façon que leurs axes soient
parallèles. Un levier mobile unique 153, sollicité par un ressort 159 dans le sens
de la fermeture, porte, à son extrémité libre, un contact mobile 154 qui est susceptible
de rencontrer simultanément les deux contacts fixes 155, 156 ce contact mobile comporte
de préférence des moyens connus qui lui confèrent un degré de liberté permettant son
orientation à la manière d'un pont de contact 155. Ce contact mobile n'a plus besoin
d'être relié à une tresse conductrice, car le courant circule à travers un premier
conducteur 157 aboutissant au premier contact fixe 155 à travers le contact mobile
154 et, ensuite, à travers le conducteur 158 aboutissant au contact fixe 156.
[0060] Une chambre 164 où se trouve le levier de contact mobile 153 ainsi que le logement
160 où circule l'étui, comporte, comme précédemment, des ouvertures d'échappement
163-162 pour que s'opère la décompression des gaz dégagés par l'arc et/ou échauffés
par lui. Des organes nécessaires à l'ouverture du contact mobile et pouvant être puisés
dans les exemples précédents, n'ont pas été représentés à ces figures. Compte tenu
de l'absence de courant circulant dans le levier 153 on ne pourra toutefois pas lui
associer de structure magnétisable en forme de U ; une telle structure devrait coopérer
ici avec la branche horizontale 165 du pont de contact mobile.
[0061] A la figure 15 est illustrée, dans un boîtier 170, une combinaison de deux interrupteurs
distincts 171, 172 ayant chacun leur étui coulissant, 173 et 174 respectivement, placés
dans des logements coaxiaux 175, 176, et leur levier de contact mobile, 177, 178 respectivement.
Ces étuis se déplacent en sens inverses, ce qui améliore l'équilibre dynamique du
boîtier. Des conducteurs isolés 179, 180, reliés aux contacts fixes 181, 182, s'écartent
de l'axe parallèlement après avoir suivi deux directions coaxiales ; une tresse conductrice
183, qui relie en permanence les deux leviers 177, 178 de contact mobile, ferme un
circuit de courant en forme de boucle qui est particulièrement bien adapté à la génération
de forces électrodynamiques aptes à écarter les leviers de contact lorsqu'apparaissent
des courants très élevés dans le circuit. Ici encore, des organes annexes provoquant,
comme précédemment, une ouverture des leviers de contact pour des surintensités de
courant de différents niveaux, n'ont pas été représentés pour plus de simplicité.
[0062] Dans un certain nombre des modes de réalisation qui ont été présentés, des références
de même rang numéral, éventuellement accompagnées d'indices alphabétiques, ont été
utilisées pour signaler la présence de dispositions matérielles ayant des mêmes buts
; ceci est notamment le cas pour les ouvertures et évents qui permettent d'évacuer
des gaz présents en avant, ou à l'intérieur, des étuis ainsi que cela apparaît en
46, 46', 43 et 11 à la figure 1.
1. Interrupteur électrique dans lequel l'arc apparaissant entre deux contacts mobiles
l'un par rapport à l'autre au moment de l'ouverture est cisaillé entre une paroi isolante
et un écran isolant mobile mince qui s'intercale rapidement entre ces contacts et
qui isole l'une de l'autre deux chambres d'arc du boîtier dans chacune desquelles
se trouve un contact,
caractérisé en ce que l'écran mobile (7, 125, 215) comporte dans sa paroi une ouverture
(10, 138, 213) à travers laquelle passe l'un des contacts (30, 139, 214) en position
de fermeture, et se trouve mécaniquement relié à une pièce isolante (9, 125', 210)
délimitant, avec le boîtier (2, 31, 212), un espace (16, 134, 219) de volume variable,
de façon que la pression des gaz provoquée par l'énergie de l'arc au moment de la
séparation des contacts exerce sur la pièce isolante une force qui provoque le déplacement
de l'écran vers une position où l'arc est cisaillé dans cette ouverture et contre
une surface isolante placée en regard lorsqu'aucun contact ne traverse plus l'ouverture.
2. Interrupteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran
mobile (7, 125) est solidaire de cette pièce isolante et comporte, dans une paroi
(9, 125'), une ouverture (10, 138) à travers laquelle passe le contact mobile (30,
139) en position de fermeture, et délimite, avec des parois de boîtier fixe (2, 31),
un espace (16, 134) de volume variable dans lequel est placé le contact fixe (22,
137), de façon que la pression des gaz échauffés par l'arc au moment de la séparation
des contacts exerce sur l'écran une force qui provoque son déplacement vers une position
où l'arc est cisaillé dans cette ouverture et contre une surface isolante placée en
regard lorsque le contact mobile ne traverse plus l'ouverture.
3..Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'espace de volume
variable (16) est contenu à l'intérieur d'un étui (7) ayant un fond (8) prolongé par
une jupe continue (9), qui est parallèle au sens du déplacement (F) et qui glisse
le long de surfaces de guidage (3, 6') solidaires du boîtier (2).
4. Interrupteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces (6')
solidaires du boîtier (2) sont disposées sur une portion isolante (6) pénétrant à
l'intérieur de l'étui (7) et dont une extrémité (17) porte le contact fixe (22).
5. Interrupteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces (3')
solidaires du boîtier sont disposées à l'intérieur d'un logement (3) dans lequel glisse
l'étui (7), le contact fixe (22) étant porté par une extrémité (17) d'une portion
isolante (6) solidaire du boîtier qui pénètre à l'intérieur de l'étui.
6. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'espace de volume
variable (134) est contenu à l'intérieur d'un étui (125) ayant un fond (127) prolongé
par une jupe discontinue (125') qui est parallèle au sens du déplacement (F) et qui
glisse le long de surfaces (130, 133) d'un logement (130') solidaire du boîtier (131).
7. Interrupteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le contact fixe (137)
est porté par une extrémité d'une portion isolante (136) qui est solidaire du boîtier
(131) et qui pénètre à l'intérieur de l'étui.
) 8. Interrupteur selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la jupe
continue (9) comporte une seconde ouverture (11) qui vient en regard d'un orifice
d'échappement (43) du boîtier (2) de façon que les gaz contenus dans l'espace (16)
s'écoulent vers l'atmosphère ) pour une position particulière de l'étui.
9. Interrupteur selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la jupe
discontinue (125) comporte une échancrure longitudinale (126) qui vient en regard
d'un orifice d'échappement (135) du boîtier (131) pour une position particulière de
l'étui.
10. Interrupteur selon l'une des revendications 4, 5 ou 7 à 9,
caractérisé en ce qu'un conducteur (18) relié au contact fixe (22) circule parallèlement
au sens de déplacement (F) de l'étui à l'intérieur de la portion isolante, le contact
mobile (30) étant porté par un support (25) qui forme avec ce conducteur une boucle
de courant.
11. Interrupteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que des moyens limiteurs
de pression (47, 46 respectivement) sont disposés sur l'étui (6) et, respectivement,
sur le boîtier, afin que la pression dans l'espace (16) et, respectivement, dans le
logement (3) ne dépasse pas une valeur déterminée.
12. Interrupteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le contact mobile
(30) est porté par un levier pivotant (25, 25') qui est sollicité en position de fermeture
par un ressort de rappel (31) et qui reçoit lors de l'apparition d'une surcharge dans
son circuit, des forces antagonistes développées par un dispositif (33, respectivement
40 et, respectivement, 116) sensible à cette surcharge.
13. Interrupteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit dispositif
sensible (33 et, respectivement 71), comprend une bobine (33' et, respectivement,
71') traversée par le courant de l'interrupteur et un noyau (75) ou palette magnétique.
14. Interrupteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit dispositif
sensible (40) comprend une pièce magnétisable en forme de U dont les branches entourent
le levier de contact (25').
15. Interrupteur selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un dispositif accumulateur
d'énergie mécanique (98, 116) est libéré par un dispositif sensible à bobine et noyau
(113, l14 et, respectivement 90, 93) pour appliquer au levier (25, 25', 99, 111) des
forces antagonistes à celles développées par un ressort de pression de contact (31).
16. Interrupteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif sensible
comprend une bobine (71) et un noyau magnétique (75) qui est accouplé à l'étui (76)
de façon à déplacer ce dernier sur une première portion de course (gl) au cours de
laquelle le contact mobile (82) est séparé du contact fixe (84) par une surface de
l'étui, ce dernier continuant sa course (g2) sans être accouplé au noyau.
17. Interrupteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le noyau (113) de
la bobine (114) est relié à un contact fixe (110) qui peut s'éclipser parallèlement
à l'axe de l'étui (191') de façon à interrompre le contact avec le contact mobile
(111), ce dernier étant indifféremment soumis à l'action d'une structure magnétique
en U (119) qui entoure son support ou à un dispositif accumulateur d'énergie (116)
qui est libéré par le mouvement du noyau ou de la palette.
18. Dispositif interrupteur,
caractérisé en ce que deux interrupteurs (62, 63) selon l'une des revendications 2
à 17, sont placés en série dans un même circuit.
19. Dispositif interrupteur selon la revendication 18,
caractérisé en ce que ces deux interrupteurs ont un même contact fixe (110) placé
dans un même étui (191') et deux contacts mobiles distincts (lll, 117).
20. Dispositif interrupteur selon la revendication 18,
caractérisé en ce que ces deux interrupteurs (154-155, 154-l56) sont placés parallèlement
et présentent deux contacts mobiles électriquement et mécaniquement reliés en un pont
de contact (165).
21. Dispositif interrupteur selon la revendication 20,
caractérisé en ce que ces deux interrupteurs (171, 172) sont placés coaxialement de
façon que les deux étuis (173, 174) se déplacent en sens inverse lors de l'ouverture.