La présente invention concerne un interrupteur électrique destiné à assurer la coupure dans un circuit électrique, du genre comprenant une cartouche allongée sous vide à enveloppe cylindrique obturée par deux fonds, dans laquelle sont logés deux contacts d'arc dont l'un, fixe, est solidaire de l'un des fonds précités tandis que l'autre, mobile, est monté à coulissement axial à l'intérieur de la cartouche, et au moins une bobine destinée à produire un champ magnétique axial dans la zone de formation de l'arc, ladite bobine comprenant une première extrémité reliée électriquement à l'un des contacts d'arc précités et une seconde extrémité agencée en plage d'amenée du courant.
Un disjoncteur connu (document FR-2.682.808) du genre mentionné, comporte une bobine en forme d'anneau placée dans un logement annulaire formé par le fond associé à la bobine de manière que cette dernière soit disposée coaxialement à l'extérieur de la cartouche au droit de l'intervalle de séparation des contacts d'arc. L'une des extrémités de la bobine est solidarisée mécaniquement et électriquement au contact d'arc fixe, tandis que l'autre extrémité est reliée électriquement à une plage d'amenée du courant tout en étant électriquement isolé du contact d'arc fixe. L'un des inconvénients de ce type de disjoncteur tient en ce que, la bobine étant en série avec les contacts d'arc, la totalité du courant principal traverse la bobine. Il en résulte qu'il est nécessaire de prévoir une bobine de section importante, laquelle présente de ce fait un encombrement considérable.
On connaît également le document EP 0 329 410 décrivant un dispositif comportant les caractéristiques du préambule de la revendication 1. Or, le dispositif décrit dans ce document, ne comporte pas de bobine indépendante des contacts. Le champs magnétique axial est crée par le courant circulant dans une partie annulaire formant partie intégrante du contact d'arc lui-même.
La présente invention résout ces problèmes et propose un interrupteur notamment sous vide utilisant une bobine pour la création d'un champ magnétique axial, de conception simple et d'encombrement réduit.
A cet effet, la présente invention a pour objet un interrupteur du genre précédemment mentionné selon la revendication 1.
On voit déjà que grâce à l'invention, la bobine peut être constituée par une ou plusieurs spires de section faible.
Selon une première réalisation de l'invention, le moyen de dérivation comprend un élément résistif.
Selon une caractéristique particulière, cet élément résistif comprend une rondelle résistive reliant électriquement les deux extrémités précitées de la bobine.
Selon une autre réalisation, le moyen de dérivation précité comprend un circuit magnétique.
Selon une caractéristique particulière, le circuit magnétique est placé autour d'un conducteur reliant électriquement les deux extrémités précitées de la bobine.
Selon une autre caractéristique, le circuit magnétique comporte au moins un entrefer destiné à retarder la dérivation du courant jusqu'à une certaine valeur d'intensité de courant principal.
Avantageusement, la dérivation dans la spire s'effectue à partir de 8000A.
Selon une autre caractéristique, la bobine est constituée par une spire dont les deux extrémités s'étendent chacune avec un décalage angulaire, parallèlement aux fonds de la cartouche .
Selon une autre caractéristique, la première extrémité de la bobine est solidarisée mécaniquement et reliée électriquement au contact d'arc fixe.
Avantageusement, le moyen de dérivation précité dérive entre 10 et 60% du courant dans la bobine.
La bobine et le moyen de dérivation sont placés à l'intérieur ou à l'extérieur de la cartouche à vide.
Selon une réalisation particulière, la bobine et le moyen de dérivation sont placés à l'intérieur du contact d'arc entre une tige conductrice et une électrode dudit contact.
Avantageusement, à chacun des contacts sont associés une bobine et un moyen de dérivation, lesquels sont placés à l'intérieur de la cartouche à vide.
Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels :
Sur les figures 1, 2 et 3, on voit un interrupteur à vide I comprenant principalement une ampoule (ou cartouche) à vide 1 et une bobine 2 montée coaxialement autour de ladite ampoule d'une manière qui va être décrite à travers ce qui suit. Cette ampoule 1 comporte une enveloppe 3 constituée d'une partie cylindrique 3a fermée par deux fonds opposés 3b, 3c. A l'intérieur de l'enveloppe 3 sont disposés un contact d'arc fixe 4 solidaire de l'un 3b des fonds précités, et un contact d'arc mobile 5 porté par une tige de commande (non représentée) traversant d'une manière étanche l'autre 3c des deux fonds. Les contacts d'arc 4, 5 sont en forme de disque en un matériau de faible résistivité. La bobine 2 est en forme d'anneau disposé coaxialement à l'extérieur de la cartouche 1 au droit de l'intervalle de séparation des contacts d'arc 4, 5. Cette bobine 2 est constituée par une spire et comporte une première et une deuxième extrémité 2a, 2b s'étendant chacune avec un décalage angulaire, parallèlement audit fond 3b associé à la bobine 2. La première extrémité 2a est solidarisée mécaniquement et électriquement au contact fixe 4. La deuxième extrémité 2b forme une plage d'amenée du courant reliée à celle du disjoncteur, et est mécaniquement fixée au contact fixe 4 par tout moyen approprié, telle une vis traversant des trous alignés prévus dans les deux extrémités précitées 2a, 2b de la bobine 2, et se vissant dans le contact d'arc fixe 4.
Conformément à l'invention, l'interrupteur I comporte en outre un moyen M, interposé entre les deux extrémités précitées 2a, 2b de la bobine 2, pour dériver une partie du courant issu de la plage d'amenée du courant 2b, à travers la spire 2, tandis que la partie complémentaire du courant traverse les deux extrémités 2a, 2b et les deux contacts d'arc 4, 5 jusqu'au moment de la coupure.
Suivant une réalisation particulière de l'invention illustrée sur la figure 2, ce moyen M est un élément résistif 6, sous forme de rondelle, interposé entre les deux extrémités 2a, 2b de la spire 2.
Suivant une autre réalisation particulière de l'invention illustrée sur la figure 3, ce moyen M est un circuit magnétique 7 disposé autour d'un conducteur 8 reliant électriquement les deux extrémités précitées 2a, 2b. Ce circuit magnétique 7 comportera avantageusement un ou plusieurs entrefers en fonction des performances recherchées.
Avantageusement pour ces trois réalisations différentes, on dérivera entre 10 et 60% du courant total dans la spire 2, une dérivation inférieure à 10% étant insuffisante pour réaliser la coupure alors qu'une dérivation supérieure à 60% serait susceptible d'engendrer un échauffement indésirable.
On décrira ci-après brièvement le fonctionnement de l'interrupteur I de l'invention successivement dans ses deux réalisations illustrées respectivement sur les figures 2 et 3.
Cet interrupteur à vide I est particulièrement destiné à assurer la coupure dans le vide en champ axial pour un courant permanent allant de 630A à 3150A.
Selon la réalisation illustrée sur la figure 2, la dérivation du courant se produit dès le début du passage du courant, pendant la coupure, et ce de façon linéaire. Cette dérivation engendre dans la zone de séparation des contacts d'arc, un champ magnétique axial nécessaire à la coupure.
On notera que cet élément 6 sera avantageusement une rondelle réalisée en un matériau de forte résistivitée (Inox ou autre).
Selon la réalisation illustrée sur la figure 3, le circuit magnétique 7 comporte un entrefer et restera donc pratiquement inactif jusqu'à une certaine valeur d'intensité. Jusqu'à cette valeur, la dérivation du courant à travers la spire 2 sera faible. A partir de cette valeur, le circuit magnétique 7 s'activera, ce qui entraînera la dérivation d'une certaine quantité de courant à travers la spire 2, cette dérivation créant un champ magnétique axial suffisant pour l'obtention de la coupure.
On notera également que cette valeur d'activation du circuit sera avantageusement de 8000A, valeur à partir de laquelle un champ magnétique axial est nécessaire pour obtenir la coupure.
L'un des avantages procurés par l'invention tient en ce que la spire 2 peut rester de section faible par rapport à la section du conducteur 9 traversé par le courant permanent, contrairement aux solutions dans lesquelles la bobine 2 est montée en série des contacts d'arc 4, 5 et conduit la quasi totalité du courant permanent. La section de la spire 2 peut donc être réduite, d'autant qu'en coupure, le temps de passage est court.
La figure 4 illustre une troisième réalisation de l'invention. Sur cette figure, on voit un interrupteur à ampoule sous vide 1 comprenant principalement une enveloppe isolante de forme cylindrique fermée par deux fonds métalliques 3b, 3c, et renfermant deux contacts d'arc 4, 5 respectivement fixe et mobile s'étendant coaxialement à l'intérieur de ladite enveloppe. Les deux contacts 4 et 5 ont la même structure et sont constitués chacun, comme ceci est visible sur la figure 5, par une tige conductrice 10 et une électrode conductrice 13 avec entre la tige et l'électrode une bobine 12 et un moyen de dérivation 11.
Selon la réalisation illustrée sur la figure 4, ce moyen de dérivation est un élément résistif 11. Mais on pourrait également envisager d'interposer un moyen de dérivation constitué par un circuit magnétique.
Ainsi, tous les moyens assurant la génération d'un champ magnétique axial se trouvent à l'intérieur de 1' ampoule à vide. Ces moyens de dérivation par un matériau de forte résistivité ou un circuit magnétique dérivent entre 5 % et 60 % du courant dans les bobines. Cette solution est avantageuse pour des courants permanents allant de 630 à 3150 A.
Elle permet en outre d'une part, d'améliorer considérablement la rigidité mécanique de l'ensemble lorsqu'appliquée dans un disjoncteur et d'autre part, de réduire les coûts de fabrication grâce à une construction des contacts particulièrement simple.
L'invention sera appliquée avantageusement aux interrupteurs électriques appartenant aux domaines allant de la basse tension jusqu'en très haute tension.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit.