Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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DISPOSITIE' ELECTRIQUE A COMMUTATION D'ARC
La présente invention concerne un dispositif électrique à
contacts séparables du genre contacteur, disjoncteur, limiteur ou contacteur
disjoncteur, susceptible d'être relié a une charge via un chemin de conduction
principal comprenant un organe de commande ou de protection, ce dispositif
comprenant en outre un chemin de conduction de dérivation de l'organe de
commande ou de protection, ce chemin étant susceptible d'être mis en
oeuvre par commutation d'un arc de coupure.
Un tel appareil, décrit dans le document EP-104 981, comprend
un chemin de courant principal doté d'un déclencheur magnétothermique, de
contacts séparables a simple coupure, et d'un interrupteur électronique
disposé en série avec les contacts et shuntable par un chemin de dérivation.
Lorsqu'une forte surintensité affecte le chemin principal, le déclencheur
provoque l'ouverture des contacts; cette ouverture s'accompagne d'un arc
qui est tire entre les contacts, puis est transféré immédiatement au chemin
de dérivation, de sorte que l'interrupteur électronique reste protégé pendant
la phase d'ouverture des contacts.
Il serait souhaitable d'utiliser pour certaines applications une telle
commutation d'arc tout en bénéficiant de la qualité d'interruption d'un appareilà double coupure.
Dans le document EP-589 779 est decrit un disjoncteur
électromécanique à double coupure par pont mobile doté de contacts
séparables dits amont - du coté de la source d'énergie - et de contacts
séparables dits aval - du côté de la charge, ce disjoncteur utilisant un
chemin de dérivation tel que défini précédemment. Dans ce disjoncteur
connu, il est toutefois désavantageux que, lorsqu'apparait un arc de coupure,
le chemin de courant dérivé shuntant l'organe à protéger mette en oeuvre les
chutes de tension d'arc a la fois entre les points de coupure amont et entre
les points de coupure aval, ce qui entraine une augmentation d'impédance
susceptible de favoriser un réamorçage du chemin de courant principal.
La présente invention a pour but d'augmenter l'impédance du
chemin de conduction principal lors d'une ouverture des contacts dans un
dispositif électrique a double coupure et a chemin de dérivation activé par
commutation d'arc.
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Selon l'invention, le dispositif comprend une électrode amont de
transfert d'arc disposée au voisinage immédiat des contacts amont pour
recueillir un pied de l'arc amont dès l'ouverture des contacts, cette électrode
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mobile. Il en résulte que l'impédance de l'arc aval qui se présente dans le
chemin de conduction principal favorise la commutation de l'arc vers le
chemin de dérivation.
La description qui va être faite en regard des dessins explicite un
mode de réalisation de l'invention.
- la figure 1 illustre schematiquement un dispositif électrique a contacts
séparables selon l'invention a l'état fermé.
- la figure 2 montre le même appareil au cours de l'ouverture des
contacts sur courant de défaut.
- la figure 3 montre une variante de réalisation de l'appareil.
Le dispositif électrique à commutation d'arc illustré sur la figure 1
fait partie d'un appareil de protection du genre limiteur électrodynamique où
est intégré à un appareil du genre contacteur, disjoncteur, contacteur-
disjoncteur ou démarreur, il comprend dans un boîtier 10 deux contacts
mobiles amont et aval 11A, 11B disposés sur un pont de contact mobile 12 et
susceptibles de coopérer chacun avec un contact fixe amont 1 3A et
respectivement un contact fixe aval 138. Les contacts peuvent être
commandés par un dispositif de commande 14 par exemple constitue par un
électroaimant de contacteur, par une serrure de disjoncteur ou par un organe
de commande manuelle et agissant sur le pont 12 via une pièce
d'entraînement non représentée, ou encore par des moyens d'ouverture à
effet électrodynamique.
L'appareil comprend un chemin de courant principal 15 qui est
établi lorsque les contacts sont fermés. Ce chemin principal comporte le pont
mobile 12 et deux parties 15A, 15B situées respectivement en amont et en
aval du pont et comprenant des pieces conductrices 16A, 16B qui d'une part
portent les contacts fixes 13A, 138 et qui d'autre part aboutissent à des
bornes respectives 17A, 17B constituées dans le présent exemple par des
bornes de connexion externe~ On désigne par les qualificatifs amont et
aval le côté de l'appareil qui est raccordé à une source d'énergie 18 et
respectivement le côté de l'appareil raccordé à une charge 19 via un organe
de commande ou de protection 33 que l'on souhaite protéger contre les effets
des surintensités de court-circuit ou de coupure;
Selon l'invention, I'appareil présente une électrode de transfert
d'arc 20 associee aux contacts amont 11A, 13A et située à faible distance du
contact fixe 13A pour recueillir, quand les contacts s'ouvrent, le pied d'arc
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associé au contact fixe (voir figure 2). L'électrode 20 est séparée de
l'extrémité 20A en forme de j de la pièce de conduction fixe 16A du chemin
principal de courant 15 par un espacement e faible et fixe, suffisamment
grand pour assurer en fonctionnement normal la distance d'isolement
requise, mais suffisamment petit pour être franchi par le pied de l'arc amont
engendré lors d'une coupure sur défaut. L'électrode 20 est convenablement
isolée de la piece 16a et reliée par un chemin 21 électriquement conducteur,
en dérivation des contacts aval 11B, 138, à un point de connexion 22 situé
sur la ligne de courant en aval de l'organe 33 à protéger, pour établir lors
d'une coupure et avec le seul arc amont un chemin de dérivation de la
charge. Selon les cas, la liaison de l'électrode 20 avec le point de connexion
22 s'effectue par câblage externe au moyen d'une borne 21B de connexion
externe de l'appareil (figures 1 et 2), ou par liaison interne a l'appareil (figure
3).
Les impédances respectives ZA, ZB entre les contacts amont
11A, 13A et contacts aval 11B, 138 sont négligeables lorsque les contacts
sont fermés. Lorsque les contacts s'ouvrent et que des phénomenes d'arc se
manifestent, les chutes de tension d'arc amont et d'arc aval entraînent une
augmentation des impédances ZA, ZB; a partir d'un seuil de courant, I'arc
amont apparu entre les contacts 13A et 11A est commuté vers l'électrode 20
en sautant l'intervalle fixe e (voir figure 2) pour se manifester entre le contact
fixe 1 3A - ou la zone correspondante de la piece de contact fixe - et
l'électrode 20, tandis que l'impédance ZB augmente jusqu'a atteindre une
valeur infinie. Il convient de noter que l'arc amont transféré entre la piece decontact fixe et l'électrode 20 réduit la sollicitation électrothermique du contact
mobile amont 11A et du pont mobile. Une impédance 23 de valeur ZC fixe ou
variable - par exemple une résistance simple ou une résistance à coefficient
de température positif- peut être interposée sur le chemin de dérivation,
comme indiqué en tirets sur la figure 1.
Dans la variante illustrée sur la figure 3, le dispositif est intégré à
un boîtier 10 d'appareil comportant en amont un autre pont mobile a double
coupure 30 sollicité par une serrure 31 de disjoncteur qui fait partie du
dispositif de commande 14 ou qui est autonome si le boîtier du disjoncteur
est séparé du boîtier 10 (comme indiqué par la séparation en traits mixtes).
La serrure 31 coopère avec un electroaimant 32 qui appartient
an dispositif 14 et qui commande le.pont mobile 12 pour ouvrir les contacts
11, 13 par commande volontaire ou lorsqu'une surintensité est constatée par
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le déclenchement de la serrure 31. La charge protégée peut alors être
constituée par un dispositif électronique interne 33 interrupteur ou de
démarrage progressif. Le point de connexion aval 34 du chemin de dérivation
21 avec le chemin principai 15 est alors situé dans le boîtier 10.
Le dispositif décrit en regard des figures 1 et 2 fonctionne de la
maniere suivante.
Lorsqu'une surintensité se produit dans le chemin de courant
principal, des moyens détecteurs non indiques agissent sur les moyens de
commande 14 qui provoquent l'ouverture du pont mobile 12 et la naissance
d'un arc amont entre les contacts 11A, 13A et d'un arc aval entre les contacts
11B, 13B. Les chutes de tension d'arc introduisent respectivement dans le
chemin de courant principal une impédance amont ZA et une impédance aval
ZB; le pied de l'arc amont associé au contact fixe 13A est chassé vers
l'électrode 20 par des moyens de soufflage non indiques, de sorte que
I'impédance ZA est inséree dans le chemin de dérivation 21, tandis que
l'impédance ZB reste incluse dans le chemin principal 15 et devient infinie.
On obtient ainsi un transfert plus franc du courant vers le chemin
de dérivation tout en éliminant le risque de le voir reprendre le chemin
principal.
