Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
La présente invention se rapporte de façon generale
à l'interruption d'un courant continu ou alternatif eleve
circulant dans une ligne electrique à haute tension au moyen
d'un interrupteur ou d'un disjoncteur.
Plus specifiquement, la presente invention a pour
objet un interrupteur ou disjoncteur du type connu sous le
nom d'interrupteur à soufflage par champ magnetique, dans
lequel le courant à interrompre circule a travers une bobine
qui genère un fort champ magnetique capable d'etirer et couper
l'arc electrique qui se produit dès que les contacts de
l'interrupteur ou du disjoncteur sont separes. L'etirement
de l'arc provoque une augmentation rapide de la tension aux bornes
de l'arc et force ainsi le courant à tendre vers 0 et donc
a se rompre.
Les dispositifs d'interruption de courant à soufflage
par champ magnetique de type conventionnel sont habituellement
constitues d'un simple interrupteur comprenant un contact fixe
et un contact mobile entre lesquels un arc electrique se forme
lorsqu'il ~ a ouverture du circuit et que le courant electri-
que circule encore. L'arc ainsi forme est etire entre lescontacts par un champ magnetique qui est produit perpendicu-
lairement à ses derniers par une bobine electriquement connectee
en serie avec les contacts à travers lesquels circule le cou-
rant qui doit être interrompu. La tension d'arc qui a toujours
une polarite opposee a la tension de la source de courant est
proportionnelle a la longueur de l'arc' et augmente donc
lorsque l'arc s'etire sous l'effet du champ pour finalement
reduire l'intensite courant electrique à 0 et ainsi assurer
l'interruption desiree. Afin de pouvoir augmenter la tension
d'arc par augmentation de la longueur de ce dernier, on
utilise dans les interrupteurs de type connu une multiplicite
de cham~res placees en aval de la direction dans laquelle l'arc
?~ ~
. ,. -- 1 --
~, ' ~- ,,
, '
~4V6ZS
est etire. De cette facon, l'arc qui se forme au moment de
la separation des contacts est sectionne en une serie de
petits arcs elementaires qui sont étirés respectivement dans
chacune des chambres jusqu'a ce que finalement la -tension
augmente au point où le couran-t devienne nul. Ces petits
arcs élementaires sont alors individuellement refroidis dans
chaque chambre. Les principaux problemes que l'on rencontre
dans les interrupteurs du type precedemment decrit sont d'une
part le fait que la longueur totale des arcs elementaires
ainsi formes doit être tres grande ce qui la rend instable et
d'autre part le fait que ces fortes tensions sont difficilement
supportees par un seul interrupteur. Un autre probleme est
le fait que la vitesse de l'arc produit est lente, donc les
temps d'interruption sont longs et l'érosion des contacts par
l'arc est élevée. Enfin, les interrupteurs conventionnels de
ce type sont aussi limités dans leur utilisation par la faible
isolation électrique produite par le contact ouvert de l'inter-
rupteur.
I.a présente invention a pour objet un interrupteur
du même type que précédemment mais construit à partir d'un
concept entièrement différent, qui permet d'éviter les divers
inconvénients ci-dessus men-tionnés. Selon ce nouveau concept,
un module standardisable est utilisé.` Ce module comprend
deux chambres adjacentes montées dans UII boitier de forme
simple et compacte. Ces chambres ont chacune leurs éléments
de contact électriquement connectés ensemble en série et
mécaniquement opérés ensemble pour assurer un temps d'in-
tcrruption cxtrem~mcnt court.
A partir de ce concep-t de base, on peut, lorsqu'on
a affaire a des tensions plus élevées, utillser une pluralité
de modules a double chambre du type précédemment decrit,
tous inden-tiques e-t superposables. Les modules sont empiles
les uns au dessus des autres et fixes ensemble de facon à ce
- 2 -
l~V~25
que les contacts de toutes les chambres soient re~iés en serie.De plus, on relie ensemble tous les contacts mobiles
des diverses chambres de façon mecanique de façon à ce qu'ils
puissent être tous simultanement ouverts ou fermes.
Chaque module est avantageusement conçu de façon
à ce que l'arc en s'éloignant des con-tacts genère une succion
qui aspire un gaz ambiant tel que l'air, depuis l'exterieur
des chambres ~usqu'à l'interieur de celles-ci de facon à
ameliorer l'isolation de chaque chambre durant et après l'in-
terruption de courant tout en refroidissant les contacts setrouvant au sein de ces dernières.
Plus specifiquement, la presente invention a pour
objet un nouvel interrupteur modulaire à soufflage par champ
magnetique et refroidissement par air ou yaz, destine à être mon-t~
sur une ligne electrique. Cet interrupteur inclut au moins
un module comprenant un corps plat fait en un materiau electri-
quement non conducteur et permeable aux gaz. Ce corps plat
est divise en une chambre d'arc superieure et une chambre
d'arc inferieure separees l'une de l'autre par une paroi
centrale. Chaque chambre est pourvue d'un contact electriquefixe qui s'etend à travers le corps du module de fason à ce
que ce dernier puisse être monte par deux de ses surfaces .
opposees sur la ligne electrique. Un contact electrique
double et mobile est monte sur un axe passant à travers la
paroi cen-trale du corps. Ce contact double est pourvu d'une
barre de contact à chaque extremite, chacune de ces barres
de contact se trouvan-t dans l'une des deux chambres du module
de façon à cooperer avec le contact fixe de ce-tte même
chambre. Un axe pivotant fait en un materiau non conducteur
passe à travers le corps et est relie à l'axe du contact
double pour pouvoir faire pivoter ce dernier et ainsi deplacer
les deux barres de contact simultanement de facon a venir
3 -
V~2S
etablir un contact electrique avec les contacts fixes du
module ou l'inverse, pour laisser passer ou interrompre le
courant circulant dans la ligne electrique. Une bobine faisant
partie integrante de l'interrupteur est montee sur la ligne
electrique de façon à pouvoir être excitee par le courant
circulant dans celle-ci e-t ainsi pouvoir creer un champ magne-
tique suffisant pour souffler des arcs electriques se formant
dans les chambres lorsque les barres de contact sont décollées
des contacts Eixes. Enfin, des moyens de passage sont prévus
depuis l'extérieur du corps de chaque module vers les contacts
fixes et mobiles de ce même module pour que l'air ou le gaz ambian-t
puisse être aspiré a l'intérieur des chambres lorsque les
arcs sont soufflés et puissent ainsi venir refroidir lesdits
contacts fixes et mobiles.
En fonction de l'usage auquel est destine l'inter-
rupteur, la bobine peut être montee soit en serie sur le
circuit electrique constituee par les divers contacts de
l'interrupteur reliés electriquement ensemble, ou en parallele
par rapport a ce même circuit.
Tel que precedemment indique et lorsque l'usage le
justifie, l'interrupteur modulaire à soufflage par champ
magnetique et a refroidissement par air ou gaz selon l'invention,
peut comprendré une pluralite de modules empiles les uns au
dessus des autres et fixës ensemble dans cette position.
Chaque module peut être equipe de plaques de metal non
magnetiques montees sur chacune de ses faces opposees et
electriquement reliees aux contacts fixes pour dissiper la
chaleur. Dans ce cas, l'axe pivotant servant a operer les
contacts doubles doit avoir une longueur suffisante pour
relier les contacts doubles de tous les modules ensemble de
façon a ce que ces con-tact puissent tous operes simultanement.
Un empilement de modules tel que precedemment
.
~ - 4 -
3~
décrit peut être utilise comme limiteur de courant en relian-t
electriquement les extremites d'une large bobine aux plaques
de metal fixees à la surface des modules d'extremite de
l'enEilement pour dissiper la chaleur.
Le principe general de l'invention ainsi que
plusieurs modes de realisation particuliers de celle-ci vont
maintenant etre decrits en se referant aux dessins annexes
dans lesquels:
la fiyure 1 est un schema en coupe d'un in-terrupteur
electrique a soufflage par champ magnetique de type con-
ventionnel;
la figure 2 est un schema en perspective explose
d'un interrupteur modulaire selon l'invention, destine a
illustrer le principe de fonctionnement de celui-ci;
la figure 3 est une vue en coupe d'un interrupteur
modulaire selon l'invention, comprenant deux modules à dou~le
chambre;
les fiyures 4 et 5 sont des vues en coupe de .
modules à double chambre selon deux modes de realisation
differents;
la figure 6 est une vue en plan d'un module selon
l'invention dont le disque de dessus a ete enleve pour montrer
une chambre a arc et. les contacts a l'interieur de celle-ci;
les figures 7 et 8 sont des schemas en elevation
de deux interrupteurs modulaires selon l'invention comprenant
une pluralite de modules de base.
Tel que precedemment indique, la figure 1 est
destinee a illustrer la structure d'un dispositif d'interruption
de courant a soufflage par champ magnetique de type conven-
tionnel monte sur une ligne electrique 1 et equipe d'unseul interrupteur constitue par un contact electrique fixe 3 et
un contact electrique mobile 5 monte sur un pivot 7 de façon
- 5 -
:
362~
à pouvoir se decoller du cont~ct fixe 3 ou ~ revenir. La
ligne electrique 1 est reliee à une bobine de soufflage par
champ magnétique (non illustree) a l'aide de conducteurs 9
definissant entre eux en espace dans lequel l'arc se deplace
lorsque qu'il est souffle)~ par le champ magnetique cree par
la bobine dans une direction perpendiculaire. De façon à
augmenter la tension d'arc, l'arc est dirige vers une multipli-
cite de chambres 11 formees cl l'interieur du boltier 13 du
dispositif d'interruption au moyen d'une pluralite d'ailettes
ou de parois isolantes 15. Lorsque les contacts 3 et 5 sont
separes, l'arc 17 se forme immediatement et se deplace dans
l'espace defini entre les conducteurs 9 sous l'action de la
force magnetique generee par la bobine. Le centre de l'arc
17 qui s'eloigne ainsi des contacts, entre dans les chambres
11 ou il se trouve sectionne en une serie de petitsarcs elemen-
taires qui sont a leur tour etires et courbes jusqu'a ce que
leur longueur totale soit suffisamment ~rande pour que la
tension d'arc ait une valeur suffisante pour amener le courant
circulant dans la ligne l a la valeur 0.
Un tel dispositif d'interruption de courant fonctionne
bien mais est limite par la capacité d'isolation de ces
contacts 3 et 5. De plus, si la tension dans la ligne elec-
trique augmente, la longueur de l'arc 17 devra augmenter de
la meme façon pour pouvoir interrompre la circulation du cou-
rant dans la ligne. Pour ces diverses raisons, le temps
d'interruption du courant dans un dispositif de ce type es-t
de l'ordre de quelques dizaines de millisecondes, ce qui est
relativement long e-t condui-t a une erosion rapide des contacts
de l'interrupteur.
L'interrupteur de courant selon l'invention permet
de remedier a ces divers inconvenients. Cet interrupteur
inclut au moins un module comprenant deux chambres d'arc
- 6 -
,~
'
chacune pourvue de moyens d'interruption du courant montes
en serie sur la li~ne electrique dont le courant est a
interrompre. Si la valeur de la tension de la ligne elec-
trique le rend necessaire, deux ou plusieurs modules du type
precedent peuvent etre empiles et leurs contacts relies en
series. De cette façon, une chambre d'arc de dimensions
standards peut etre prevue pour obtenir un temps d'interruption
beaucoup plus cour-t que celui presentement obtenu avec le
dispositif d'interruption du type precedemment decrit. En
fai-t, il a ete decouvert selon l'invention que le temps d'in-
terruption peut etre reduit a une milliseconde ou moins en
utilisant des modules supportant 5 kV, chaque module ayant
la forme d'un disque plat de diamètre approximatif de 6 ou 7
pouces ou d'une plaquette rectan~ulaire de 5 ou 6 pouces de
largeur, le disque ou la plaquette ayant une epaisseur n'exe-
dant pas 2 pouces. Ces dimensions sont bien sur donnees
uniquement à titre d'exemple et ne doivent en aucun cas etre
utilisees pour limiter la portee de la presente invention.
La figure 2 des dessins annexes montre deux modules
19 et 19' qui sont identiques. Pour cette raison, seul le
module de dessus 19 sera decrit ci-dessous.
Le module 19 comprend un corps illustre ici par des
plaques 21 et 23 a l'interieur de chacune desquelles une chambre
d'arc circulaire 25 et 27 est formee. Des mo~ens d~interrup-
tion du courant sont disposes sensiblement au centre de
chaque chambre 25 et Z7. Les moyens de la chambre superieure
comprennent un contact fixe 29 et un contact mobile et pivotant
31. De façon similaire, les moyens d'interruption du courant
de la chambre inferieure 27 comprennent un contact fixe 33 et
un contact mobile et pivotant 35.
Les contacts mobiles 31 et 35 sont respectivement
equipés de barres de con~act 30 et 32 qui sont destinees à
-- 7 --
V~
travailler en cooperation avec les contacts fixes 29 et 33
d'une fa~on qui est deja bien connue. Comme on peut le
constater, cette description s'applique egalement au module
inferieur l9'.
Les contacts 29, 31, 33 et 35 sont bien entendu faits
en materiaux non-magnetiques et electriquement conducteurs,
tel que du cuivre.
Les contacts mobiles 31 et 35 des moyens d'interrup-
tion des deux chambres d'arc sont electriquement relies et sont
en fait constitues d'un seul element comme il sera explique
ci-dessous dans la description des modes de realisation
preferes de l'invention. Une caracteristique particuliere-
ment importan-te de la presente invention reside dans le fait
que les contacts mobiles 31 et 35 sont non seulement electri-
quement interconnectes puisqu'ils forment en fait qu'un seul
element pourvu à chaque extremite des barres 30 et 32 prece-
demment mentionnees, mais egalement operes par le même axe
pivotant fait en un materiau non~conducteur. Cet axe sert
aussi a operer les elements de contact 31' et 35' du module
inferieur 19'.
Une bobine 37 destinee a fournir une force magnetique
suffisante 39, est reliee par ses deux extrémites au contact
fixe 33 de la chambre 27 et au contact fixe 29' de la chambre
25' du module inferieur 19'.
Enfin, les chambres sont chacune pourvues de
parois 41, 43, 41' et 43l interieures, definissant des
passages G depuis l'exterieur du corps de chaque module vers
les contacts fixes et mobilcs clc cc même module pour guidcr
un gaz ou l'air ambiant aspire à l'interieur des chambres
lorsque les arcs sont souffles, comme il sera explique ci-
dessous.
~e courant circulant dans la ligne electrique entre
~ . .
~ ~ - 8 -
V6~2~
dans l'interrupteur en 44 via le contact fixe 29 de la chambre
25. Ce courant sort de l'interrupteur en 44' via le con-tact
Eixe 33' de la chambre 27' du module inférieur 19'. On peu-t
donc constater que le courant circulan-t dans les moyens d'in-
terruption des chambres d'arc sucessives se deplace d'une
direction à l'autre au fur à mesure que l'on passe d'une cham-
bre à la suivante. En d'autres mots, le courant circule du
contact 29 au contac-t 31 dans la chambre 25 et du contact 35
au contact 33 dans la chambre 27, puis circule dans la bobine
37 avant de circuler à nouveau du contact 29' au contact 31'
dans la chambre 25' et du contact 35' au contact 33' dans la
chambre 27'. Il en resulte que lorsque les barres pivotan-tes
30, 32, 30' et 32' sont ouvertes simultanement par l'axe de
pivotement qui leur est commun, et sont deplacees le long de
la ligne pointille 45, le champ magnetique 39 va etirer les
arcs en direction opposee dans les chambres successives 25,
27, 25' et 27', sous l'action du champ magnetique 39. Les
arcs individuels ainsi etires rapidement vers le mur periphe-
rique des chambres vont creer une tension d'arc proportionnelle
à leur longueur respective, qui va à son tour conduire à une
reduction du courant jusqu'à 0, c'est-à-dire à l'interruption
du courant desiree. ~ -
Il convient a nouveau de rappeler qu'une caracte-
ristique essentielle de llinvention reside dans le Eait que
tous les ensembles de deux contacts mobiles contenus dans chaque
module 31 et 35 ainsi que 31' et 35' et leurs barres de contact
respectives 30 et 32 ainsi que 30' et 32' sont non seulement
interconnectés electriquemen-t mais egalement relies mecanique-
ment ensemble de ~açon à être operes simultanement. Ceci
conduit à l'obtention d'un appareil très compact dans lequel la
tension de travail de chaque chambre peut être relativement
petite avec, comme resultat, une reduction du temps d'inter-
ruption et par consequent une diminu-tion subs-tan- _ _
g
tielle de l'érosion des contacts des moyens d'interruption
au sein de chaque chambre.
On peut finalement ajouter que le corps de chaque
module 19 et 19' est fait en un matériau non-conducteur
permeable à l'air, tel que de billes de verre compressees.
La flgure 3 montre une vue en coupe verticale de
l'interrupteur montre de façon schematique sur la ~igure 2.
On peut constater à nouveau sur cette figure que les modules
19 et 19' sont de structure identique. De préférence, chaque
module tel que le module 19 est composé d'un disque plat
intermediaire 47 et de deux disques extérieurs 49 et 51 montés
sur les deux faces externes du disque intermédiaire 47 et
fixés a celui-ci au moyen, par exemple, d'une colle résistant
a de hautes températures appliquée Ie long de leur péripherie
exterieure. Les faces des disquesextérieurs 49 et 51 qui sont
adjacentes au disque intermédiaire 47, sont chacune pourvues
d'un renfoncement peu profond et a fond plat 53 et 55. Le
disque intermediaire est egalement pourvu sur chacune de ses
deux faces exterieures d'un renfoncement peu profond et à
fond plat 57. Ces renfoncements 57 sont similaires entre
eux ont une forme et une dimension identiques à celles des
renfoncements 53 et 55 de facon à pouvoir coopérer géométri-
~uement avec ces derniers pour definir les chambres diarc 25
et 27.
La figure 3 montre également les passages G formes
par les parois 41 et 41~ precedemment mentionnees. Pour des
raisons de simplicite, les moyens d'interruption de chaque
chambre n'ont pas ete illustres.
On peut egalement noter sur cette ~igure que la
hauteur de diverses chambres 25, 27~ 25' et 27' est la même
et est choisie de façon à être egale à ou plus petite que le
diametre d des arcs formés dans chaque chambre. De cette
-- 10 --
façon, les arcs formes touchent les parois opposees des
chambres lorsqu'ils sont acceleres radialement depuis les
élements de contacts lorsque ceux-ci sont ouverts. Ce
mouvement centrifuge de l'arc dans chaque chambre et le fait
que celul-cl touche aux paro:Ls, crée une succlon de l'air ou
d'un gaz depuis l'exterieur de la chambre vers l'espace defini
entre les contacts. Ceci resulte en une amelioration de
l'isolation des contacts qui ont a supporter la tension d'arc
ainsi que de l'ensemble de la chambre, par elimination des gaz
ionises qui se trouvent entre les contacts, et en un refroidis-
sement ces derniers. Le mouvement du gaz de re~roidissement
ainsi aspire est illustre a l'aide de flèches dans les passages
G illustres sur la figure 2. Le gaz qui se trouve compressé
en avant de l'arc lorsque celui-ci est étire s'échappe a
travers les parois de la chambre grâce a la porosité du materiau
avec lequel est constitue le corps de chaque module.
On peut egalement noter sur la figure 3 que la bobine
de soufflage est a proximite des modules associbs l9 et 19l -
et par consequent de leurs chambres respectives de façon a
pouvoir creer un champ magnetique puissant permettant une
acceleration adequate des arcs. En fait, il a ete decouvert
selon l'invention qu'un tel arrangement permet d'accélerer
l'etirement des arcs electriques de fa~on beaucoup plus rapide
que n'importe quel dispositif d'interruption de type connu.
Les vues en coupe illustrees sur les figures 4
et 5 ainsi que la vue en plan illustree sur la figure 6 sont
destinees a montrer les variantes possibles de realisation des
moyens d'interruption au sein des chambres d'arc. On peut
ainsi voir que chaque contact fixe 29 est constitue d'une barre
63 fixee au disque intermediaire 47 de n'importe quelle
maniere connue, et prolongee vers le haut par un plot 65
passant a travers les disques exterieurs 49 et 51 jusqu'à
atteindre la surface externe de ceux-ci. La barre 63 a une
surface inclinée 67 (voir figure 6). D'autre part, le contact
mobile 31 a un axe central 69 se terminant à chaque extremite
par une barre 71 s'etendant lateralement et pourvu d'une
surface incli.née 67' (voir figure 6) destinee a venir en
contact electrique avec les surfaces inclinées 67 des contacts
fixes 29 correspondants.
Le contact mobile 31 du module est monte sur un
pivot 73 fait en un materiau electriquemen-t non-conducteur.
Ce pivot s'etend a travers le module et est actionne en rotation
au moyen d'un mecanisme d'operation qui peut etre de construc-
tion standardconnue de tout homme de l'art.
On comprendra à la lecture de la description ci-
dessus que.si plusieurs modules sont utilises en serie, un
seul plVOt 73 sera utilise pour amener en rotation tous les
contacts mobiles 31 simultanement de façon a ouvrir les divers
moyens d'interruption ou les fermer tous ensemble.
Sur la figure 4, on peut noter que les contacts
fixes 29 sont disposes de chaque cote du contact mobile
double 31 qui, a ses barres de contact 71 qui s'etendent dans
des directions opposees. Ceci conduit a une symetrie plane
des faces opposées du disque intermediaire 47 et a une simi-
litude de forme des disques exterieurs 49 et 51.
Sur la figure 5, les modules illustres sont cons
truits tel que montre de façon schematique sur la figure 2.
~es contacts fixes 29 sont disposes l'un au-dessus de l'autre
alors que le contact mobile 31 a ses barres de contact 71
orientees dans la meme direction depuis l'axe central 69.
Ceci conduit à une symétrie lineaire de chaque module.
Lorsque plusieurs modules doivent etre empiles les
uns au-dessus des autres, il est preferable de fixer sur les
faces opposees de chaque module des plaques 75 de metal non-
~;1 - 12 -
- -
z~ ~
magnetique pour dissiper la chaleur. Ces plaques qui son-t donc -
fixees sur les surfaces exterieures des disques exterieurs 49
et 51 sont elec-triquemen-t connectes aux plots 65 et aux contacts
Eixes 29. Les modules ainsi empiles peuvent etre fixes les
uns aux autres par n'importe quel moyen connu tel que par
exemple avec des boulons et des ecrous elec-triquement non-
conducteur ou par collaye.
En se reférant maintenan-t à la figure 5, lorsqu'un
nombre important de modules doivent être u-tilises et que la
résistance a la torsion du pivot 73 semble être insuffisante
si la force de rota-tion est appliquée seulement a l'une de
ses extrémités, on peut utiliser un mecanisme different de
rotation selon ce mecanisme, l'interrupteur modulaire est
monte avec du jeu dans un boltier 77 destine à entrainer le
pivot 73. A cette fin le pivot 73 est fixe au boltier 77 au
moyen de barres d'entrainement 79 s'etendant en travers de
passa~es ouverts prevues a cet effet a travers les disques
intermediaires 47 des modules qui doivent être equipes avec
de tels barres d'entralnement 79. Le nombre de barres dependra
bien entendu du nombre de modules formant l'interrup-teur mais
on pourra apprecier que, de cette façon, l'effort de torsion
que subit l'axe 73 est reduit jusqu'a une limite acceptable.
Le boîtier 77 peut etre lui-même amene en rotation par rapport
à l'interrupteur par n'importe quel moyen d'entralnement
conventionnel.
De toute evidence, le boItier 77 de même que les
barres d'entra~lnement 79 doivent être faits en un materiau
electriquement non-conducteur.
Comme on peut facilement le deduire à la lecture
de la description ci-dessus des modes de realisation illustres
sur les figures 4, 5 et 6, il est evident que l'inertie
mecanique des contacts mobiles est très faible, ce qui conduit
- 13 -
!,~.
36Z~
à une tres grande acceleration de ces contacts lorsqu'ils sont
deplaces avec comme resuItat un temps d'ouverture extrêmement
court. Cette faible inertie est tres importante a cause de la
proximite de la bobine de soufflage de l'arc qui genere un champ
magnétique Eort qui à son -tour produit un déplacement extrême-
ment rapide des arcs et génere des tensions d'arc élevees.
Les contactsélectriques des moyens d'interruption de chaque
chambre peuvent ainsi beaucoup mieux supporter les fortes tensions
d'arc produites dans la chambre en question grâce a l'aide
fournie par l'air ou le gaz aspiré depuis l'extérieur lors
du déplacement de l'arc.
Les grands avantages de l'interrupteur modulaire
du type précédemment décrit sont qu'il réduit le temps mis
par la tension d'arc pour atteindre son sommet et par
conséquent ~u'il fournit une interruption de courant plus
rapide. Le temps d'interruption du courant peut être en fait
de beaucoup inferieur a une milliseconde, ce qui rend l'inter-
rupteur modulaire selon l'invention utilisable pour une
multitude d'applications. On peut ainsi, par exemple,
l'utillser comme interrupteur de courant alternatif, limiteur
de courant altexnatif ou interrupteur de courant continu.
En se réferant à nouveau a l'illustration schéma-
tique donnée sur la figure 2l on peut constater que lorsque
les contacts sont fermés, l'impédance de l'ensemble de l'in-
terrupteur est egale a celle de la bobine de soufflage.
Cette impedance pourrait devenir importante si plusieurs
modules etaient montes en serie, et ceci pourrait amener un
inconvenient dans certaines applications ou du courant
circule de façon presque continu dans l'interrupteur. Dans
un tel cas, une variante de l'invention consiste à connecter
l'interrupteur modulaire en parallèle avec sa bobine de
soufflage de facon a ce que cette dernière soit montee en
- 14 -
shunt lorsque les contacts de l'interrupteur sont fermes.
Un tel mode de realisation est illustre sur la figure 7 ou cinq
modules identiques sont utilisés et opérés par le même dispo-
sitif d'entralnement, et où la bobine est montee en shunt sur
le module du centre. Sur cette figure la bobine a ses deux
extrémités connectees électriquement aux plaques de métal
extérieures 75. Lorsque les contacts sont ouverts, la tension
d'arc dans les chambres parallèles du module cen-tral force~
le couran-t dans la bobine de soufflage de façon à produire le
10 champ magné-tique requis. Dans cette variante de réalisation
illustrée sur la figure 7, les modules d'interruption n'on-t
que l'impédance de leurs contacts lorsque ces contacts sont J
fermés. En fait, la bobine de soufflage 37 ne transporte le
courant que pour une très courte période de l'ordre d'une
milliseconde entre le moment où les contacts se séparent
jusqu'au moment ou le courant est interrompu. Il en résulte
que la bobine de soufflage 37 peut être faite en un fil très
mince et peut être très compacte puisque le courant n'y circule
pas de façon permanente et qu'aucune perte d'énergie ne se
20 produit.
Une autre variante de réalisation de l'invention
est illustrée sur la figure 8. Selon cette variante, l'in-
terrupteur est utilisé en combinaison avec une grosse bobine de
soufflage conçue de façon a pouvoir supporter un passage de
courant permanent ou pour une période de temps longue et pour
ainsi rendre l'interrupteur utilisable comme limiteur de
courant sur un circui-t de courant alternatif. Tel qu'illustré
sur la figure 8, un tel limiteur de courant comprend un grand
nombre de modules montés en série e-t dont les plaques
30 extérieures 75 des modules d'extrémité sont reliees electri-
quement aux extrémités d'une bobine limita-tive 37 agissant
également comme bobine de soufflage pour l'interrupteur.
~ 15 -
'
.
2S
Lorsque les contacts du circuit d'interruption sont fermes,
l'impedance de l'appareil est nulle et ce dernier peut donc
être monte en serie sur n'importe quel circuit de courant
alternatif. Si un court-circuitse produi-t, les circuits de
contact peuvent rapidement s'ouvrir et le courant s'interrompt
pendant environ une milliseconde pour ne plus circuler que
dans la bobine limitative 37. Cette dernière peut être choisie
de façon a ce que son impedance limite l'intensite du courant
'de court-circuit a n'importe quelle valeur desiree. ~n tel
10 limiteur de courant à action rapide est extrêmement interes-
sant dans un sys-teme d'alimentation electrique puisqu'il limi-te
l'augmentation de courant a des valeurs beaucoup plus petites 9
que les valeurs de court-circuit prevues avec les interrupteurs
de type conventionnel avec, comme resultat une diminution
des contraintes que doivent supporter les equipements du systeme
d'alimentation.
Pour resumer, l'interrupteur de courant alternatif
construit selon l'invention a l'avantage d'amener le courant
a 0 dans une fourchette de temps extrêmement courte de l'ordre
20 d'une milliseconde ou moins contrairement aux interrupteurs
de circuit de type conventionnel ou le temps d'interruptlon
est de l'ordre de dizaines de milliseconde tel que precedemment
indique. Tel gue precedemment indique egalement, ce temps
d'interruption plus court reduit de façon tres substantielle
l'erosion des contacts par les arcs electriques. De plus,
puisque les courants de court-circui-t dans les systèmes
d'alimenta-tion ou de t,ransport demandent jusqu'a un demi
cycle, soit 8 millisecondes pour atteindre leur valeur maximale
dans le cas d'un de~aut, un interrupteur a ac-tion rapide
30 tel que celui propose dans le cas de la presente invention
peut etre utilise pour limiter l'evolution et la valeur crête du
courant en agissant comme un limiteur de courant.
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De plus, cet interrupteur qui perme-t d'amener
rapidement le courant à 0, peut être utilise comme interrupteur
de courant continu sous forte tension.
D'autres modifications peuvent être apportees a la
presen-te invention, tel le fait d'utiliser des tuyeres a gaz
sous pression a l'interieur despassages G de facon a souffler
les arcs loin des contacts si ces derniers ont une tendance
à coller pour des valeurs de courant elevees. Comme tou-t spe-
cialis-te dans ce domaine pour~a facilement le comprendre, ce
probleme du collage des arcs peut être reduit en utilisant des
materiaux speciaux pour fabriquer les contacts.
De façon à ameliorer la rigidite dielectrique et
la conductivite thermique, l'interrupteur peut egalement être
utilise sous une pression ambiante superieure ou inferieure
a la pression atmospherique, en utilisant n'importe quel gaz
isolant approprie tel que SF6.
L'interrupteur modulaire selon l'invention trouve
une autre application interessante dans le domaine des travaux
a effectuer sur les lignes de transpor-t d'energie. Lorsque
de tels travaux sont effec-tues, la procedure habituelle
consiste a isoler une portion de la ligne de transport de la
source d'energie puis a mettre a la terre les extremites de
cette portion isolee de la ligne de transport sur laquelle
les travaux doivent être effectuee. La mise a la terre est
habituellement effectuee au moyen de barres isolees pourvues
a une extrémité d'un méchanisme de connextion auquel est fixe
un fil conducteur de mise a la terre. Ce fil conducteur,
comme son nom l'indique, amene à la terre -tou-t courant induit
dans la portion de la ligne de transport par les lignes de
transport parallèles qui sont toujours en operation.
Lorsque le Eil conducteur de mise a la terre est
enlevé, un arc électrique habituellement eclate entre la
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'
portion de ligne reparee et le mecanisme fixe a l'extremite de
la barre. Cet arc qui est genere par le courant induit peut
atteindre plusieurs mètres de lon~ avant de s'interrompre.
Cet arc, en plus du fait d'être extrêmement dangereux s'il
tombe par inadvertance en un point proche du ou des reparateurs,
produit souvent une detonation desagreable et constitue un
reel danger pour les personnes et l'environnement.
Pour remedler à ce probleme, on peut utiliser un
interrupteur selon l'invention qui, en etant extrêmement
leger, peut etre facilement fixe à l'extremite de la barre et
etre utilise pour interrompre de façon efficace des courants
pouvant s'elever jusqu'à 400 amperes à des tensions égales ou
superieures à 49kV.
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