Interrupteur électrique. La présente invention se rapporte à un interrupteur électrique du type comprenant une chambre évacuée refermant une paire de pièces de contact disposées pour pouvoir se séparer perpendiculairement à leur surface de contaet.
Son but est de prévoir des moyens grâce auxquels des particules déchargées par l'arc ne pourront pas affecter défavorablement le fonctionnement de l'interrupteur.
A cet effet, suivant l'invention, la cham bre précitée est relativement peu profonde dans la direction du mouvement relatif des pièces de contact et a ses parois latérales amplement espacées du chemin de l'arc entre les pièces de contact, mais à une distance inférieure à la longueur du libre parcours moyen des électrons déchargés par l'arc pour le degré de vide établi dans ladite chambre, des écrans s'étendant à partir des parois de la chambre en travers du chemin des parti cules déchargées par -le courant d'arc. Le dessin annexé représente, à titre d'egem- ple, une forme d'exécution de l'objet dé l'in vention.
La fig. 1 en est une coupe verticale; La fig. 2 est une coupe de. détail mon trant des moyens pour isoler lesdits écrans des parois de la chambre évacuée.
En se référant à la fig. 1, l'interrupteur comporte une plaque de support 3 montée sur des piliers isolants 4 qui peuvent être fixés sur un tableau de base quelconque. Une chambre métallique 5 relativement peu profonde sert à la réception de deux pièces de contact 6, 7, l'une mobile par rapport à l'autre et dont la première, 6, est montée sur une borne 8 fixée par soudage à une plaque 9. La plaque 9 est montée sur une douille isolante 11 qui entourne la borne 8 et qui repose sur la paroi de fond 12 de la chambre 5.
Une liaison à joint étanche est établie entre la plaque 9 et la douille isolante 11 au moyen -de rondelles flexibles 13 -qui sont soudées ou autrement figées à la douille isolante ainsi qu'à la plaque 9 et à la paroi de fond 12, d'une manière bien connue des hommes du métier.
La pièce de contact mobile 7 est montée sur une borne 14 qui est supportée par une paroi flexible 15 de la chambre 5, cette paroi 15 étant fixée à demeure par soudage de son bord marginal à une enveloppe fixe. La paroi 15 qui est annulaire est rendue flexible par la présence d'ondulations établies de façon qu'un mouvement d'écartement en plein de la pièce de contact mobile 7 puisse avoir lieu sans pour cela faire subir à aucune portion de la paroi 15 des efforts dépassant la limite d'élasticité de celle-ci.
La borne 14 portant la pièce de contact 7 est sollicitée en position d'ouverture du contact par l'effet d'un ressort 16 intercalé entre la plaque de support 3 et l'extrémité libre d'un levier 17 tourillonné en 18 sur une console fixée sur la plaque de support 3. Le contact de l'interrupteur peut être main tenu à l'état de fermeture par le moyen d'un électro-aimant 19 relié à un circuit de com mande 21. Les parties de commande du contact ou interrupteur, qui sont représentées ici quelque peu schématiquement, sont établies de manière à pouvoir actionner la borne de contact 14 sous les conditions de pression existant lorsque la chambre 5 est hautement évacuée.
La plaque 9 est élastiquement sollicitée vers l'intérieur par un ressort 22, son dépla cement à l'encontre de ce ressort étant limité par un bossage 23 prévu sur le couvercle 24 qui entoure la douille isolante 11. L'espace compris à l'intérieur du couvercle autour de la douille isolante 11 est rempli d'un liquide isolant, tel que de l'huile. Le couvercle 24 lui-même est fait en matière isolante et est fixé, à sa base, par une bague 25 sur la paroi de fond 12 de la chambre 5.
On a constaté que lorsqu'un arc se forme dans un vide élevé, son établissement est totalement différent de ce qui se produit lors qu'un arc est tiré dans l'air à la pression atmosphérique. Les seuls gaz présents dans le premier cas pour supporter l'arc sont les vapeurs produites par volatilisation de par ticules des pièces de contact. Des électrons sont déchargés latéralement dans toutes les directions à des vitesses relativement élevées et un espace de grande ampleur devra être réservé pour l'expansion de l'arc momentané, environnant les pièces de contact séparables sans lui permettre de venir en contact avec les parois de la chambre à vide.
Les paroiè latérales de la chambre 5 sont, pour cette raison, disposées à une distance relativement grande du point où se forme l'arc, cette distance étant cependant inférieure au libre parcours moyen des électrons dans les conditions de vide existantes, empêchant par là une collision des électrons tendant à ioniser l'espace à l'intérieur de la chambre, avec les parois latérales de celle-ci.
Des écrans ou chicanes 26 en forme de troncs de cône sont prévus à l'intérieur de la chambre 5 de là façon représentée à la fig. 1, ces écrans se logeant les uns dans les autres et étant fixés aux parois de la chambre au moyen de bouchons filetés 27 (fig. 2) noyés dans des blocs isolants 28 fixés par un cimentage 29 dans des creusure pratiquées dans les parois respectives, lesdits bouchons recevant des vis 31 servant à la fixation des écrans 26.
On notera que les écrans 26 s'étendeni angulairement en travers du chemin radia de particules déchargées de l'arc tiré entre les pièces de contact 6, 7 pour intercepte ce passage des particules, telles que de molécules de gaz et des électrons, afin di condenser par là les molécules de gaz et d, désioniser l'arc presxu'instantanément aprè sa formation.
Les écrans interceptent 1 passage de particules électrisées avant qu'elle aient atteint des vitesses suffisantes pou ioniser par collision ou choc tout gaz résidu( se trouvant à l'intérieur de l'espace. L'espac est par conséquent désionisé de façon efficace La proximité immédiate des écrans par ral port au courant d'arc pourvoit à des surface sur lesquelles les vapeurs métalliques prove nant de la sublimation de la surface de électrodes se condensent rapidement,
ces vapeurs servant de la sorte de capteur pour les gaz éventuellement présents dans l'espace â arc ou qui pourraient avoir été dégagés par les pièces de contact ou par la matière constituant les parois de la chambre.
Les écrans 26 peuvent être en matière isolante ou en métal et dans l'un et l'autre cas, leurs parties superficielles peuvent être en une substance, telle que de l'aluminium, ayant une bonne affinité chimique pour les gaz résiduels qui peuvent être présents dans la chambre. Dans pareil cas, les gaz se trou vent alors éliminés par combinaison chimique avec la substance superficielle des écrans. Les parties superficielles de ceux-ci peuvent aussi renfermer une substance susceptible d'être sublimée par la chaleur émanant de l'arc et qui, en se condensant, produit alors un effet de captation de gaz.
En raison du maintien du vide élevé et de l'espace désionisé autour des pièces de contact, l'arc sera éteint définitivement sen siblement au moment où le potentiel zéro du cycle de voltage est atteint. Après que l'arc a été éteint, le vide élevé existant dans la chambre empêchera une reformation de l'arc quand bien même les pièces de contact sont séparées d'une distance relativement courte.
La chambre 5 est pourvue d'une valve à vide 32 d'un type connu.
Pour maintenir le degré de vide élevé désirable pour le fonctionnement de l'inter rupteur à vide, il est avantageux de prévoir un moyen pour éliminer les gaz tels que ceux qui peuvent être dégagés par les pièces de contact ou par la matière constituant la chambre à vide. A cet effet, on a prévu une pompe de captation 33 qui comprend une paire d'électrodes 34 établies en calcium ou @n une autre matière similaire, dont les vapeurs ont susceptibles de se condenser facilement ,t qui peut, par suite, servir de moyen cap ;eur efficace pour tout gaz qui pourrait se ;rouver à l'intérieur de la chambre à vide. Un voltage constant est imprimé aux bornes des électrodes 34 par l'intermédiaire d'un transformateur 35.
Les extrémités des élec trodes 34 sont espacées à une distance suffi sante pour occasionner la formation, entre elles, d'un arc qui peut être appelé "arc de captation de gaz", lorsque la pression à l'in térieur de la chambre à vide atteint une valeur prédéterminée. La matière d'électrode activée absorbera alors les gaz à l'intérieur de ladite chambre. Lorsque la pression dans la chambre a été réduite suffisamment pour permettre un fonctionnement efficace de l'in terrupteur, ledit arc de captation de gaz s'éteindra automatiquement en raison du manque de particules gazeuses capables de l'entretenir.