Dispositif interrupteur électrique à liquide isolant et soufflage électromagnétique. Dans les rares cas où l'on s'est proposé d'utiliser le soufflage électromagnétique pour éteindre l'arc de rupture des appareils de coupure de circuits électriques dont les contacts ..ont placés dans un liquide isolant, l'extinction de l'arc est obtenue en rendant l'arc instable par son allongement provoqué par une grande course des contacts mobiles. D'autre part, on a aussi essayé de favoriser la coupure de l'arc en multipliant le nombre de ruptures.
Dans ces appareils, l'arc jaillit entre les contact.; et produit dans l'huile une sphère gazeuse entourant l'arc de tous les côtés. L'arc se développe ainsi dans un milieu peu favorable à l'extinction rapide.
Suivant la présente invention, le soufflage déplace les deux points d'attache de l'arc le long d'électrodes et la longueur de l'arc ainsi que la direction du soufflage forment avec la direction du mouvement des gaz des angles tels que l'arc se trouve constamment à la sur- face de la. bulle gazeuse, en contact avec le liquide isolant.
Ainsi l'arc scie en quelque sorte l'huile. Les gaz produits forment une bulle très al longée, qui présente une grande surface de refroidissement.
Le dessin ci-annexé montre schématique ment plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans toutes les figures, les contacts en tre lesquels l'arc prend naissance sont dési gnés par 1, 2, les bobines de soufflage sont montrées en 3 et les électrodes, le -long des quelles l'arc se déplace, sont désignées par 4. Les flèches sans repère indiquent la direction du mouvement des parties mobiles.
Suivant le schéma de la fig. 1, les contacts 1 et 2, les bobines 3 et les électrodes .de soufflage 4 sont fixées sur les conducteurs 5 par lesquels se fait l'arrivée et le départ du courant à couper. Ces conducteurs 5 sont ar ticulés autour des axes 6. La position de fer meture de l'interrupteur est indiquée par les lignes pointillées, celle de l'ouverture com plète, qui est aussi la position dans laquelle a lieu le soufflage de l'arc, est montrée par les traits pleins.
Lorsque les contacts 1 et 2 s'éloignent par un mouvement rapide, un arc jaillit entre 1 et 2, les points d'attache de cet arc s'éloignent l'un de l'autre pour atteindre la distance donnée par l'écartement des élec trodes 4 dans la position d'ouverture. Le souf flage électrodynamique provenant de la bou cle que l'arc forme avec les deux conducteurs 5 chasse alors l'arc sur les électrodes 4 met tant ainsi les bobines de soufflage 3 en cir cuit. A ce -moment, le soufflage magnétique, qui est dirigé principalement contre les points d'attache de l'arc, déplace ces derniers vers le bas sans que l'écartement des points d'attache puisse varier de façon appréciable.
(Les<B>flè-</B> ches A indiquent la direction de soufflage exercé sur l'arc).
On a trouvé, en effet, que l'allongement de l'arc au delà d'une. certaine longueur, ne contribue pas à augmenter la rapidité de la rupture et conduit par contre à un fort dé veloppement de gaz, lequel est préjudiciable au fonctionnement -de l'appareil et à une cons truction rationnelle de celui-ci. Un bon dimensionnement des organes de soufflage est celui suivant lequel l'écartement des électrodes 4 est tel que la tension à la quelle un arc se réamorcerait entre ces élec trodes est de l'ordre de grandeur de la ten sion d'amorçage d'arc entre les bornes de l'interrupteur.
D'autre part, on a encore reconnu qu'il n'est pas nécessaire d'exercer un soufflage important sur le centre de l'arc. Il est utile de diriger le plus gros effort de soufflage contre les points d'attache de l'arc, de façon à les déplacer le long .des électrodes, car c'est en ces points que la température, la produc tion de gaz et l'ionisation gazeuse sont les plus intenses et la recombinaison des ions plus difficile. Le soufflage électromagnétique de l'arc est renforcé par un soufflage électrodynami- que vu que les conducteurs 4 forment avec l'arc une boucle tendant à s'agrandir vers le bas.
Comme les gaz provenant de l'arc for ment une bulle qui se déplace, dans les cas les plus fréquents, vers le haut et que l'arc est soufflé de haut en bas, celui-ci n'est plus entouré d'un milieu gazeux comme dans les dispositions connues mais se trouve à. la sur face de cette bulle, constamment en contact avec le liquide isolant.
En régie générale, il semble indiqué de déplacer l'arc dans da direction inverse de celle des gaz. Si pour des raisons quelconques on est amené -à imprimer aux gaz une direc tion autre que la verticale, le soufflage éleciro-magnétique devra. alors être opposé à cette direction non verticale. Cependant, il convient de souligner que l'on peut, dans cer tains cas, également déplacer l'arc dans une direction autre que celle inverse au mouve ment des gaz. Dans ce dernier cas, il faut donner aux bobines de soufflage une puis sance suffisante pour que l'arc se déplace à, une vitesse telle qu'il soit constamment placé à l'extérieur de la bulle gazeuse, en contact avec le liquide isolant..
Suivant le schéma de la fig. 1, les bobines 3 et les électrodes 4 sont mobiles. En rendant. fixe l'une de ces bobines ou mieux encore les deux, comme cela est montré dans les fig. 2 à 4, on a l'avantage d'obtenir des pièces mobiles très légères, ce qui permet d'ouvrir les contacts 1 et 2 très rapidement.
Dans l'interrupteur de la fig. 2, les con ducteurs d'amenée et de départ 5 et les bo bines 3 sont fixes ainsi que l'un des contacts. Le deuxième contact Z est monté sur l'extré mité libre d'un levier ? pouvant pivoter au tour d'un axe 8.
La fig. 3 se distingue de l'exécution pré cédente par le - fait que les deux contacts auxiliaires sont solidaires de leviers articu lés 7.
Enfin, un interrupteur conforme à, l'in vention peut comporter un contact auxiliaire fixe relié à une électTode de soufflage immo bile et un contact auxiliaire mobile solidaire d'une deuxième électrode de soufflage avec laquelle il se déplace. Cette exécution n'est pas montrée sur le dessin.
La fi--. 4 montre un schéma plus com plet de l'interrupteur suivant la fig. 3. Les contacts auxiliaires 1 et 2 y sont fixés sur deux leviers isolants 9 que l'actionnement d'une tige de commande 11 fait pivoter ra- pideme iit autour d'un axe 10 jusqu'à ce que les pièces 1 et 2 arrivent en contact direct avec les électrodes 4. Ce mouvement doit rvoir lieu en un temps très court, par exem ple en lI"", de seconde.
Les contacts 1 et 2 peuvent être reliés aux conducteurs princi paux de toute façon appropriée, par exeiu- plc au moyen de conducteurs souples 12.
Il convient de remarquer qu'il n'est pas indispensable qu'il y ait contact direct entre les pièces 1 et 2. d'une part et les électrodes -1. d'autre part. A. l'ouverture complète de l'interrupteur ces pièces pourraient, par exemple, rester à une certaine distance et l'arc passerait tout de même sur les électro des 4- puisqu'il est soumis à un soufflage électrodynamique engendré par les conduc teurs 5, 1, 2, 5 qui forment avec l'arc une boucle tendant à s'agrandir.
Les électrodes de soufflage 4 peuvent être formées par l'extrémité libre des bobines 3 ou être électriquement reliées à celles-ci. L'extrémité inférieure de ces électrodes est fixée en 13. Les bobines 3 peuvent comporter un circuit magnétique 14 en fer plein dont l'induction est en retard sur le courant. Ainsi le soufflage de l'arc a. lieu même quand l'in- tensiti du courant tend vers 0.
On peut également utiliser un circuit magnétique en fer feuilleté comportant un enroulement en court-circuit permettant le réglage de l'action de la bobine de soufflage.
Un dispositif d'échappement 15 monté sui le couvercle du bac rie permet que l'échappe ment lent des gaz de combustion. Ainsi, la pression des gaz s'exerce sur l'huile et aug mente l'action refroidissante de celle-ci sur l'arc. Les contacts auxiliaires 1 et 2 sont nor malement shuntés par des contacts princi paux non figurés sur les dessins.
Dans les dispositifs décrits, l'interruption du courant se fait à un seul endroit. Il est évident que l'invention s'applique également aux appareils à ruptures multiples. Un mode d'exécution d'un tel interrupteur conforme à l'invention consiste à prévoir, d'une part, à peu prés dans l'axe des contacts 1 et 2 (axe central de la fig. 4) deux électrodes vertica les fixes reliées à deux bobines de soufflage et placées l'une à. côté de l'autre.
D'autre part, les contacts mobiles 1 et 2 seront fixés à deux électrodes verticales également mu nies de bobines de soufflage, ces deux élec trodes étant placées des deux côtés des électrodes fixes, centrales. Pour ouvrir le circuit, les deux contacts mobiles et avec eux leurs électrodes se déplacent horizontale ment, de sorte que les quatre électrodes res tent parallèles entre elles. L'arc engendré à l'ouverture entre les contacts 1 et 2 est alors soumis à un soufflage électrodynamique, comme dans les appareils décrits ci-dessus.
et celui-ci chasse ses points d'attache sur les électrodes extérieures, en même temps, le centre de l'arc s'accroche aux électrodes cen trales, fixes, de sorte que l'arc est partagé en deux moitiés dont les points d'attache sont soufflés le long des quatre électrodes parallèles par les quatre bobines de souf flage qui ont été mises en circuit par l'arc.
Les dispositifs interrupteurs avec souf flage électromagnétique que l'on vient de décrire sont également applicables aux fusi bles dans l'huile; il suffit alors de remplacer les contacts mobiles par un conducteur fusi ble immobile et -de fixer les électrodes près des extrémités du fusible.