EP4500565A1 - Contacteur bidirectionnel double pole à double coupure à champs magnétiques inversés - Google Patents

Contacteur bidirectionnel double pole à double coupure à champs magnétiques inversés

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EP4500565A1
EP4500565A1 EP23720647.9A EP23720647A EP4500565A1 EP 4500565 A1 EP4500565 A1 EP 4500565A1 EP 23720647 A EP23720647 A EP 23720647A EP 4500565 A1 EP4500565 A1 EP 4500565A1
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EP
European Patent Office
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pole
double
contactor
chambers
movable
Prior art date
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Application number
EP23720647.9A
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German (de)
English (en)
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EP4500565B1 (fr
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Guillaume PRIEUR
Cecil BELTAN
Arnaud BADAULT
Kévin ENOUF
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Safran Electrical and Power SAS
Original Assignee
Safran Electrical and Power SAS
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Publication date
Application filed by Safran Electrical and Power SAS filed Critical Safran Electrical and Power SAS
Publication of EP4500565A1 publication Critical patent/EP4500565A1/fr
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Publication of EP4500565B1 publication Critical patent/EP4500565B1/fr
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    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet

Definitions

  • the technical field of the invention is that of contactor chambers.
  • the invention relates to a double-pole double-break bidirectional contactor, which is suitable for mounting on busbars.
  • a contactor is obtained which is compact and which can be used in electrical power distribution, in particular in an aircraft.
  • a contactor is a remote-controlled electrical switch used to establish or interrupt the flow of an electric current.
  • the contactor can be single-pole, two-pole, three-pole or four-pole, depending on whether it has one, two, three or four power contacts (poles).
  • bipolar or double pole bidirectional contactor with double cutoff (translation contactor).
  • double-pole double-cut bidirectional contactor makes it possible, for example, to simultaneously cut off the positive terminal and the negative terminal of an HVDC battery.
  • a movable bridge 2 between a closed state and an open state, comprising a first movable contact 20 and a second movable contact 21;
  • said cutting chamber comprising:
  • each arc guide directing from a movable contact of the movable bridge 2 towards its respective fin block 4.
  • Arc blowing in the contactor is magnetic blowing by permanent magnet. This is a proven technique, which is found in HVDC high voltage direct current contactors and circuit breakers. It generates a magnetic field which, by interacting with the arc, allows it to move according to the Laplace force.
  • the arc guides direct the arcs to their respective fin blocks, with the fin blocks serving as an arc quenching device.
  • Each block allows you to split and extinguish an arc directed towards the block.
  • Figure 2 is a schematic diagram of the double electrical contacts of a bidirectional double-break contactor
  • the contactor comprises, on the one hand, first and second fixed contacts 30, 31 and, on the other hand, first and second movable contacts 20, 21 on a movable bridge 2.
  • the first movable contact 20 faces the first fixed contact 30 and the second movable contact 21 faces each other of the second fixed contact 31.
  • Figure 2 represents the movable bridge 2 in the open state. When the movable bridge 2 is in the closed state, a current i can move from the first fixed contact 30 to the second fixed contact 31 by crossing the movable bridge 2.
  • the contactor is said to be bidirectional, because the electrical circulation of the current can be reversed in such a way that the current moves from the second fixed contact 31 towards the first fixed contact 30 crossing the mobile bridge 2, the direction of the physical current being reversed at the level of the contacts 30, 20, 31, 21.
  • a double-pole double-break contactor 12 has two breaking chambers la, lb.
  • busbar is an English term commonly used in the field of electrical distribution, which can be translated as “busbar” or "interconnection bar”, and which is an element allowing both a mechanical link and an electrical link
  • the two chambers are arranged parallel and adjacent (adjoined one to the 'other), in order to minimize the bulk and facilitate the exit of fixing lugs 8 for the installation of the contactor 12 in a distribution box 13.
  • Figure 3 shows the installation of a bidirectional contactor 12 double pole with double cutoff in a distribution box 13 with a power busbar 15 and the directions of flow of currents i. One pole of the connector can thus be connected, to the output of the distribution box, by wiring
  • Figure 4 details a side view of a double-pole double-break bidirectional contactor of the prior art which can be mounted on busbars, the magnetic field B being in the same direction in the two cut-off chambers la, lb; we also see the arcs when the power contacts open.
  • the walls behind the fins create a blockage of airflow, which can prevent the arc from entering the fins.
  • this is not a problem because we can create orifices in the walls or completely eliminate them, but we cannot remove the wall 11 separating the two chambers due to the risk of short- circuit.
  • the inventors have sought to design a double-pole double-break bidirectional contactor which is compact, in order to be able to be mounted on busbars, and in which the risks of short-circuiting between the arcs are minimized and the circulation of air flows is facilitated.
  • a double-pole double-break bidirectional contactor configured to be mounted on busbars (in fact, two parallel busbars), comprising, for each pole, a cut-off chamber, in which are arranged:
  • a movable bridge between a closed state and an open state comprising a first movable contact and a second movable contact; - a first fixed contact, facing the first movable contact, and a second fixed contact, facing the second movable contact, the first and the second movable contact being, in the closed state, in contact with respectively the first and second fixed contact, and the first and second movable contact being spaced apart, in the open state, with respectively the first and second fixed contact;
  • a pair of magnets capable of generating a magnetic field of constant direction, so as to generate a magnetic force to move an arc appearing between the fixed contacts and the movable contacts of the movable bridge passing from a closed state to an open state ;
  • each arc guide directing from a movable contact of the bridge towards one of the four fin blocks, each block having its own fin block; the two breaking chambers being configured to simultaneously extinguish arcs having a first current direction, for one pole, and arcs having a second current direction, for the other pole, the first and the second current direction being opposite.
  • the contactor is characterized in that the first and second switching chambers are arranged parallel and adjacent to each other, defining a joining zone, the first and second switching chambers being in fluid communication at least in part in the abutment zone; and in that there are four magnets and the pairs of magnets of the two poles are arranged so that the magnetic fields generated within the two poles are of parallel direction, but of opposite directions.
  • the abutment zone is parallel to a direction of movement between the closed state and the open state of each of the two movable bridges.
  • the first and the second cutting chamber are separated by an internal wall common to the two chambers, said internal wall being equipped with several through holes.
  • the through holes allow the passage of internal air flow between the two chambers.
  • the first and the second cutting chamber are separated only in part by an internal wall, possibly provided with several through holes.
  • no internal wall separates the first and the second cutting chamber.
  • FIG. 1 shows, in a side view and in section, a switching chamber of a single-pole double-break bidirectional contactor of the prior art
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the double electrical contact of the bidirectional double-break contactor of Figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic view of the installation of a double-pole bidirectional contactor with double break in a distribution box with power busbars;
  • FIG. 4 represents, in a side view and in section, a double pole bidirectional contactor with double cutoff according to the prior art
  • FIG. 5 is a top view of the double-pole double-cut bidirectional contactor of the prior art in a section at plane AA of Figure 4;
  • FIG. 6 is a top view of an embodiment of the double pole bidirectional contactor with double cutoff according to the invention.
  • - Figure 7 is a side view in section of an embodiment of the double-pole double-break bidirectional contactor of the invention
  • - Figure 8 is a side view in section of another embodiment of the double-pole double-break bidirectional contactor of the invention (partial internal wall);
  • FIG. 9 is a side view and in section of another embodiment of the double pole bidirectional contactor with double cutoff of the invention (removal of the internal wall).
  • the circles provided with a point or a cross respectively represent a direction going towards, or away from, the observer.
  • the invention consists of configuring the contactor so that the two magnetic fields produced in the two interrupting chambers are parallel, but in opposite directions. This makes it possible to push in the same direction the electric arcs created when the power contacts of the two poles open.
  • the internal arcs 9 are not sent towards each other between the two breaking chambers la, lb and it is then possible to reduce, or even remove the internal wall separating the two cutting chambers. This has the effect of not blocking internal airflow, and therefore not preventing the internal arcs from entering their respective fin blocks.
  • the two cutting chambers are arranged parallel and are joined to each other, thus defining a joining zone 10.
  • the internal wall common to the two cutting chambers can be replaced by a wall internal lightened, or completely remove the internal wall.
  • the two cutting chambers are thus in fluid communication in this joining zone.
  • the two cutting chambers can thus be separated from each other by a partially open internal wall 110 (FIG. 8), such as for example a partition crossed by several holes or a filter allowing air to pass through.
  • the internal wall is made of an electrically insulating material. It may be a wall pierced with several holes which may be made of a plastic material. But we can also completely remove the internal wall (figure 9). We thus obtain optimization of gas exchanges within the contactor, which promotes the quality of electrical arc breaking.
  • the internal arcs produced when using the interrupting chambers in series, do not face each other. This makes it possible to at least partially remove the internal wall which usually separates the two chambers, blocks air flows and degrades the performance of the contactors. This allows for less complicated insulation between the two chambers and a reduction in the risk of short circuits between the two internal arcs. This also allows you to use the useful volume of the second chamber to send the internal arcs produced in the first chamber and vice-versa.

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Abstract

L'invention porte sur un contacteur bidirectionnel double pole à double coupure configuré pour être monté sur deux busbars parallèles, comprenant, pour chaque pole, une chambre de coupure, dans laquelle sont disposés : - un pont mobile ayant des premier et deuxième contacts mobiles; - un premier contact fixe et un deuxième contact fixe; - une paire d'aimants, aptes à générer un champ magnétique de direction constante, de manière à générer une force magnétique pour déplacer un arc apparaissant entre les contacts fixes et les contacts mobiles du pont mobile passant d'un état fermé à un état ouvert; - quatre blocs d'ailettes; - quatre guides d'arc. Les deux chambres de coupure sont configurées pour éteindre simultanément des arcs ayant une première direction de courant, pour un pôle, et des arcs ayant une deuxième direction de courant, pour l'autre pôle, la première et la deuxième direction de courant étant opposées. La première et la deuxième chambre de coupure sont disposées parallèles et sont accolées l'une à l'autre, définissant une zone d'accolement qui est parallèle à une direction de déplacement entre l'état fermé et l'état ouvert de chacun des deux ponts mobiles, les première et deuxième chambres de coupure étant en communication fluidique au moins en partie dans la zone d'accolement. Il y a quatre aimants et les paires d'aimants des deux pôles sont disposées de manière à ce que les champs magnétiques générés au sein des deux pôles soient de direction parallèle, mais de sens opposés.

Description

Contacteur bidirectionnel double pole à double coupure à champs magnétiques inversés
DOMAINE TECHNIQUE
Le domaine technique de l'invention est celui des chambres de contacteur.
L'invention concerne un contacteur bidirectionnel double pole à double coupure, qui est adapté pour être monté sur des busbars.
On obtient un contacteur qui est compact et qui peut être utilisé dans la distribution électrique de puissance, en particulier dans un aéronef.
TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Un contacteur est un interrupteur électrique télécommandé permettant d'établir ou d'interrompre le passage d'un courant électrique. Le contacteur peut être unipolaire, bipolaire, tripolaire ou tétrapolaire, selon qu'il possède un, deux, trois ou quatre contacts (pôles) de puissance.
Dans le cadre de l'invention, on s'intéresse à un contacteur bidirectionnel bipolaire ou double pole à double coupure (contacteur à translation). Un tel contacteur bidirectionnel double pole à double coupure permet par exemple de couper simultanément la borne positive et la borne négative d'une batterie HVDC.
De manière connue et tel qu'illustré dans la figure 1, un contacteur bidirectionnel à double coupure comporte :
- un pont mobile 2 entre un état fermé et un état ouvert, comprenant un premier contact mobile 20 et un deuxième contact mobile 21 ;
- un premier contact fixe 30, en vis-à-vis du premier contact mobile 20, et un deuxième contact fixe 31, en vis-à-vis du deuxième contact mobile 21, le premier et le deuxième contact mobile 20, 21 étant, dans l'état fermé, en contact avec respectivement le premier et le deuxième contact fixe 30, 31, et le premier et le deuxième contact mobile 20, 21 étant distants, dans l'état ouvert, avec respectivement le premier et le deuxième contact fixe 30, 31 ; - une paire d'aimants, aptes à générer un champ magnétique B de direction constante, de manière à générer une force magnétique pour déplacer un arc 9 apparaissant entre les contacts fixes et les contacts mobiles du pont mobile passant d'un état fermé à un état ouvert ;
- une chambre de coupure 1 pour éteindre des arcs ayant une première direction de courant, ladite chambre de coupure comprenant :
- quatre blocs d'ailettes 4 possédant chacun :
- une première 41 et une deuxième extrémité 42 ;
- des ailettes 43 comprises entre la première extrémité 41 et la deuxième extrémité 42 du bloc d'ailettes 4 correspondant ;
- quatre guides d'arc 5, chaque guide d'arc se dirigeant depuis un contact mobile du pont mobile 2 vers son bloc d'ailettes respectif 4.
Le soufflage d'arcs dans le contacteur est un soufflage magnétique par aimant permanent. Il s'agit d'une technique éprouvée, qui se retrouve dans les contacteurs et disjoncteurs courant continu haute tension HVDC. Elle permet de générer un champ magnétique qui, en entrant en interaction avec l'arc, permet de le déplacer suivant la force de Laplace.
Les guides d'arc dirigent les arcs vers leurs blocs d'ailettes respectifs, les blocs d'ailettes servant de dispositif d'extinction des arcs. Chaque bloc permet de fractionner et d'éteindre un arc dirigé vers le bloc.
En référence à la figure 2, qui est un schéma de principe des doubles contacts électriques d'un contacteur bidirectionnel à double coupure, on peut voir que le contacteur comporte, d'une part, des premier et deuxième contacts fixes 30, 31 et, d'autre part, des premier et deuxième contacts mobiles 20, 21 sur un pont mobile 2. Le premier contact mobile 20 est en vis-à-vis du premier contact fixe 30 et le deuxième contact mobile 21 est en vis-à-vis du deuxième contact fixe 31. La figure 2 représente le pont mobile 2 dans l'état ouvert. Quand le pont mobile 2 est à l'état fermé, un courant i peut se déplacer depuis le premier contact fixe 30 vers le deuxième contact fixe 31 en traversant le pont mobile 2. Le contacteur est dit bidirectionnel, car la circulation électrique du courant peut être inversée de telle manière que le courant se déplace depuis le deuxième contact fixe 31 vers le premier contact fixe 30 en traversant le pont mobile 2, le sens du courant physique étant inversé au niveau des contacts 30, 20, 31, 21.
À la différence d'un contacteur unipolaire, un contacteur double pôle à double coupure 12 comporte deux chambres de coupure la, lb.
En outre, comme on souhaite que l'intégration du contacteur 12 dans un boîtier de distribution 13 se fasse sur des busbars 15 et non par du câblage (un « busbar » est un terme anglais couramment utilisé dans le domaine de la distribution électrique, qui peut être traduit par « jeu de barre » ou « barre d'interconnexion », et qui est un élément permettant à la fois un lien mécanique et un lien électrique), les deux chambres sont disposées parallèles et adjacentes (accolées l'une à l'autre), afin de minimiser l'encombrement et de faciliter la sortie de pattes de fixation 8 pour l'installation du contacteur 12 dans un boitier de distribution 13. La figure 3 montre l'installation d'un contacteur bidirectionnel 12 double pole à double coupure dans un boîtier de distribution 13 avec un busbar 15 de puissance et les sens de circulation des courants i. Un pôle du connecteur peut ainsi être connecté, à la sortie du boitier de distribution, par un cablage
16, à la borne « + » d'une batterie 14, et l'autre pôle connecté à la borne « - » de la batterie 14.
La figure 4 détaille une vue côté d'un contacteur bidirectionnel double pole à double coupure de l'art antérieur qui est montable sur des busbars, le champ magnétique B étant dans le même sens dans les deux chambres de coupure la, lb ; on voit également les arcs à l'ouverture des contacts de puissance.
Sur la figure 5, on distingue les deux chambres la, lb du contacteur bidirectionnel double pole selon une vue de dessus prise au niveau du plan de coupe AA de la figure 4. Comme on peut le voir dans cette figure 5, les deux chambres de coupure du connecteur double pole de l'art antérieur sont séparées par une paroi interne 11 commune aux deux chambres et une unique paire 7 d'aimants (l'orientation Nord Sud étant indiquée pour chaque aimant) permet de créer un champ magnétique B dans chacune des deux chambres de coupure, les deux champs étant orienté dans le même sens dans les deux chambres de coupure la, lb. Il y a en outre, dans chaque chambre, une autre paroi interne discontinue
17, disposée perpendiculairement à la paroi interne 11, qui permet d'isoler les blocs d'ailettes adjacents, et qui présente une ouverture pour permettre le passage du pont mobile 2.
Du fait de cette configuration particulière, à l'ouverture du contacteur bidirectionnel double pole à double coupure de la figure 5, quatre arcs électriques se forment dont deux arcs qui se dirigent vers l'intérieur du contacteur (arcs internes 9). Lorsque le champ magnétique est dans le même sens dans les deux chambres de coupure, les deux arcs qui vont vers l'intérieur se font face. Il faut donc que la paroi interne 11 séparant les deux chambres de coupure soit une paroi électriquement isolante pour éviter un court-circuit. Et, même avec cette paroi isolante, étant donné que les chambres de coupure sont fermées mais ne sont pas hermétiques, il existe quand même un risque que les deux arcs se rencontrent et ne fasse qu'un (le chemin d'arc entre les deux pôles est représenté par le trait discontinu 6), ce qui entraînerait un court-circuit directement entre les deux pôles.
En outre, les parois situées derrière les ailettes créent un blocage du flux d'air, ce qui peut empêcher l'arc d'entrer dans les ailettes. Pour les parois situées en périphérie du contacteur, ce n'est pas un problème car on peut créer des orifices dans les parois ou carrément les supprimer, mais on ne peut pas retirer la paroi 11 séparant les deux chambres du fait du risque de court-circuit.
Au vu de ce qui précède, les inventeurs ont cherché à concevoir un contacteur bidirectionnel double pôle à double coupure qui soit compact, afin de pouvoir être monté sur des busbars, et dans lequel les risques de court-circuit entre les arcs sont minimisés et la circulation des flux d'air est facilitée.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
Ce but est atteint grâce à un contacteur bidirectionnel double pole à double coupure configuré pour être monté sur des busbars (en fait, deux busbars parallèles), comprenant, pour chaque pole, une chambre de coupure, dans laquelle sont disposés :
- un pont mobile entre un état fermé et un état ouvert, comprenant un premier contact mobile et un deuxième contact mobile ; - un premier contact fixe, en vis-à-vis du premier contact mobile, et un deuxième contact fixe, en vis-à-vis du deuxième contact mobile, le premier et le deuxième contact mobile étant, dans l'état fermé, en contact avec respectivement le premier et le deuxième contact fixe, et le premier et le deuxième contact mobile étant distants, dans l'état ouvert, avec respectivement le premier et le deuxième contact fixe ;
- une paire d'aimants, aptes à générer un champ magnétique de direction constante, de manière à générer une force magnétique pour déplacer un arc apparaissant entre les contacts fixes et les contacts mobiles du pont mobile passant d'un état fermé à un état ouvert ;
- quatre blocs d'ailettes possédant chacun :
- une première et une deuxième extrémité ;
- des ailettes comprises entre la première extrémité et la deuxième extrémité du bloc d'ailettes correspondant ;
- quatre guides d'arc, chaque guide d'arc se dirigeant depuis un contact mobile du pont vers l'un des quatre blocs d'ailettes, chaque bloc ayant son propre bloc d'ailettes ; les deux chambres de coupure étant configurées pour éteindre simultanément des arcs ayant une première direction de courant, pour un pôle, et des arcs ayant une deuxième direction de courant, pour l'autre pôle, la première et la deuxième direction de courant étant opposées.
Le contacteur est caractérisé en ce que la première et la deuxième chambre de coupure sont disposées parallèles et accolées l'une à l'autre, définissant une zone d'accolement, les première et deuxième chambres de coupure étant en communication fluidique au moins en partie dans la zone d'accolement ; et en ce qu'il y a quatre aimants et les paires d'aimants des deux pôles sont disposées de manière à ce que les champs magnétiques générés au sein des deux pôles soient de direction parallèle, mais de sens opposés.
Selon l'invention, la zone d'accolement est parallèle à une direction de déplacement entre l'état fermé et l'état ouvert de chacun des deux ponts mobiles.
Selon une première variante, la première et la deuxième chambre de coupure sont séparées par une paroi interne commune aux deux chambres, ladite paroi interne étant munie de plusieurs trous traversants. Les trous traversants permettent le passage de flux d'air interne entre les deux chambres.
Selon une deuxième autre variante, la première et la deuxième chambre de coupure sont séparées seulement en partie par une paroi interne, éventuellement munie de plusieurs trous traversants.
Selon une troisième variante, aucune paroi interne ne sépare la première et la deuxième chambre de coupure.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente, selon une vue de côté et en coupe, une chambre de coupure d'un contacteur bidirectionnel à double coupure à un seul pôle de l'art antérieur ;
- la figure 2 est un schéma de principe du double contact électriques du contacteur bidirectionnel à double coupure de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue schématique de l'installation d'un contacteur bidirectionnel double pole à double coupure dans un boitier de distribution avec des busbars de puissance ;
- la figure 4 représente, selon une vue de côté et en coupe, un contacteur bidirectionnel double pole à double coupure selon l'art antérieur ;
- la figure 5 est une vue de dessus du contacteur bidirectionnel double pole à double coupure de l'art antérieur selon une coupe au niveau du plan AA de la figure 4 ;
- la figure 6 est une vue de dessus d'un mode de réalisation du contacteur bidirectionnel double pole à double coupure selon l'invention ;
- la figure 7 est une vue de côté et en coupe d'un mode de réalisation du contacteur bidirectionnel double pole à double coupure de l'invention ; - la figure 8 est une vue de côté et en coupe d'un autre mode de réalisation du contacteur bidirectionnel double pole à double coupure de l'invention (paroi interne partielle) ;
- la figure 9 est une vue de côté et en coupe d'un autre mode de réalisation du contacteur bidirectionnel double pole à double coupure de l'invention (suppression de la paroi interne).
On précise que dans les figures 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, les flèches noires rectilignes en trait fin représentent l'orientation du courant, les flèches rectilignes de grande taille et à remplissage rayé représentent l'orientation du champ magnétique, les flèches rectilignes de taille moyenne ou petite et sans remplissage représentent l'orientation de la force de Laplace et la direction de déplacement de l'arc électrique.
De manière connue, les ronds munis d'un point ou d'une croix représentent respectivement une direction allant vers, ou s'éloignant de, l'observateur.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
L'invention consiste à configurer le contacteur de sorte que les deux champs magnétiques produits dans les deux chambres de coupure soient parallèles, mais de direction opposée. Cela permet de pousser dans le même sens les arcs électriques créés à l'ouverture des contacts de puissance des deux pôles.
Pour ce faire, considérant un plan de symétrie séparant les deux chambres de coupure, on place une paire d'aimants 7a, 7b dans chaque chambre de coupure la, lb et on les dispose de sorte que la polarité d'un aimant d'une paire dans une chambre soit l'opposé de la polarité de l'aimant de l'autre paire disposé symétriquement par rapport au plan de symétrie.
Ce déplacement des arcs dans le même sens vers les ailettes de coupure permet de garantir qu'il n'y aura pas de liaison électrique entre les deux pôles du contacteur à cause d'accrochage d'arcs électriques entre eux.
En effet, si les champs magnétiques dans les chambres sont de sens opposés, comme c'est le cas lorsqu'on utilise deux paires d'aimants 7a, 7b disposés comme illustré dans la figure 6 par exemple (la figure 6 montrant une vue du dessus d'un contacteur bidirectionnel double pole à double coupure montable sur busbar selon un mode de réalisation de l'invention, les champs magnétiques étant opposés dans les deux chambres de coupure), les arcs internes 9 produits (c'est-à-dire ceux se dirigeant vers l'intérieur du contacteur) sont disposés en diagonale l'un par rapport à l'autre et on réduit donc le risque qu'ils se rejoignent.
Ainsi, en réorganisant l'orientation des arcs internes 9 en diagonale par un arrangement spécifique des aimants, les arcs internes ne sont pas envoyés l'un vers l'autre entre les deux chambres de coupure la, lb et on peut alors réduire, voire supprimer, la paroi interne séparant les deux chambres de coupure. Cela a pour effet de ne pas bloquer les flux d'air interne, et par conséquent, de ne pas empêcher les arcs internes de rentrer dans leurs blocs d'ailettes respectifs.
Les deux chambres de coupure sont disposées parallèles et sont accolées l'une à l'autre, définissant ainsi une zone d'accolement 10. Dans cette zone d'accolement, on peut remplacer la paroi interne commune aux deux chambres de coupure par une paroi interne allégée, ou supprimer totalement la paroi interne. Les deux chambres de coupure sont ainsi en communication fluidique dans cette zone d'accolement.
Les deux chambres de coupure peuvent ainsi être séparées l'une de l'autre par une paroi interne 110 partiellement ouverte (figure 8), comme par exemple une cloison traversée de plusieurs trous ou un filtre laissant passer l'air. De préférence, la paroi interne est en un matériau électriquement isolant. Il peut s'agir d'une paroi percée de plusieurs trous qui peut être en un matériau plastique. Mais on peut également supprimer complètement la paroi interne (figure 9). On obtient ainsi une optimisation des échanges gazeux au sein du contacteur, ce qui favorise la qualité de la coupure des arcs électriques.
En résumé, en inversant les champs magnétiques entre les deux chambres, les arcs internes, produits lors d'une utilisation des chambres de coupure en série, ne se font pas face. Cela permet de retirer au moins partiellement la paroi interne qui usuellement sépare les deux chambres, bloque les flux d'air et dégrade les performances des contacteurs. Cela permet une isolation moins compliquée entre les deux chambres et une réduction du risque de court-circuit entre les deux arcs internes. Cela permet également d'utiliser le volume utile de la deuxième chambre pour envoyer les arcs internes produits dans la première chambre et vice-et-versa.

Claims

REVENDICATIONS
1. Contacteur bidirectionnel double pole à double coupure configuré pour être monté sur deux busbars parallèles, comprenant, pour chaque pole, une chambre de coupure (la ; lb), dans laquelle sont disposés :
- un pont mobile (2a ; 2b) entre un état fermé et un état ouvert, comprenant un premier contact mobile (20a ; 20b) et un deuxième contact mobile (21a ; 21b) ;
- un premier contact fixe (30a ; 31a), en vis-à-vis du premier contact mobile (20a ; 20b), et un deuxième contact fixe (30b ; 31b), en vis-à-vis du deuxième contact mobile (21a ; 21b), le premier et le deuxième contact mobile (20a ; 20b ; 21a ; 21b) étant, dans l'état fermé, en contact avec respectivement le premier et le deuxième contact fixe (30a ; 31a), et le premier et le deuxième contact mobile (20a ; 20b ; 21a ; 21b) étant distants, dans l'état ouvert, avec respectivement le premier et le deuxième contact fixe (30a ; 31a ; 30b ; 31b) ;
- une paire d'aimants (7a ; 7b), aptes à générer un champ magnétique de direction constante, de manière à générer une force magnétique pour déplacer un arc apparaissant entre les contacts fixes (30a ; 30b ; 31a ; 31b) et les contacts mobiles (20a ; 20b ; 21a ; 21b) du pont mobile (2a ; 2b) passant d'un état fermé à un état ouvert ;
- quatre blocs d'ailettes (4a ; 4b) possédant chacun :
- une première (41) et une deuxième extrémité (42) ;
- des ailettes (43) comprises entre la première extrémité (41) et la deuxième extrémité (42) du bloc d'ailettes (4a ; 4b) correspondant ;
- quatre guides d'arc (5a ; 5b), chaque guide d'arc se dirigeant depuis un contact mobile (20a ; 20b ; 21a ; 21b) du pont mobile (2a ; 2b) vers son bloc d'ailettes (4a ; 4b) respectif ; les deux chambres de coupure étant configurées pour éteindre simultanément des arcs ayant une première direction de courant, pour un pôle, et des arcs ayant une deuxième direction de courant, pour l'autre pôle, la première et la deuxième direction de courant étant opposées ; le contacteur étant caractérisé en ce que la première et la deuxième chambre de coupure (la ; lb) sont disposées parallèles et sont accolées l'une à l'autre, définissant une zone d'accolement (10) qui est parallèle à une direction de déplacement entre l'état fermé et l'état ouvert de chacun des deux ponts mobiles, les première et deuxième chambres de coupure étant en communication fluidique au moins en partie dans la zone d'accolement(lO) ; et en ce qu'il y a quatre aimants et les paires d'aimants (7a ; 7b) des deux pôles sont disposées de manière à ce que les champs magnétiques générés au sein des deux pôles soient de direction parallèle, mais de sens opposés.
2. Contacteur selon la revendication 1, dans lequel la première et la deuxième chambre de coupure sont séparées par une paroi interne commune aux deux chambres, ladite paroi interne 110 étant munie de plusieurs trous traversants.
3. Contacteur selon la revendication 1, dans lequel la première et la deuxième chambre de coupure sont séparées seulement en partie par une paroi interne, éventuellement munie de plusieurs trous traversants.
4. Contacteur selon la revendication 1, dans lequel aucune paroi interne ne sépare la première et la deuxième chambre de coupure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CH481481A (it) * 1968-04-13 1969-11-15 Bassani Spa Interruttore automatico con camera deionizzante
EP2463879A1 (fr) * 2010-12-07 2012-06-13 Eaton Industries GmbH Commutateur doté d'une chambre d'extinction
EP2590192A1 (fr) * 2011-11-02 2013-05-08 Eaton Industries GmbH Commutateur pour un fonctionnement à courant continu multipolaire
EP2597664A1 (fr) * 2011-11-24 2013-05-29 Eaton Industries GmbH Commutateur pour courant continu doté d'au moins une chambre de commutation
US8912461B2 (en) * 2012-01-23 2014-12-16 General Electric Company Arc chute assembly and method of manufacturing same
DE102012112202A1 (de) * 2012-12-13 2014-06-18 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Polaritätsunabhängiges Schaltgerät zum Führen und Trennen von Gleichströmen

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