Interrupteur électrique à fluide comprimé. On tonnait des disjoncteurs dans lesquels l'arc de rupture est soufflé par un fluide comprimé transversalement à la direction d'ouverture du contact mobile. Le brevet suisse no 1f>6931 a pour objet un tel dis joncteur dans lequel l'un des contacts est relié à une électrode d'extrémité, l'autre à une deuxième électrode, ces deux électrodes étant immobiles derrière les contacts et pla cées l'une derrière l'autre dans le courant de soufflage. Cet appareil donne de bons résul- lats lorsqu'il fonctionne à des tensions moyen nes.
Pour ces tensions, la rupture simple convient très bien, car la distance entre les deux électrodes qui est déterminée par la tension de réamorçage est relativement fai lle et permet d'adopter une enceinte de souf flage de hauteur normale. D'autre part, l'électrode d'extrémité n'étant pas trop éloi gnée des contacts et de la tuyère de souf flage, le courant de soufflage est suffisam- ment énergique près de cette électrode pour y chasser les gaz formés par l'arc.
Mais dès que la tension dépasse une cer taine valeur, la chambre de soufflage devient très longue, la distance entre électrodes trop grande et l'électrode extérieure ainsi que la portion d'arc près de celle-ci, ne sont plus suffisamment atteintes par le courant de soufflage.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Elle concerne un interrupteur électriques dans lequel un ou plusieurs arcs de rupture sont soufflés transversalement par un fluide comprimé contre au moins un sys tème d'électrodes auxiliaires reliées électri quement entre elles et placées dans le champ de soufflage où elles sont juxtaposées avec des contacts principaux et placées derrière ceux-ci dans la direction de soufflage; cet interrupteur est caractérisé en ce qu'au moins deux électrodes auxiliaires reliées électrique- ment entre elles sont placées l'une à côté de l'autre et disposées de telle sorte que l'arc de rupture soit partagé en au moins deux arcs séparés, attachés chacun à un contact principal et à une électrode auxiliaire.
Ainsi l'arc initialement transversal. au courant de soufflage, ou les arcs initialement transversaux, sont transformés chacun en au moins deux arcs approximativement droits et parallèles au courant de soufflage, ces ares étant en série mais séparés l'un de l'autre par les connexions électriques entre les dif férentes électrodes auxiliaires.
Le dessin ci-annexé, donné à titre d'exem ple, montre schématiquement plusieurs for mes d'exécutions de l'objet de l'invention dans lesquelles, le fluide comprimé est de l'air.
Les fig. 1 à 3 représentent trois schémas de disjoncteurs avec un seul système d'élec trodes auxiliaires _; Les fig. 4 à 6 montrent en coupe deux autres exemples d'exécution à système d'élec trodes auxiliaires unique, la fig. 5 étant une coupe par les plans X Y h de la fig. 4; Les fig. 7 à. 9 représentent trois exem ples d'exécution de disjoncteurs avec deux systèmes d'électrodes auxiliaires.
Enfin, les fig. <B>10</B> et 11. montrent deux variantes d'un système d'électrodes auxi liaires.
Dans un but de simplification, on a re présenté dans les fig. 1 à 3 et 7 à 8 unique ment les pièces parcourues par le courant et non les cheminées et canalisations pour le fluide de soufflage.
Dans toutes ces figures, on a désigné les différents contacts fixes par<I>A, A',</I> AZ et les contacts mobiles par B, B', B'. Le système d'électrodes auxiliaires unique des fig. 1 à 6 porte le repère C et les différentes électrodes de ce système, placées dans le champ de soufflage sont désignées par C', C', C3. Ana loguement, dans les fig. 7 à 9, le deuxième système d'électrodes auxiliaires est désigné par D et ses électrodes par<I>D'</I> et D'.
La position de fermeture des contacts est indiquée par des traits mixtes, la position d'ouverture par des traits pleins. La direc tion du soufflage est indiquée par des flèches verticales.
Les résistances à intercaler à l'ouverture du disjoncteur dans le circuit de l'arc sont désignées par E', E', E3.
Les électrodes reliées directement aux contacts A et B et juxtaposées aux électrodes auxiliaires des systèmes<I>C et D</I> sont dé signées par F' et F'.
Les électrodes intermédiaires placées en tre les contacts A -ou B ou leurs électrodes F, d'une part, et les électrodes auxiliaires des systèmes C ou D, d'autre part, sont désignées par G' et G'.
Les cheminées entourant les arcs s'éta blissant entre les électrodes auxiliaires des systèmes<I>C ou D,</I> d'une part, et les contacts ou électrodes<I>A, B ou</I> h', d'autre part, por tent les repères Hl, H\, H3. Les tuyères amenant le fluide comprimé dans les encein tes H sont désignées par J', J', J3, et le dis positif d'alimentation commun aux différen tes tuyères d'un disjoncteur porte le repère<I>Ii.</I>
Enfin, les dispositifs de refroidissement prévus à la sortie des cheminées H et indi qués schématiquement aux fig. 4 à 6 et 9 portent les repères<I>L', L', L3.</I>
Le fonctionnement des différents disposi tifs représentés est le suivant.
Dans le dispositif de la fig. 1, où les électrodes auxiliaires Ci et C2 d'un seul sys tème C sont juxtaposées avec les contacts A et B desquels elles sont complètement isolées, l'arc, sous l'influence du soufflage, prend d'abord la forme incurvée montrée par la ligne a. Puis il atteint les électrodes auxi liaires C' et C' et est ainsi transformé en deux arcs indépendants b et c, parallèles au courant de soufflage, en série avec les con tacts et séparés l'un de l'autre par le gros conducteur C qui n'a pas de résistance. Les deux arcs b et c étant placés parallèlement aux filets de soufflage sont facilement éteints par ce dernier.
Dans certains cas, lorsque l'arc a qui, sous l'action du soufflage, s'incurve vers les électrodes auxiliaires C' et<B>C</B>, est encore à une certaine distance de celles-ci, l'espace en tre ces électrodes et les contacts A et B est si fortement ionisé par les gaz de l'arc a qu'il se produit un phénomène de commutation de l'arc a en les deux arcs b et c avant que le premier atteigne les électrodes Cl et C2; dans ce cas, l'arc c, s'éteint sans avoir tou ché ces électrodes et l'extinction des arcs b et r a lieu comme indiqué ci-dessus.
Dans le dispositif de la fig. 2, les élec trodes C' et C'2 sont juxtaposées chacune avec l'un des contacts mobiles B et B' entre les quels est prévu un conducteur de liaison 11l. Le fonctionnement est analogue à. celui du dispositif précédent. Les arcs B11 et tIIB' s'incurvent et atteignent les électrodes C' et CZ après quoi les branches intérieures d et e s'éteignent, parce que court-circuitées, lais sant subsister deux arcs f et g correspondant aux arcs b et c de la fig. 1. En cas de forte ionisation des distances B, Cl et B', C2, il se produit la commutation décrite ci-dessus.
Dans le dispositif de la fig. 3 deux con tacts mobiles B' et B2 traversent en sens in verse deux électrodes ou pièces de liaison 3l', i11= de façon à donner lieu à l'établissement de trois ares.' A ces électrodes sont juxta posées les trois électrodes auxiliaires C', C2, C3 d'un système C, isolé des contacts et élec trodes. Sous l'action du soufflage transver sal, les trois arcs incurvés atteignent les trois extrémités ou sont commutés sur celles-ci. L'arc incurvé du milieu s'éteint le premier, les deux autres par la suite.
Dans les trois dispositifs décrits, le sys tème d'électrodes auxiliaires C est supposé complètement isolé des contacts. On peut ce pendant aussi relier électriquement ce sys tème C à, l'un des contacts, de préférence* par une résistance E comme cela est indiqué en traits interrompus sur la fig. 1. Dans ce cas, cette résistance est insérée dans le circuit et accélère d'abord l'extinction de l'arc qu'elle shunte (par exemple arc c de la fig. 1) et ensuite celle de l'arc ou des arcs subsistants avec lesquels elle se trouve branchée en série.
Le disjoncteur suivant fi-. 4 et 5 se rap proche, au point de vue électrique, des sché- mas des fin,. 1 et 2. Il s'en distingue cepen dant par le fait que l'on y a prévu des élec trodes fixes F'<I>et</I> h'2 reliées chacune à l'un des contacts A, B et juxtaposées aux élec trodes auxiliaires C' et Cz du système C.
D'autre part, le système C est complètement isolé des contacts A, B et des électrodes F', FZ comme dans la fig. 2, mais on a placé, entre ces dernières et les électrodes auxiliai res C", C2, des électrodes intermédiaires G' et GZ reliées chacune à l'un des contacts par l'intermédiaire de résistances E' et E2.
Au. point de vue pneumatique, ce disjonc teur se distingue des schémas des fig. 1 et 2 par le fait que les deux électrodes auxiliai res du système C sont placées chacune au centre d'une enceinte H distincte, chacune de ces enceintes étant alimentée par une tuyèxc J. Les deux tuyères<I>J' et</I> JZ sont alimentées par un canal commun K.
Dans cet appareil, l'arc de rupture en gendré entre<I>A</I> et<I>B</I> est incurvé par le souf flage; ses parties extrêmes chassées sur les électrodes Fi et F2 entrent chacune dans l'une des cheminées<I>II'</I> et H=, tandis que son cen tre est retenu pâr la paroi médiane entre les deux tuyères J', .12. Ainsi l'arc unique prend la forme des deux arcs de la fig. 2 dont les différentes parties s'éteignent comme décrit ci-dessus avec la seule différence que par suite du shuntage des fractions F', G' et F2, G= par les résistances E', E2, les arcs F',
G' et F2, GZ s'éteignent avant les dernières par ties G', C' et G2, C2. L'insertion de ces ré sistances diminue l'intensité des arcs qui sub sistent et facilite ainsi leur extinction.
On remarquera que, pour faciliter l'entrée de l'arc initial dans les deux enceintes H', H2, on a prévu, dans la paroi médiane entre les deux tuyères une fente N placée dans le plan dans lequel l'arc est soufflé.
Au lieu de prévoir deux cheminées<I>II</I> en tièrement séparées comme dans les fig. 4 et 5, on pourrait, dans certains cas, se conten ter de séparer simplement par une cloison verticale les deux moitiés du système C.
Le disjoncteur conforme à la fig. 6 se distingue du précédent uniquement par le fait qu'une seule résistance de shuntage est prévue. Cette résistance au lieu de relier un contact à une électrode intermédiaire le relie directement au système C. L'arc prend donc les mêmes formes que dans le disjoncteur précédent sauf que, après l'insertion de la résistance, c'est l'arc Cl, Fl qui s'éteint en tièrement mettant ainsi cette résistance en série avec l'arc C2, F\. Ce dernier étant af faibli par l'insertion est rapidement éteint par le soufflage.
Dans les trois disjoncteurs représentés aux fig. 7, 8 et 9, on a prévu deux systèmes C et 7? dont chacun possède deux électrodes auxiliaires Cl, C2 et Dl, D2.
Dans l'appareil de la fig. 7, les deux sys tèmes d'électrodes auxiliaires sont isolés des contacts. Dans le disjoncteur de la fig. 8 le système C est isolé et le système D est relie: par deux résistances El. E2, d'une part, au contact 132, et, d'autre part, à une pièce de liaison 111 située entre les deux contacts 13.
Dans la fig. 9, le système D est branché comme il l'est dans la fig. 8 mais ici le sys tème C est également relié au contact mobile par l'intermédiaire d'une résistance E3.
Dans les trois fig. 7, 8 et 9, les deux arcs initiaux soufflés transversalement se trans forment donc en quatre arcs droits en série entre eux.
Dans l'appareil de la fi-. 7, les quatre arcs Fl, Cl, C2, i112 <B>1111,</B> Dl et D', F2 sont éteints par soufflage sans être shuntés. Dans le disjoncteur de la fig. 8, deux arcs sont shuntés entièrement et l'arc Fl, Cl seulement en partie; ces trois arcs s'éteignent en bran chant les trois résistances en série avec les arcs Gl, C.'1 et C2, 1l'12 qui s'éteignent en der nier lieu.
Dans l'appareil de la fig. 9 trois arcs sont shuntés entièrement, le quatrième<I>Cl,</I> 11'1s s'éteignant en dernier lieu.
La fig. 9 indique une disposition des dif férentes cheminées et tuyères analogue à celle de la fig. 4, disposition que l'on peut également adopter dans les appareils confor mes aux schémas des fig. 7 et 8. Au lieu de constituer un système d'élec trodes par une fourche dont les extrémités portent les électrodes auxiliaires, comme montré aux précédentes figures, on pourrait aussi employer un système formé par une barre droite ou par un coude comme repré senté par les fig. 10 et 11. Dans tous ces systèmes d'électrodes C, les conducteurs qui relient les différentes électrodes auxiliaires peuvent être entourés d'un isolant électrique.
Compressed fluid electric switch. We thundered circuit breakers in which the rupture arc is blown by a compressed fluid transversely to the opening direction of the moving contact. Swiss patent no 1f> 6931 relates to such a circuit breaker in which one of the contacts is connected to an end electrode, the other to a second electrode, these two electrodes being stationary behind the contacts and placed therein. 'one behind the other in the blowing current. This apparatus gives good results when operating at medium voltages.
For these voltages, simple rupture is very suitable, since the distance between the two electrodes which is determined by the restart voltage is relatively low and makes it possible to adopt a blowing chamber of normal height. On the other hand, the end electrode not being too far from the contacts and from the blowing nozzle, the blowing current is sufficiently strong near this electrode to expel therein the gases formed by the blowing nozzle. bow.
But as soon as the voltage exceeds a certain value, the blowing chamber becomes very long, the distance between the electrodes that is too great and the outer electrode as well as the arc portion near it, are no longer sufficiently reached by the blowing current.
The object of the invention is to remedy these drawbacks. It relates to an electrical switch in which one or more arcs of rupture are blown transversely by a compressed fluid against at least one system of auxiliary electrodes electrically connected to one another and placed in the blowing field where they are juxtaposed with main contacts and placed behind them in the blowing direction; this switch is characterized in that at least two auxiliary electrodes electrically connected to each other are placed one next to the other and arranged so that the rupture arc is divided into at least two separate arcs, each attached to a main contact and an auxiliary electrode.
Thus the initially transverse arc. the blowing current, or the initially transverse arcs, are each transformed into at least two arcs approximately straight and parallel to the blowing current, these ares being in series but separated from each other by the electrical connections between the different auxiliary electrodes.
The accompanying drawing, given by way of example, shows schematically several embodiments of the object of the invention in which the compressed fluid is air.
Figs. 1 to 3 show three circuit breaker diagrams with a single system of auxiliary electrodes; Figs. 4 to 6 show in section two other execution examples with a single auxiliary electrode system, FIG. 5 being a section through the planes X Y h of FIG. 4; Figs. 7 to. 9 show three execution examples of circuit breakers with two auxiliary electrode systems.
Finally, Figs. <B> 10 </B> and 11. show two variants of an auxiliary electrode system.
For the sake of simplification, it has been shown in FIGS. 1 to 3 and 7 to 8 only the parts traversed by the current and not the chimneys and pipes for the blowing fluid.
In all these figures, the various fixed contacts have been designated by <I> A, A ', </I> AZ and the moving contacts by B, B', B '. The unique auxiliary electrode system of Figs. 1 to 6 is marked C and the various electrodes of this system, placed in the blowing field are designated by C ', C', C3. Ana logically, in fig. 7 to 9, the second system of auxiliary electrodes is designated by D and its electrodes by <I> D '</I> and D'.
The closed position of the contacts is indicated by dashed lines, the open position by solid lines. The blowing direction is indicated by vertical arrows.
The resistances to be inserted when the circuit breaker opens in the arc circuit are designated by E ', E', E3.
The electrodes connected directly to contacts A and B and juxtaposed to the auxiliary electrodes of the <I> C and D </I> systems are designated by F 'and F'.
The intermediate electrodes placed between the contacts A -or B or their electrodes F, on the one hand, and the auxiliary electrodes of the systems C or D, on the other hand, are designated by G 'and G'.
The chimneys surrounding the arcs being established between the auxiliary electrodes of the <I> C or D, </I> systems on the one hand, and the contacts or electrodes <I> A, B or </I> h ', on the other hand, bear the marks H1, H \, H3. The nozzles bringing the compressed fluid into the enclosures H are designated by J ', J', J3, and the supply device common to the various nozzles of a circuit breaker is marked <I> Ii. </I>
Finally, the cooling devices provided at the outlet of the chimneys H and shown schematically in FIGS. 4 to 6 and 9 are marked with <I> L ', L', L3. </I>
The operation of the various devices shown is as follows.
In the device of FIG. 1, where the auxiliary electrodes Ci and C2 of a single system C are juxtaposed with the contacts A and B from which they are completely isolated, the arc, under the influence of the blowing, first takes the curved shape shown by line a. Then it reaches the auxiliary electrodes C 'and C' and is thus transformed into two independent arcs b and c, parallel to the blowing current, in series with the contacts and separated from each other by the large conductor C who has no resistance. The two arcs b and c being placed parallel to the blowing threads are easily extinguished by the latter.
In certain cases, when the arc a which, under the action of the blowing, curves towards the auxiliary electrodes C 'and <B> C </B>, is still at a certain distance from them, the space between these electrodes and the contacts A and B is so strongly ionized by the gases of the arc a that there is a switching phenomenon of the arc a in the two arcs b and c before the first reaches the arcs. electrodes C1 and C2; in this case, the arc c is extinguished without having touched these electrodes and the extinction of the arcs b and r takes place as indicated above.
In the device of FIG. 2, the electrodes C 'and C'2 are each juxtaposed with one of the mobile contacts B and B' between which a connecting conductor 11l is provided. The operation is analogous to. that of the previous device. The arcs B11 and tIIB 'curve and reach the electrodes C' and CZ after which the inner branches d and e go out, because they are short-circuited, leaving two arcs f and g corresponding to the arcs b and c of fig. 1. In the event of strong ionization of the distances B, Cl and B ', C2, the switching described above occurs.
In the device of FIG. 3 two mobile contacts B 'and B2 cross in reverse direction two electrodes or connecting pieces 3l', i11 = so as to give rise to the establishment of three ares. ' At these electrodes are placed the three auxiliary electrodes C ', C2, C3 of a system C, isolated from the contacts and electrodes. Under the action of the transverse blowing, the three curved arcs reach the three ends or are switched on them. The curved arc in the middle goes out first, the other two afterwards.
In the three devices described, the system of auxiliary electrodes C is assumed to be completely isolated from the contacts. It is also possible, however, to electrically connect this system C to one of the contacts, preferably * by a resistor E, as indicated by broken lines in FIG. 1. In this case, this resistor is inserted in the circuit and first accelerates the extinction of the arc it shunts (for example arc c in fig. 1) and then that of the arc or arcs. subsisting with which it is connected in series.
The following circuit breaker fi-. 4 and 5 are similar, from an electrical point of view, to the end diagrams. 1 and 2. It differs from them, however, by the fact that fixed electrodes F '<I> and </I> h'2 are provided therein, each connected to one of the contacts A, B and juxtaposed with the auxiliary electrodes C 'and Cz of the system C.
On the other hand, system C is completely isolated from contacts A, B and electrodes F ', FZ as in fig. 2, but between the latter and the auxiliary electrodes C ", C2, intermediate electrodes G 'and GZ have been placed, each connected to one of the contacts by means of resistors E' and E2.
At. pneumatic point of view, this circuit breaker differs from the diagrams in fig. 1 and 2 by the fact that the two auxiliary electrodes of the system C are each placed at the center of a separate enclosure H, each of these enclosures being supplied by a nozzle xc J. The two nozzles <I> J 'and </ I > JZ are supplied by a common K channel.
In this device, the gendré rupture arc between <I> A </I> and <I> B </I> is curved by the blowing; its end parts driven on the electrodes Fi and F2 each enter one of the stacks <I> II '</I> and H =, while its center is retained by the median wall between the two nozzles J',. 12. Thus the single arc takes the form of the two arcs of FIG. 2, the different parts of which are extinguished as described above with the only difference that as a result of the shunting of fractions F ', G' and F2, G = by resistors E ', E2, arcs F',
G 'and F2, GZ go out before the last parts G', C 'and G2, C2. The insertion of these resistors reduces the intensity of the arcs which remain and thus facilitates their extinction.
It will be noted that, to facilitate the entry of the initial arc into the two enclosures H ′, H2, a slot N is provided in the middle wall between the two nozzles placed in the plane in which the arc is blown.
Instead of providing two completely separate <I> II </I> fireplaces as in fig. 4 and 5, we could, in certain cases, be content to simply separate the two halves of the system by a vertical partition.
The circuit breaker according to fig. 6 differs from the previous one only by the fact that only one shunt resistor is provided. This resistance instead of connecting a contact to an intermediate electrode connects it directly to the system C. The arc therefore takes the same forms as in the previous circuit breaker except that, after the insertion of the resistance, it is the arc Cl , Fl which is extinguished by completely putting this resistance in series with the arc C2, F \. The latter being weakened by the insertion is quickly extinguished by the blowing.
In the three circuit breakers shown in fig. 7, 8 and 9, two systems C and 7 have been planned? each of which has two auxiliary electrodes C1, C2 and Dl, D2.
In the apparatus of FIG. 7, the two auxiliary electrode systems are isolated from the contacts. In the circuit breaker of fig. 8 the system C is isolated and the system D is connected: by two resistors El. E2, on the one hand, to the contact 132, and, on the other hand, to a connecting piece 111 located between the two contacts 13.
In fig. 9, system D is connected as it is in fig. 8 but here the system C is also connected to the moving contact by means of a resistor E3.
In the three fig. 7, 8 and 9, the two initial transversely blown arcs therefore transform into four straight arcs in series with one another.
In the apparatus of the fi. 7, the four arcs Fl, Cl, C2, i112 <B> 1111, </B> Dl and D ', F2 are extinguished by blowing without being shunted. In the circuit breaker of fig. 8, two arcs are shunted entirely and the arc Fl, Cl only partially; these three arcs are extinguished by switching the three resistors in series with the arcs G1, C.'1 and C2, 11'12 which extinguish last.
In the apparatus of FIG. 9 three arcs are entirely shunted, the fourth <I> Cl, </I> 11'1s extinguishing last.
Fig. 9 indicates an arrangement of the various chimneys and nozzles similar to that of FIG. 4, an arrangement that can also be adopted in devices conforming to the diagrams of FIGS. 7 and 8. Instead of constituting a system of electrodes by a fork whose ends carry the auxiliary electrodes, as shown in the preceding figures, one could also use a system formed by a straight bar or by an elbow as represented by figs. 10 and 11. In all these C electrode systems, the conductors which connect the various auxiliary electrodes can be surrounded by an electrical insulator.