Contacteur à double contact et cheminée d'extinction d'arc.

La présente invention concerne un contacteur, du type comportant :

- un corps isolant comportant :

- au moins un premier contact fixe par rapport au corps ;

- au moins un deuxième contact fixe par rapport au corps. le contacteur comportant au moins un équipage mobile déplaçable par rapport au premier et au deuxième contacts fixes et présentant un premier et un deuxième contacts mobiles propres à être amenés en contact sélectivement respectivement avec le premier contact fixe et le deuxième contact fixe.

Des contacteurs sont utilisés pour l'isolement et la reconfiguration des réseaux de puissance haute tension pour l'alimentation des trains. Ces contacteurs sont utilisés notamment pour alimenter ou mettre à un potentiel de référence des tronçons successifs de rails d'alimentation, afin que les tronçons de rails ne soient alimentés que lorsque ceux-ci sont recouverts par le tramway afin d'éviter que des passants ne puissent être électrocutés.

On connaît un certain nombre de contacteurs, tels que ceux décrits dans les documents FR 2 287 765 et FR 2 308 188.

Il est connu que lors de l'ouverture d'un circuit électrique sous tension, un arc électrique est susceptible de se créer entre les contacts s'écartant l'un de l'autre.

Lorsque le contacteur comporte au moins deux contacts fixes et deux contacts mobiles portés par un équipage mobile déplaçable entre les premiers et seconds contacts fixes, il est proposé dans les documents précités d'isoler les paires de contact fixe et contact mobile correspondants, afin d'éviter qu'un éventuel arc électrique ne se propage vers une autre paire de contacts. Ainsi, les paires de contacts électriques sont isolées dans des chambres qui sont aussi écartées que possible, notamment en répartissant les paires de contacts suivant deux directions perpendiculaires l'une à l'autre.

L'invention a pour but de permettre, une meilleure extinction de l'arc dans un contacteur à plusieurs contacts mobiles.

A cet effet, l'invention a pour objet un contacteur du type précité, caractérisé en ce que le corps est pourvu d'une cheminée d'extinction d'arc

commune aux première et seconde paires de contacts fixes et mobiles, les premier et deuxième contacts fixes et les premier et deuxième contacts mobiles étant disposés dans une même chambre en regard de la base de la cheminée commune.

Suivant des modes particuliers de réalisation, le contacteur comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- il comporte un troisième et un quatrième contacts fixes et l'équipage mobile comporte un troisième et un quatrième contacts mobiles propres à être amenés en contact sélectivement respectivement avec le troisième et le quatrième contacts fixes, le premier et le troisième contacts mobiles sont connectés électriquement pour former un premier pont de connexion et les deuxième et quatrième contacts mobiles sont connectés électriquement pour former un second pont de connexion, le corps est pourvu d'une seconde cheminée d'extinction d'arc commune aux troisième et quatrième paires de contacts fixe et mobile, les troisièmes et quatrième contacts fixes et les troisième et quatrième contacts mobiles étant disposés dans une même chambre en regard de la base de la deuxième cheminée commune.

- les premier et deuxième contacts mobiles sont connectés électriquement l'un à l'autre.

- la cheminée comporte des plaques de coupure d'arc disposées transversalement suivant l'axe de la cheminée.

- l'équipage mobile est mobile en translation et la cheminée s'étend transversalement à l'axe de déplacement en translation de l'équipage mobile.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un contacteur selon l'invention, le contacteur étant au repos ;

- la figure 2 est une vue identique à celle de la figure 1 , le contacteur étant dans un état activé ; et

- les figures 3 et 4 sont des vues d'un détail des figures 1 et 2 illustrant la propagation et l'extinction d'un arc formé entre les contacts lors du basculement du contacteur vers son état des figures 1 et 2 respectivement.

Le contacteur 10 illustré sur la figure 1 comporte, dans un boîtier 11 , un module de connexion 12 et un actionneur 14 propre à commander la commutation du module de connexion 12 d'un premier état à un second état.

Le module de connexion 12 comporte une première et une deuxième bornes d'entrée 16, 18 propres à être reliées à des câbles électriques non représentés. Chaque borne est solidaire d'un premier et d'un deuxième contact fixes 20, 22 respectivement.

De même, des bornes de sortie 24, 26 disposées symétriquement aux bornes d'entrée 16, 18 par rapport à l'axe X-X de symétrie du contacteur. Les deux bornes 24, 26 comportent des troisième et quatrième contacts fixes 28, 30 respectivement. Ces contacts sont symétriques des premier et deuxième contacts 20 et 22 respectivement par rapport à l'axe X-X. Ainsi, les contacts 20, 28 et 22, 30 sont coplanaires.

Un équipage mobile 32 est monté mobile à coulissement suivant l'axe X-X entre les contacts fixes 20, 28 d'une part et 22, 30 d'autre part sous la commande de l'actionneur 14.

L'équipage mobile 32 comporte un corps isolant 34 portant une platine conductrice 36 montée mobile à coulissement par rapport au corps 34. Le corps 34 comprend une tige principale 38 s'étendant suivant l'axe X-X et montée mobile à coulissement suivant cet axe.

A son extrémité tournée vers l'actionneur 14, la tige 34 présente une surface transversale de butée 40 propre à limiter le déplacement de la platine 36 vers les bornes 18 et 26 solidaires du boîtier et à assurer un déplacement de la platine 36 vers les contacts fixes 20, 28 lorsque l'équipage mobile redéplace ces mêmes contacts.

A son autre extrémité, la tige 38 comporte une collerette 42 d'appui d'un ressort hélicoïdal 44 interposé entre la collerette 42 et la platine 36. Le ressort 44 est propre à solliciter élastiquement la platine 36 contre la butée 40.

La platine 36 comporte un barreau conducteur 46 s'étendant transversalement à la tige 38. Le barreau présente un perçage médian au travers duquel la tige 38 est enfilée de sorte que le barreau coulisse le long de la tige 38 entre les deux butées 42 et 40 tout en étant retenu par le ressort 44. Le barreau

46 est mobile entre les plans définis respectivement par les premier et troisième contacts fixes 20, 28 et les deuxième et quatrième contacts fixes 22, 30.

En regard de ces contacts fixes, la platine 36 présente aux extrémités du barreau 46 des premier, deuxième, troisième et quatrième contacts mobiles notés respectivement 50, 52 et 58, 60.

Les contacts mobiles 50, 52, 58, 60 sont connectés électriquement au barreau conducteur 46 et sont propres à prendre appui sur les contacts fixes en regard 20, 22, 28 et 30 et ainsi assurer une connexion électrique entre eux.

L'actionneur 14 comporte un électro-aimant 62 comprenant un bobinage 64 entouré d'une carcasse 66 tous deux maintenus fixes dans le boîtier 11 du contacteur.

Le bobinage et la carcasse sont centrés suivant l'axe X-X. L'électro-aimant 62 comporte un noyau magnétique 68 monté coulissant suivant l'axe X-X à l'intérieur de la carcasse 66 et du bobinage 64.

Le noyau 68 est solidaire d'un arbre 70 relié axialement à la tige 38 de l'équipage mobile 32. Un ressort de rappel 72 est disposé entre l'équipage mobile et la carcasse 66 pour solliciter l'équipage mobile 32 à l'écart de l'actionneur, c'est-à-dire dans une position dans laquelle la platine conductrice 36 est en contact avec les premier et troisième contacts fixes. Plus précisément, le ressort 72 est maintenu comprimé entre la carcasse 66 et une collerette 73 formant butée ménagée sur la tige 38.

Le bobinage 64 est relié par un circuit de commande à une source de tension adaptée 74 par l'intermédiaire d'un commutateur 76.

Comme illustrée sur la figure 1 , la première et la seconde paires de contacts mobile et fixe en regard disposés d'un même côté du barreau 46 sont contenus dans une même chambre ouverte vers l'extérieur par une cheminée 80 commune aux deux paires de contacts. Ainsi, deux cheminées opposées sont formées.

Chaque cheminée prend naissance au niveau d'une paire de contacts mobiles et fixes. Ainsi, deux contacts fixes, 20, 22 ou 28, 30 et deux contacts mobiles 50, 52 ou 58, 60, se trouvent en regard de la cheminée.

Chaque cheminée s'étend généralement radialement par rapport à la direction X-X. Elle présente des plaques 82 de fragmentation d'un arc électrique

s'étendant sensiblement parallèlement les unes aux autres en étant dirigées suivant l'axe de la cheminée.

Le contacteur fonctionne de la manière suivante.

Au repos, et comme illustré sur la figure 1 , l'interrupteur 76 est ouvert de sorte que l'électro-aimant n'agit pas sur l'équipage mobile 32. Dans ces conditions, le ressort 72 maintient l'équipage mobile de sorte que la butée 40 soit en appui contre la platine 36, elle-même en appui contre la borne de sortie 24 et la borne d'entrée 16. les bornes 18 et 26. Dans cette position, le ressort 44 est comprimé. Une mise en relation des première et troisième bornes 16, 24 est alors assurée. En effet, dans ces conditions, un premier pont de contact est établi entre les premier et troisième contacts mobiles 50, 58 qui sont eux-mêmes appliqués contre les premier et troisième contacts fixes 20, 28.

Lorsque l'interrupteur 76 est fermé, et comme illustré sur la figure 2, le noyau 68 est rappelé à l'intérieur des bobinages de manière à comprimer le ressort 72. L'équipage mobile est alors déplacé vers l'électro-aimant et la platine 36 est plaquée contre les deuxième et quatrième contacts fixes 22, 30, la butée 40 s'étant effacée, en avançant de sorte que la platine 36 n'est plus en appui contre la butée 40. Dans cette position, la platine 36 est maintenue plaquée par l'intermédiaire du ressort 44 comprimé entre la platine 36 et la collerette 42. Dans ce cas, la platine 36 forme un second pont de contact entre les deuxième et quatrième contacts mobiles 52, 60 eux-mêmes appliqués contre les deuxième et quatrième contacts fixes 22, 30.

Lors du déplacement de l'équipage mobile vers la position illustrée sur la figure 1 , ou vers la position illustrée sur la figure 2, un arc électrique se crée entre les contacts fixes et mobiles initialement en contact, comme représenté respectivement sur les figures 3 et 4. Cet arc électrique s'épanouit radialement à l'écart des contacts initialement en contact et se propage dans la cheminée.

Lorsque l'arc électrique atteint les plaques 82 de rupture, l'arc électrique se scinde en plusieurs segments successifs, favorisant ainsi son extinction.

On comprend que la même cheminée étant utilisée pour la coupure et l'extinction de l'arc créé par l'une ou l'autre des paires de contacts mobile et fixe disposés en regard de la cheminée, ou s'affranchit de l'utilisation de deux cheminées additionnelles.