COMPORTANT UN TEL MODULE Domaine technique

La présente invention concerne un module de coupure électrique équipé d’un dispositif de soufflage magnétique, ledit module de coupure comportant un boîtier amagnétique et électriquement isolant, dans lequel sont logés au moins un contact fixe et un contact mobile, ledit contact mobile étant agencé pour se déplacer par rapport audit contact fixe entre une position fermée et une position ouverte et inversement sur une traj ectoire définissant un plan de coupure, ledit contact fixe et ledit contact mobile définissant entre eux une zone de coupure s’étendant dans ledit plan de coupure, dans laquelle s’étend un arc électrique à sa naissance notamment lors de l’ouverture du circuit électrique, ledit module de coupure comportant au moins une chambre de coupure délimitée par les parois intérieures dudit boîtier et comportant ladite zone de coupure pour gérer ledit arc électrique en vue de couper le courant, et ledit dispositif de soufflage magnétique comportant au moins une source de champ magnétique disposée dans ladite chambre de coupure en regard de ladite zone de coupure.

L’invention concerne également un appareil de coupure électrique comportant au moins un module de commande et ledit module de coupure électrique défini ci-dessus.

Technique antérieure

Le soufflage magnétique de l’arc électrique est un principe couramment employé dans les technologies de coupure pour gérer l’arc électrique qui naît en particulier lors de l’ouverture d’un circuit électrique, dans le but de réaliser un gain en performance de coupure et de préserver l’intégrité des contacts fixe et mobile du module de coupure. Le champ magnétique, qui peut être généré par tout type de source de champ magnétique, permet de déplacer l’arc électrique dès sa naissance et de l’étirer rapidement pour accélérer son refroidissement jusqu’à son extinction. Le refroidissement du plasma d’arc a pour effet d’augmenter son impédance, ce qui permet d’augmenter la tension d’arc lors de la coupure. La coupure d’un courant continu (DC) implique que le module de coupure génère plus de tension que la tension du réseau à couper. C’est la raison pour laquelle le principe de soufflage magnétique s’applique particulièrement bien à la coupure du courant DC. Néanmoins, une forte tension de l’arc électrique est aussi intéressante pour la coupure d’un courant alternatif (AC) puisqu’elle permet une limitation du courant lors de la coupure, ayant pour effet de diminuer les dommages dus à l’arc, voire aussi de diminuer le temps de l’arc électrique par un effet limiteur. Par conséquent, le principe de soufflage magnétique de l’arc est tout aussi intéressant pour des courants DC que pour des courants AC.

La publication FR 3 006 101 Al de la demanderesse propose un module de coupure électrique équipé d’un dispositif de soufflage magnétique non polarisé, qui a l’avantage de fonctionner indépendamment du sens du courant dans ledit module de coupure. Le dispositif de soufflage magnétique comporte à cet effet une source de champ magnétique, telle qu’un aimant permanent disposé de telle façon à ce que la réponse en coupure est inchangée quel que soit le sens du courant. La disposition de l’aimant en face de la zone de coupure permet un soufflage de l’arc électrique important. Le soufflage magnétique se traduit par un allongement de l’arc électrique et une colonne d’arc qui vient lécher les parois intérieures isolantes du boîtier. Ces deux phénomènes combinés tendent à refroidir le plasma d’arc qui voit alors son impédance augmenter. Ainsi, la tension d’arc croit de manière brutale, ce qui permet de couper des tensions continues plus importantes.

Toutefois, la recherche du gain en performance de coupure est omniprésente.

La publication EP 2 980 821 Al propose une solution de soufflage magnétique non satisfaisante pour plusieurs raisons. L’aimant central unique est éloigné de la zone de coupure, ce qui engendre une forte perte de champ magnétique dans la zone de coupure et rend le soufflage magnétique difficile. Les bras magnétiques qui prolongent l’aimant central génèrent une concentration et une déformation du champ magnétique, qui est contreproductif pour le soufflage de l’arc. La force électromotrice induite par le champ magnétique sur l’arc électrique n’est pas orientée en direction des bras, mais perpendiculairement à eux, également contreproductif pour le soufflage de l’arc. En outre, les bras magnétiques laissent un volume d’air important autour de la zone de coupure, permettant à l’arc électrique de revenir en arrière et de se reformer ou de reclaquer entre les contacts fixe et mobile, ce qui est dangereux pour le matériel et les personnes.

Et la publication WO 2012/110523 Al propose une solution d’extinction de l’arc non pas par soufflage magnétique mais en créant un confinement de l’arc imposé par un déplacement mécanique, appelé communément une guillotine. Ce principe de gestion d’arc est très violent au niveau du plasma de l’arc et peut générer des surtensions importantes, néfastes voire dangereuses pour le réseau électrique que l’on souhaite interrompre.

Exposé de l'invention

La présente invention vise à améliorer le dispositif de soufflage magnétique décrit entre autre dans la publication de la demanderesse en proposant une solution qui permet d’accélérer encore le refroidissement du plasma d’arc, en vue de générer encore plus de tension d’arc lors de l’interruption du courant, tout en conservant une solution de coupure non polarisée, pouvant s’adapter aisément à différentes configurations d’appareils de coupure électrique, et permettant de faire le choix d’aimants moins performants et donc moins onéreux.

Dans ce but, l'invention concerne un module de coupure électrique du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que ledit dispositif de soufflage magnétique comporte en outre au moins un déflecteur amagnétique et électriquement isolant, disposé dans ladite chambre de coupure pour former un obstacle physique sur le chemin de l’arc électrique lorsqu’il est soufflé magnétiquement, et occuper la majeure partie de l’espace existant entre ladite zone de coupure et ledit boîtier, de sorte à créer dans l’intervalle étroit restant entre les parois isolantes dudit déflecteur et celles dudit boîtier, au moins une zone de confinement d’arc dans laquelle ledit arc électrique, lorsqu’il est soufflé magnétiquement, est dévié et contraint pour favoriser son refroidissement et son extinction.

L’ajout du déflecteur amagnétique dans la chambre de coupure a pour effet de dévier immédiatement le cheminement du plasma de l’arc dans la direction de la force électromagnétique induite, d’étirer l’arc soufflé le plus loin possible de la zone de coupure pour éviter son reclaquage, et de le contraindre dans un intervalle étriqué entre des parois isolantes pour favoriser son refroidissement et accélérer son extinction.

Selon les variantes de réalisation, ladite chambre de coupure peut s’étendre de part et d’autre dudit plan de coupure symétriquement ou non, et ledit déflecteur peut s’étendre également de part et d’autre dudit plan de coupure symétriquement ou non, pour définir au moins deux zones de confinement d’arc en opposition par rapport audit plan de coupure.

Dans une forme préférée de l’invention, ladite au moins une source de champ magnétique peut être orientée pour générer au moins un vecteur d’excitation magnétique sensiblement parallèle audit plan de coupure de sorte que la force électromagnétique induite déplace et étire ledit arc électrique dans une direction sensiblement perpendiculaire audit plan de coupure en direction du boîtier et dans ladite au moins une zone de confinement d’arc.

Selon les formes de réalisation choisies, ledit déflecteur peut être mobile et solidaire dudit contact mobile, ou fixe et solidaire dudit boîtier. En outre, ledit déflecteur peut être constitué d’une pluralité d’ailettes ou de plaques espacées entre elles et orientées sensiblement perpendiculairement audit plan de coupure. Il peut également être constitué d’une pièce monobloc pleine ou ajourée.

Dans la forme préférée de l’invention, ledit déflecteur peut présenter une section en forme de C, sensiblement symétrique par rapport au plan de coupure, comportant deux oreilles séparées par une ouverture centrale agencée pour libérer un passage pour le déplacement relatif dudit contact mobile ou dudit contact fixe selon que ledit déflecteur est fixe ou mobile.

Ledit dispositif de soufflage magnétique peut en outre comporter au moins une carcasse agencée pour canaliser le flux magnétique induit par ladite au moins une source de champ magnétique, cette carcasse pouvant être ou non intégrée au boîtier et disposée autour au moins de ladite source de champ magnétique et dudit déflecteur.

Selon les variantes de réalisation, ladite au moins une source de champ peut être statique et solidaire dudit boîtier, ou mobile et solidaire dudit contact mobile. En outre, ledit contact mobile peut être mobile en rotation autour dudit axe central ou en translation parallèlement audit plan de coupure.

Si le module de coupure électrique comporte deux contacts fixes symétriques par rapport à un axe central ou un plan médian dudit boîtier, et un contact mobile commun aux deux contacts fixes définissant deux zones de coupure symétriques, alors il comporte avantageusement deux chambres de coupure symétriques, et au moins deux déflecteurs amagnétiques et électriquement isolants, chacun disposé dans une des chambres de coupure.

Brève description des dessins La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d’un appareil de coupure électrique selon l’invention, la figure 2 est une vue de dessus en perspective d’un module de coupure rotatif de l’appareil de la figure 1, en position fermée, la figure 3 est une vue de dessus en perspective du module de coupure de la figure 2, en position ouverte, la figure 4 est une vue agrandie du détail IV du module de coupure de la figure 3, montrant un dispositif de soufflage magnétique, la figure 5 est une vue partielle agrandie du module de coupure de la figure 3, montrant le trajet d’un arc électrique à sa naissance dans la chambre de coupure, la figure 6 est une vue similaire à la figure 5, montrant le trajet de l’arc électrique soufflé magnétiquement dans la chambre de coupure, la figure 7 est une vue partielle en coupe transversale du module de coupure de la figure 3 au droit d’une chambre de coupure et d’un dispositif de soufflage magnétique, la figure 8 est une vue similaire à la figure 4 montrant une variante de réalisation du dispositif de soufflage magnétique, la figure 9 est une vue éclatée d’une partie du dispositif de soufflage magnétique de la figure 8, la figure 10 est une vue partielle en coupe transversale similaire à la figure 7, de la chambre de coupure et du dispositif de soufflage magnétique de la figure 8, la figure 11 est une vue de dessus en perspective d’un module de coupure linéaire d’un autre appareil de coupure selon l’invention, en position fermée, la figure 12 est une vue de dessus en perspective du module de coupure de la figure 11, en position ouverte, la figure 13 est une vue en coupe transversale du module de coupure de la figure 12 au droit des chambres de coupure et des dispositifs de soufflage magnétique, la figure 14 est une vue en coupe transversale du module de coupure de la figure 12 selon une autre variante de réalisation des dispositifs de soufflage magnétique, la figure 15 est une vue en coupe transversale du module de coupure de la figure 12 selon une variante du dispositif de soufflage magnétique, et la figure 16 est une vue en perspective similaire à la figure 4 du module de coupure de la figure 3, montrant une autre variante du dispositif chambre de soufflage magnétique.

Description des modes de réalisation

Dans les exemples de réalisation illustrés, les éléments ou parties identiques portent les mêmes numéros de référence. En outre, les termes qui ont un sens relatif, tels que vertical, horizontal, droite, gauche, avant, arrière, au-dessus, en-dessous, etc. doivent être interprétés dans des conditions normales d’utilisation de l’invention, et telles que représentées sur les figures. Par ailleurs, les positions géométriques indiquées dans la description et les revendications, telles que « perpendiculaire », « parallèle », « symétrique » ne sont pas limitées au sens strict défini en géométrie, mais s’étendent à des positions géométriques qui sont proches, c’est-à-dire qui acceptent une certaine tolérance dans le domaine technique considéré, sans influence sur le résultat obtenu. Cette tolérance est notamment introduite par l’adverbe « sensiblement », sans que ce terme soit nécessairement répété devant chaque adjectif.

En référence aux figures, l’appareil de coupure électrique 1 selon l’invention peut être indifféremment un interrupteur, un interrupteur-sectionneur, un contacteur, un commutateur, un commutateur-inverseur, un disjoncteur, ou tout autre appareil de coupure similaire. Il est prévu pour être fixé sur un rail normalisé (DIN), une platine, ou tout support de fixation adéquat. Il peut être destiné à couper un courant continu en basse tension (soit inférieur à 1500V), tel que par exemple dans des applications photovoltaïques ou similaires, ou un courant continu en moyenne tension, tel que par exemple 2000V ou 3000V pour des applications particulières, sans que ces valeurs et ces exemples ne soient limitatifs. Il peut également être destiné à couper un courant alternatif dans tous types d’applications industrielles, tertiaires et domestiques, et ce quelle que soit la tension nominale d’alimentation.

L’appareil de coupure électrique 1 peut être basé sur une architecture modulaire ou non. Si l’appareil est modulaire, alors il peut commander avec un seul module de commande 2, un ou plusieurs modules de coupure 3, 3’, par exemple un à huit modules de coupure, sans que ce nombre soit limitatif. Le module de commande 2 ne fait pas partie de l’invention et ne sera pas décrit. Seul le module de coupure 3 fait partie de l’invention et sera décrit en détail, étant précisé qu’il peut faire partie intégrante dudit appareil de coupure électrique lorsque celui-ci n’est pas modulaire. Le terme « module » ne doit donc pas être interprété dans un sens restrictif.

Chaque module de coupure 3, 3’ forme un pôle de coupure, qui peut être indifféremment un pôle de coupure simple comportant un contact fixe CF et un contact mobile CM, ou un pôle de coupure double comportant deux contacts fixes CF et un contact mobile CM commun. Dans tous les cas, le contact mobile CM est agencé pour se déplacer par rapport au(x) contact(s) fixe(s) CF entre une position fermée et une position ouverte et inversement sur une trajectoire définissant un plan de coupure P. Le déplacement relatif du contact mobile CM peut être indifféremment rotatif ou linéaire. En outre, les contacts fixes CF et mobiles CM peuvent être indifféremment des contacts électriques à glissement, à pression, ou tout autre type de contacts électriques compatibles.

L’appareil de coupure électrique 1, également appelé par la suite appareil de coupure 1 ou appareil 1, selon l’invention et tel qu’illustré à la figure 1, comporte deux modules de coupure 3 double, et un module de commande 2 manuel pourvu d’une poignée 4. Ces trois modules sont superposés suivant un axe central A, et maintenus entre eux par des formes d’emboîtement complémentaires et des organes de fixation (non représentés). Chaque module de coupure 3 peut avoir un pouvoir de coupure défini, par exemple égal à 750V, permettant ainsi de disposer, dans l’exemple illustré, d’un appareil 1 capable de couper une tension de 1500V, sans que cet exemple ne soit limitatif. Les modules de coupure 3 sont de préférence identiques et un seul module de coupure 3 sera décrit par la suite.

En référence également aux figures 2 à 8, le module de coupure 3 comporte un boîtier 5 amagnétique et électriquement isolant, dans lequel sont logés au moins deux contacts fixes CF et un contact mobile CM. Le boîtier 5 est préférentiellement réalisé en deux parties 5a, 5b emboîtables, délimitant entre-elles des logements pour recevoir les différents composants dudit module de coupure et assurer simultanément leur positionnement, leur maintien et leur isolation électrique. Les contacts fixes CF sont raccordés à des conducteurs 6 externes par des cages à vis 7, ou tout autre type de borne de raccordement adaptée. Le contact mobile CM est un contact rotatif, embarqué sur une broche rotative 8 électriquement isolée. La broche rotative 8 est entraînée en rotation alternative autour de l’axe central A par un mécanisme à action brusque (non représenté) prévu dans le module de commande 2. Le mécanisme à action brusque faisant partie du module de commande 2 ne fait pas non plus l’objet de l’invention et ne sera pas décrit. Tout type de module de commande 2 et de mécanisme à action brusque peuvent donc convenir au module de coupure 3 objet de l’invention.

Les contacts fixes CF et le contact mobile CM définissent entre eux respectivement deux zones de coupure Z, dans lesquelles s’étend un arc électrique E notamment lors de l’ouverture du circuit électrique. L’arc électrique E est représenté schématiquement par un cordon dans les figures 5 à 7 et uniquement dans la zone de coupure Z à droite des figures. Les zones de coupure Z sont, dans l’exemple représentées, diamétralement opposées. Elles s’étendent dans ledit plan de coupure P, dans lequel l’arc électrique E s’inscrit à sa naissance.

Le module de coupure 3 comporte deux chambres de coupure 9, qui sont notamment délimitées par les parois intérieures du boîtier 5 et comportent chacune une des zones de coupure Z. Les chambres de coupure 9 permettent de gérer l’arc électrique E en vue de couper le courant. Dans l’exemple illustré, les chambres de coupure 9 sont diamétralement opposées par rapport à l’axe central A et symétriques par rapport à plan médian confondu avec le plan de coupure P. Cet exemple n’est pas limitatif, puisque des chambres de coupure asymétriques peuvent être envisagées, sans remettre en cause ni le fonctionnement, ni la non-polarité des dispositifs de soufflage magnétique 10.

Le module de coupure 3 comporte en outre un dispositif de soufflage magnétique 10 de l’arc électrique E. Dans l’exemple représenté, le dispositif de soufflage magnétique 10 comporte deux sources de champ magnétique 11, statiques, disposées chacune à proximité et en regard d’une zone de coupure Z. Le fait d’être chacune située face à une zone de coupure Z permet de créer un champ magnétique maximal directement dans la zone de coupure et un champ magnétique quasi constant dans toute la chambre de coupure 9 pour un soufflage magnétique optimal de l’arc électrique E. Les sources de champ magnétique 11 sont isolées de ladite zone de coupure Z par des parois intérieures du boîtier 5. Dans l’exemple représenté, chaque source de champ magnétique 11 est orientée pour générer un vecteur d’excitation magnétique M sensiblement parallèle au plan de coupure P. Ainsi, la force électromagnétique F induite par chaque source de champ magnétique 11 déplace et étire l’arc électrique E correspondant dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan de coupure P en direction du fond des parties 5a, 5b du boîtier 5, et ceci indépendamment dans un sens ou dans l’autre selon la polarité de la source de champ magnétique 11 et/ou dudit courant. Toutefois, l’invention convient également à des dispositifs de soufflage magnétique qui peuvent avoir une architecture différente, proposant une coupure aussi bien non polarisée que polarisée, et soufflant l’arc électrique en direction d’autres parois du boîtier 5.

La source de champ magnétique 11 peut être constituée par un ou plusieurs aimants permanents, ou tout autre système équivalent pouvant générer un vecteur d’excitation magnétique, tel qu’une ou plusieurs bobines alimentées électriquement. Dans les exemples représentés, la source de champ magnétique 11 est constituée d’un aimant permanent, de forme plane, parallélépipédique, sans que cette forme ne soit limitative. La référence numérique 11 sera indifféremment utilisée pour désigner la source de champ magnétique et le ou les aimants. En effet, il est possible de réaliser une source de champ magnétique 11 dont la forme est adaptée à l’architecture du module de coupure, qui peut être courbe dans le cas par exemple d’un appareil à coupure rotative. Dans ce cas, elle peut être constituée d’une pluralité d’aimants permanents parallélépipédiques, disposés côte à côte sur une ligne courbe, ou d’un aimant permanent moulé dans une forme courbe. Les caractéristiques de l’aimant permanent, ainsi que ses effets techniques sur le soufflage et l’étirement de l’arc électrique sont notamment décrits dans la publication FR 3 006 101 Al de la demanderesse, et ne seront pas détaillés dans la présente demande.

Le dispositif de soufflage magnétique 10, conformément à l’invention, se différencie de celui décrit dans la publication mentionnée ci-dessus, par la présence dans ladite chambre de coupure 9, d’un déflecteur 20 amagnétique et électriquement isolant. Ce déflecteur 20 est conçu et agencé pour occuper, combler ou remplir la majeure partie de la chambre de coupure 9, c’est-à-dire l’espace existant entre la zone de coupure Z et le boîtier 5, et ménager un ou plusieurs espaces ou intervalles étroits entre les parois isolantes dudit déflecteur et celles dudit boîtier. Le déflecteur 20 forme ainsi un obstacle physique entièrement amagnétique, interposé sur le chemin de l’arc électrique soufflé et réduit à son minimum le volume d’air restant dans ladite chambre de coupure 9. Au moins un des espaces ou intervalles étroits restants constitue alors une zone de confinement d’arc 21, dans laquelle l’arc électrique E lorsqu’il est soufflé magnétiquement est dévié et contraint pour favoriser son refroidissement et son extinction. Cette zone de confinement d’arc 21 est principalement située à distance et au droit ou à l’aplomb de la zone de coupure Z dans la direction de la force électromotrice F. La figure 7 illustre les zones de confinement d’arc 21 obtenues grâce à la présence du déflecteur 20 situées principalement entre le fond des parties 5a, 5b du boîtier 5 et les extrémités correspondantes des oreilles 22 du déflecteur 20. Toutefois et en fonction de l’architecture du dispositif de soufflage magnétique, la ou les zones de confinement d’arc 21 peuvent se situer ailleurs, entre les parois latérales ou transversales correspondantes dudit déflecteur 20 et dudit boîtier 5.

Dans l’exemple illustré dans les figures 2 à 7, le déflecteur 20 est mobile, et fait partie intégrante du contact mobile CM, et donc de la broche rotative 8. Il présente une section en forme de C, symétrique par rapport au plan de coupure P. Il comporte deux oreilles 22 séparées par une ouverture centrale 23. L’ouverture centrale 23 libère un passage pour le déplacement relatif du contact fixe CF par rapport au contact mobile CM dans le plan de coupure P. Le déflecteur 20 comporte un épaulement 24 entre les oreilles 22 et la broche rotative 8, qui délimite avec le boîtier 5 une rainure de guidage en rotation de ladite broche rotative 8. La forme du déflecteur 20 et celle des moyens de guidage en rotation de la broche rotatif 8 peuvent être différentes en fonction de l’architecture du module de coupure 3. Le déflecteur 20 est constitué dans cet exemple d’une pluralité d’ailettes 25, par exemple de cinq ailettes 25, sans que ce nombre soit limitatif. Les ailettes 25 sont orientées perpendiculairement au plan de coupure P. Elles sont réparties dans la zone de coupure Z, qui s’étend sur un secteur angulaire, s’agissant d’un module de coupure rotatif. L’intervalle entre deux ailettes 25 consécutives est régulier, mais pourrait être irrégulier. Cet exemple de réalisation n’est donc pas limitatif.

Les parois intérieures du boîtier 5 ont une forme sensiblement complémentaire à la forme du déflecteur 20, par exemple à celle des oreilles 22, avec un jeu déterminé pour créer lesdites zones de confinement d’arc 21. Ainsi les parois intérieures du boîtier 5 ont également une forme géométrique sensiblement symétrique par rapport au plan de coupure P dans l’exemple illustré, sans que cet exemple ne soit limitatif. Comme évoqué précédemment, la symétrie des chambres de coupure 9 par rapport audit plan de coupure P permet de garantir des performances de coupure équivalentes, quelle que soit la polarité des aimants 11 et le sens du courant, si les aimants sont également disposés symétriquement par rapport audit plan de coupure P. Le même résultat est possible en cas de non-symétrie des chambres de coupure 9, si les aimants 11 sont également disposés de manière non-symétrique. Dans tous les cas, le fonctionnement non polarisé du dispositif de soufflage magnétique 10 est garanti.

Lors de l’ouverture du circuit électrique, lorsque le contact mobile CM quitte le contact fixe CF, un arc électrique E s’établit dans la zone de coupure Z entre le contact fixe CF et le contact mobile CM, et circule à l’intérieur de l’ouverture centrale 23 du déflecteur 20 (cf. figure 5). Le soufflage magnétique induit par l’aimant 11 dans la zone de coupure Z, tend à pousser l’arc électrique E perpendiculairement au plan de coupure P en direction du boîtier 5. Le déflecteur 20 intercalé sur le chemin de l’arc électrique E soufflé forme un obstacle physique amagnétique qui a pour effet de dévier immédiatement le cheminement du plasma de l’arc dans la direction de la force électromotrice F, jusque dans la zone de confinement 21 entre l’extrémité des oreilles 22 du déflecteur 20 et le boîtier 5. Dans le même temps, les intervalles existants entre les ailettes 25 du déflecteur 20 d’une part, et entre le déflecteur 20 et les parois intérieures du boîtier 5 d’autre part, forment des colonnes d’échappement unidirectionnelles favorisant l’expansion du plasma d’arc en direction de la zone de confinement 21 et son refroidissement au contact des parois isolantes du déflecteur 20 et du boîtier 5. Dans la zone de confinement d’arc 21, l’arc électrique E est étiré, allongé et pris en étau entre les parois isolantes correspondantes du boîtier 5 et du déflecteur 20. L’arc électrique E se refroidit alors brutalement. Cette technique de refroidissement est particulièrement rapide et très efficace. En outre, les matériaux électriquement isolants constituant le boîtier 5 et le déflecteur 20 sont préférentiellement des matériaux amagnétiques qui ne produisent aucun effet sur le champ magnétique généré par les aimants 11 et ne perturbent aucunement le soufflage magnétique de l’arc. Ces matériaux peuvent encore améliorer l’effet technique décrit ci-dessus, notamment s’ils présentent des propriétés gazogènes. Il peut s’agir de matières thermoplastiques, telles que du Téflon® ou similaires, qui au contact de l’arc électrique E libèrent des particules d’hydrogène, qui vont se mélanger au plasma d’arc et accélérer son refroidissement.

Ce nouveau principe de coupure permet un gain en performances de coupure car il permet d’atteindre une importante tension d’arc. Il permet aussi de réduire le champ magnétique nécessaire et d’utiliser des aimants 11 de qualité et de coût moindres, tels que par exemple des aimants de type ferrite ou similaire, en lieu et place d’aimants de haute qualité, en métaux rares et coûteux, de type Néodyme Fer Bore.

Le principe de coupure selon l’invention est en outre facilement déclinable en diverses variantes, dont quelques exemples sont à présent décrits.

Le déflecteur 20 mobile tel que décrit en référence aux figures 2 à 7 est formé d’ailettes 25 embarquées ou liées solidairement à la broche rotative 8 du contact mobile CM. Dans la variante de réalisation illustrée à la figure 16, le déflecteur 20 est constitué d’une pièce monobloc pleine 26, également mobile et solidaire de la broche rotative 8 du contact mobile CM. Cette pièce monobloc pleine 26 peut présenter une géométrie similaire à celle des ailettes 25, c’est à dire une section en forme de C symétrique par rapport au plan de coupure P. Elle comporte ainsi deux oreilles 22, une ouverture centrale 23 et un épaulement 24 de guidage. Dans cette variante, un jeu latéral entre le déflecteur 20 et les parois intérieures du boîtier 5 est nécessaire pour créer des colonnes d’échappement unidirectionnelles favorisant l’expansion du plasma d’arc en direction des zones de confinement 21 et par conséquent le déplacement et l’étirement de l’arc électrique E perpendiculairement au plan de coupure P jusque dans ces zones de confinement d’arc 21. Le déflecteur 20 peut également être constitué d’une pièce ajourée, non représentée, pourvue de fentes, d’orifices ou similaires permettant le passage du plasma d’arc.

Les figures 8 à 10 illustrent une autre variante de réalisation d’un déflecteur 20’ qui est fixe et rapporté ou lié solidairement au boîtier 5. Dans cet exemple, le déflecteur 20’est constitué d’une pluralité de plaques 24’ individuelles, en forme de C, symétriques par rapport au plan de coupure P et rapportées dans des rainures 25’ latérales prévues une paroi intérieure du boîtier 5, en regard des zones de coupure Z. Le déflecteur 20’ est constitué dans cet exemple de cinq plaques 24’, sans que ce nombre soit limitatif. Les plaques 24’ sont orientées perpendiculairement au plan de coupure P. Elles sont réparties dans la zone de coupure Z, qui s’étend sur un secteur angulaire, s’agissant d’un module de coupure rotatif. L’intervalle entre deux plaques 24’ consécutives est régulier, mais pourrait être irrégulier. Cet exemple de réalisation n’est donc pas limitatif. Les intervalles entre les plaques 24’ du déflecteur 20’ forment des colonnes d’échappement unidirectionnelles favorisant l’expansion du plasma d’arc dans la direction de la force électromotrice F et en direction des zones de confinement 21’ .

Ces exemples de réalisation de déflecteur 20, 20’ ne sont bien entendu pas limitatifs et d’autres modes de réalisation et/ou formes géométriques sont possibles dans la mesure où ils forment des obstacles physiques amagnétiques sur le trajet de l’arc électrique E soufflé, qui occupent et remplissent les chambres de coupure 9 pour réduire à son minimum le volume d’air restant dans des espaces étroits, des chicanes et/ou des colonnes d’échappement, ayant pour effet de contraindre et de dévier le cheminement du plasma d’arc et donc de l’arc électrique entre des parois non conductrices. Le déflecteur 20, 20’ peut également être constitué d’une pièce monobloc ajourée, non représentée, par exemple traversée par des fentes, orifices, pores ou similaires pour permettre l’expansion du plasma d’arc dans la direction de la force électromotrice F et en direction des zones de confinement 21, 21’. Le principe de coupure de l’invention s’applique également à des modules de coupure 3’ dits linéaires, par opposition aux modules de coupure 3 rotatifs décrits précédemment. En référence plus particulièrement aux figures 11 à 13, le module de coupure 3’ est double et comporte deux contacts fixes CF et un contact mobile CM embarqué sur un chariot linéaire 8’ isolé. Le chariot linéaire 8’ est entraîné en translation alternative selon un axe T, par un mécanisme à action brusque (non représenté) prévu dans un module de commande (non représenté). Le module de coupure 3’ linéaire a une construction sensiblement similaire au module de coupure 3 rotatif des figures 2 à 7, en ce sens qu’il est symétrique à la fois par rapport à un plan médian B perpendiculaire au plan de coupure P passant par l’axe T, et par rapport audit plan de coupure P. Comme expliqué en référence au module de coupure 3 rotatif, la symétrie du module dans les deux plans P et B n’est pas une obligation, et une conception asymétrique peut être envisagée, sans remettre en cause ni le fonctionnement, ni la non-polarité des dispositifs de soufflage magnétique 10.

Le module de coupure 3’ linéaire comporte en outre deux chambres de coupure 9 symétriques, au droit de deux zones de coupure Z, un dispositif de soufflage magnétique 10 pourvu de deux aimants 11 symétriques et face à chacune des zones de coupure Z, et deux déflecteurs 20 symétriques et embarqués sur le chariot linéaire 8’. Ces déflecteurs 20 ont en outre la même configuration que les déflecteurs 20 des figures 2 à 7, portent les mêmes références numériques, et ne sont pas décrits à nouveau. Conformément à la figure 13, les déflecteurs 20 remplissent les chambres de coupure 9, et délimitent avec les parois intérieures du boîtier 5 des zones de confinement 21 dans lesquels est dévié, étiré et contraint l’arc électrique E lorsqu’il est soufflé magnétique par les aimants 11.

En outre et dans toutes les variantes de réalisation décrites, le dispositif de soufflage magnétique 10 peut être amplifié par l’ajout d’une carcasse 12 ferromagnétique ou similaire, ayant pour effet de canaliser et de concentrer le champ magnétique M induit par l’aimant 11 du dispositif de soufflage magnétique 10 dans chaque chambre de coupure 9. Dans l’exemple illustré à la figure 14, la carcasse 12 présente une forme en C, symétrique par rapport au plan de coupure P et entourant l’aimant 11 et le déflecteur 20. Elle est en outre isolée du déflecteur 20 pour une paroi intérieure 5’ du boîtier 5. La forme de la carcasse 12 peut être différente en fonction de l’architecture du dispositif de soufflage magnétique 10 et du module de coupure 3, 3’.

Le dispositif de soufflage magnétique 10, lorsqu’il est mis en œuvre dans des modules de coupure 3, 3’ double, tels que représentés dans les différentes figures 2 à 14, peut ne comporter qu’une seule source de champ magnétique 11, qui est dans ce cas commune aux deux chambres de coupure 9. Un exemple de réalisation est illustré en référence à la figure 15, dans laquelle l’aimant 11 du dispositif de soufflage magnétique 10 est mobile, embarqué dans le contact mobile CM, et rapporté ou intégré dans la broche rotative 8 ou le chariot linéaire 8’. Cette variante de réalisation permet de rendre le module de coupure 3, 3’ plus compact et de cumuler l’effet magnétique d’un unique aimant 11 disposé face à deux zones de coupure opposées et soufflant les arcs électriques E dans deux chambres de coupure 9 opposées.

La présente invention n'est bien entendu pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier dans la limite des revendications annexées. En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d’entre elles, combinées entre elles. Par ailleurs, les flèches M et F qui représentent sur les figures respectivement le vecteur d’excitation magnétique généré par chaque source de champ magnétique 11 et la force électromagnétique induite correspondante, peuvent être orientées différemment en fonction à la fois de la polarité de ladite source de champ magnétique 11 et du sens du courant circulant dans chaque chambre de coupure 9, sans pour cela sortir du champ de protection de l’invention.