FR2820879A1 - Montage d'element fusible pour gamme complete d'intensites et fusibles - Google Patents
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Abstract
Ce fusible (10) comprend un support isolant (20), des premier et second connecteurs (28, 30) couplés aux extrémités du support, avec des éléments fusibles s'étendant du premier connecteur vers le second connecteur. Chacun des éléments fusibles comprend une partie (32) interrompant un courant faible et comprenant un point faible (36), et une partie (44) limitant un courant intense s'étendant du second connecteur vers le premier connecteur qui sont couplées entre elles entre les connecteurs, des manchons isolants (38) entourant les portions d'éléments fusibles (32).
Description
la carcasse (10).
La présente invention concerne dlune manière générale un élément fusible ou des montages de liaisons fusibles et plus particulièrement concerne des montages d'élément fusible pour des fusibles à usage général ou pour gamme complète d'intensités. Les fusibles sont utilisés de facon répandue en tant que dispositifs de protection contre une surintensité, pour empêcher un endommagement coûteux de circuits électriques. Des bornes du fusible établissent une connexion électrique de façon typique entre une source d'alimentation électrique et un composant électrique ou une combinaison de composants disposés dans un circuit électrique. Une ou plusieurs liaisons ou éléments fusibles ou un montage d'élément fusible, sont connectées entre les bornes du fusible de sorte, lorsqu'un courant électrique circulant dans le fusible dépasse une limite prédéterminée, les éléments fusibles fondent et ouvrent un ou plusieurs - circuits- au moyen des fusibles pour empêcher un
endommagement de composants électriques.
Les fusibles de limitation du courant, à haute tension du type à usage général ou pour gamme complète d'intensités, peuvent agir de manière à interrompre de façon sûre à la fois des courants de défaut relativement intenses et des courants de détauts relativement faibles, et ce avec une égale efficacité. Au moins un type de fusibles du type à usage général ou de la gamme complète d'intensités utilise un montage d'élément fusible comportant deux portions distinctes. Une portion est configurse de manière à ouvrir un circuit électrique dans des conditions de courant de défaut relativement faible, et une seconde portion est configurse pour ouvrir un cTrcuit électrique dans des conditions d'un courant de défaut relativement élevé. La première portion inclut une pluralité d'éléments fusibles contenus dans des manchons isolants respectifs et incluant un point faible et/ou un point d'alliage bas point de fusion, situ approximativement au centre ou au point mAdian de chacun des AlAments fusibles. La seconde portion inclut une pluralit d'AlAments fusibles fabriqus en un mAtal hautement conducteur et branchAs en parallle entre eux. Les premiAre et seconde portions d'4lAments tusibles sont enroulAs en sArie sur un support isolant et sont enrobes dans un matAriau d'extinction d'arc dans un boltier de fusible. Dans des conditions de courant de dfaut intense, la seconde portion du montage d'6lAment fusible se vaporise partiellement et le mat6riau d' extinction de l'arc absobe de l'4nergie et atteint une valeu rAsistive Aleve pour interrompre d'une maniAre sOre et efficace un courant dans le fusible. Dans des conditions de courant de dfaut faible, la premiAre partie du montage d'AlAment fusible intrrompt le courant en {aisant fondre un AlAment fusible dan un ou plusieurs des manchons isdlAs. L'arc rsulLant l'intArieur des manchons produit un gaz ionisA qui est
refoulA hors des extrAmits ouvertes des manchons.
Cependant, dans des applications tension Aleve et courant intense, comme par exemple pour la protection de transformateurs de 12 kV, qui sont de plus en plus frAquents, ayant des valeurs nominales aussi {leves que 100 kVA, des fusibles classiques pour gamme complte d'intensits se sont avArAs dficients. Etant donnA que les valeurs nominales des courants et les valeurs nominales des tensions des fusibles pour gamme complAte d'intensits augmentent, le fusible est susceptible de faire l'objet d'un endommagement interne et externe indsirable sous l'effet d'une Anergie rAsultante accrue de bulles de gaz ionis lors du fonctionnement du fusible. Bien que le renforcement des manchons isolants de la premiAre portion du montage d'AlAment fusible soit d'une certaine utiliti pour fournir des valeurs nominales plus leves du courant et des valeurs nominales plus élevées de la tension de fusibles à gamme complète d'intensités, le renfort des manchons tend à compliquer le montage et à augmenter les coûts de fabrication des fusibles sans supprimer les problèmes liés aux bulles de gaz ionisées excédentaires et à l'endommagement résultant pendant le fonctionnement du fusible. En outre, bien que l'on puisse augmenter les valeurs nominales de la tension et du courant de fusibles pour gamme complète d'intensités en utilisant des éléments fusibles et des agencements de fusibles possédant une surface en coupe transversale plus grande et une capacité plus grande, ceci augmente les dimensions physiques du fusible pour gamme complète d'intensités. En particulier lorsqu' on utilise un grand nombre de fusibles,
l' augmentation de la taille des fusibles pose un problème.
Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple de l' invention, le montage-d'élément-fusible pour un fusible pour gamme complète d'intensités inclut un support isolant posséJant des première et seconde extrémités opposées. Un premier connecteur électriquement conducteur est couplé à la première extrémité du support et un second connecteur électriquement conducteur est couplé à la seconde extrémité du support. Au moins un élément fusible s'étend entre le premier connecteur et le second connscteur autour du support isolant. L'élément fusible inclut une portion d'élément fusible interrompant un courant faible et qui s'étend à partir du premier connecteur, une portion d'élément fusible limitant un courant intense et qui s'étend à partir du second connecteur, et la portion d'élément fusible interrompant un courant faible et la portion d'élément fusible limitant un courant intense sont couplées entre elles dans une zone entre les premier et second connecteurs. Un manchon isolant entoure la portion d'élément fusible interrompant un courant faible, et chaque manchon inclut une première | extrémité adjacente au premier connecteur et une seconde extrémité adjacente aux portions d'élément fusible limitant un courant intense. La portion d'élément fusible ! j 5 interrompant un courant faible inclut un point faible situé ! au voisinage, mais à l'intérieur, de la seconde extrémité i de l'un respectif des manchons. En variante, le point falble est situé dans une gamme comprise entre O et 25 % de la longueur du manchon, mesurée à partir de la seconde
extrémité du manchon.
En positionnant le point faible de l'élément fusible interrompant un courant faible sur une extrémité du manchon isolant situé à l'opposé du connecteur, à partir duquel s'étendent les éléments fusibles interrompant un courant faible, des bulles de gaz ionisées produites lors du fonctionnement d'un fusible sont dirigées de façon prépondérante vers un centre du fusible plutôt que vers les extrémités du- fusible à proximité des capuchons d'extrémité. C'est pourquoi, au moyen d'une éjection efficiente et efficace du gaz ionisé hors du manchon isolant, le montage d'élément fusible évite un endommagement du corps du fusible et des capuchons d'extrémité, que l'on observait dans les fusibles classiques, et il est plus facile d'obtenir des valeurs nominales plus élevées de la tension et du courant sans augmenter les dimensions de composants du fusible. Par conséquent, on obtient un fusible pour gamme complète d'intensités ayant des performances supérieures, dans une structure compacte, qui réalise une réduction d'encombrement, par rapport à des fusibles à gamme complète
d'intensités connus.
L' invention concerne un montage d'élément fusible pour un fusible pour gamme complète d'intensités, caractérisé en ce qu'il comprend: un support isolant comportant des première et seconde extrémités opposées, un premier connscteur électriquement conducteur couplé à ladite première extrémité du support, un second connocteur électriquement conducteur couplé à ladite seconde extrémité du support, au moins un élément fusible, qui s'étend entre ledit premier connecteur et ledit second connecteur autour dudit support isolant, ledit au moins un élément fusible comprenant une portion d'élément fusible interrompant un courant faible, qui s'étend à partir dudit premier connecteur, une portion d'élément fusible limitant un courant intense, qui s'étend à partir dudit second connecteur, ladite portion d'élément fusible interrompant un faible courant et ladite portion d'élément fusible limitant un courant intense étant couplées entre elles dans une position intermédiaire entre lesdits premier et second connecteurs, et un manchon isolant entourant ladite portion d'élément fusible interrompant un faible courant, ledit manchon posséJant une première extrémité adjacente audit premier connecteur et une seconde extrémité adjacente à ladite portion d'élément fusible limitant un courant intense, ladite portion d'élément fusible interrompant un faible courant comprenant un point faible situé au
voisinage de ladite seconde extrémité dudit manchon.
Selon une autre caractéristique de l' invention, ledit support comprend une première partie possédant une première surface en coupe transvereale et une seconde partie posséJant une seconde surface en coupe transversale, ladite seconde surface en coupe transversale étant
supérieure à ladite première surface en coupe transversale.
Selon une autre caractéristique de l' invention, ledit support comporte en outre une partie étagée ayant une surface en coupe transversale accrue accrue entre lesdites
première et seconde parties du support.
Selon une autre caractéristique de l 'invention, ledit au moins un élément fusible s'étend selon une
disposition hélicoïdale autour dudit support.
Selon une autre caractéristique de l' invention, le montage d'élément fusible comprend une pluralité
d'éléments fusibles, qui sont branchés en parallèle.
Selon une autre caractéristique de l' invention, ladite portion d'élément fusible interrompant un faible courant comprend en outre un revêtement à effet M. Selon une autre caractéristique de l' invention, le revêtement à effet M est situé au voisinage dudit point faible de chaque portion d'élément fusible interrompant un
courant faible.
L' invention concerne en outre un montage d'élément fusible pour un fusible pour gamme complète d'intensités, caractérisé en ce qu'il comprend: un support isolant comportant des première et
seconde extrémités opposses, -
un premier connocteur électriquement conducteur couplé à ladite première extrémité du support, un second connecteur électriquement conducteur couplé à ladite seconde extrémité du support, une pluralité d'éléments fusibles interrompant un courant faible s'étendant à partir dudit premier connocteur en direction dudit second connecteur et comprenant chacun un point faible, une pluralité d'éléments fusibles limitant un courant intense, qui s'étendent à partir dudit second connecteur en direction dudit premier connecteur, chacune desUites portions d'éléments fusibles limitant un courant intense comprenant une pluralité de points faibles, et lesdites portions d'élément fusible interrompant un courant faible et lesdites portions d'élément fusible limitant un courant intense étant couplées entre elles entre lesdits premier et second connecteurs, et une pluralité de manchons isolants entourant chacun lesdites portions d'élément fusible interrompant un courant faible, lesUits manchons posséJant une première extrémité adjacente audit premier connscteur et une seconde extrémité située à l'opposé de ladite première extrémité, ladite seconde extrémité de chaque manchon étant disposée de façon proximale par rapport audit point faible respectif de l'un respectif desdits éléments fusibles interrompant un
courant faible.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les différents éléments fusibles interrompant un courant
faible sont branchés en parallèle.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chacun desUits éléments fusibles interrompant un courant
faible s'étend en hélice autour dudit support.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit support comprend une première partie, une seconde partie et une partie étagée de taille accrue entre ladite première partie et ladite seconde partie, ladite seconde extrémité dudit manchon étant disposce au voisinage dudit
accroissement étagé.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chacun desdits éléments fusibles interrompant un courant faible comprend un revêtement à effet M. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit revêtement à effet M est situé au voisinage dudit point faible sur chacun desdits éléments fusibles
interrompant un courant faible.
L' invention concerne en outre un fusible pour gamme complète d'intensités, caractérisé en ce qu'il comporte: un corps comprenant des première et seconde extrémités opposées, un premier capuchon d'extrémité couplé à ladite première extrémité du corps, un second capuchon d'extrémité couplé à ladite seconde extrémité du corps, et un montage d'élément fusible s'étendant entre lesdits capuchons d'extrémité, ledit montage d'élément fusible comprenant un support isolant possédant une première extrémité et une seconde extrémité, une pluralité d'éléments fusibles interrompant un faible courant et s'étendant depuis ladite première extrémité du support en direction de ladite seconde extrémité, et une pluralité d'éléments fusibles limitant un courant intense, qui s'étendent depuis lesdits éléments fusibles interrompant un courant faible jusqu'à ladite seconde extrémité du support, chacun desUits éléments fusibles interrompant un courant faible comprenant un point faible situé au voisinage
desUits éléments fusibles limitant un courant intense.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit montage d'élément fusible comporte en outre une - pluralité de manchons isolants, chaque manchon entourant chacun de ladite pluralité d'éléments fusibles interrompant un faible courant, chacun desdits manchons comprenant des première et seconde extrémités opposées, l'une desdites extrémités étant situées d'une manière proximale par rapport audit point faible de chaque élément fusible
interrompant un courant faible.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit support comporte une première partie, une seconde partie et une partie étagée de taille accrue entre ces parties, lesUits points faibles de chacun des éléments fusibles interrompant un courant faible étant situés au
voisinage de ladite partie étagée de taille accrue.
Selon une autre caractéristique de linvention, ladite pluralité d'éléments fusibles interrompant un
courant faible est enroulée autour dudit support isolant.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite pluralité d'éléments fusibles interrompant un
courant faible est branchée en parallèle.
Selon une autre caractéristique de l' invention, le fusible comporte en outre un milieu d T extinction d'arc entourant ledit montage d'élément fusible à l'intérieur dudit corps. L' invention concerne en outre un fusible pour gamme complète d'intensités, caractérisé en ce qu'il comporte un corps comprenant des première et seconde extrémités opposées, des premier et second capuchons d'extrémité couplés auxdites première et seconde extrémités du corps, une pluralité d'éléments fusibles interrompant un courant faible, couplés à l'un desdits premier et second caquchons dextrémité et s'étendant vers l'autre desdits premier et second capuchons d'extrémité, lesdits éléments fusibles interrompant un courant faible étant branchés en parallèle entre eux, chacun desUits éléments fusibles interrompant un courant faible comprenant un point faible, et une pluralité de manchons isolants, dont chacun contient l'un desUits éléments fusibles interrompant un courant faible et comportant des première et seconde extrémités opposées, ledit point faible de chacun des éléments fusibles interrompant un courant faible étant situé au voisinage de l'une desdites première et seconde extrémités dudit manchon pour dissiper un gaz ionisé en
dehors desUits capuchons.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description donnée
ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une coupe schématique d'une première forme de réalisation d'un fusible pour gamme complète d'intensités; et :. - la figure 2 représente une coupe schématique d'une seconde forme de réalisation d'un fusible pour gamme
complètes d'intensité.
La figure 1 représente un fusible pour gamme complète d'intensités 10 incluant un corps isolant 12 de fusible, un montage 14 d'élément fusible disposé dans le corps 12, des capuchons d'extrémité électriquement conducteurs 16 couplés à un corps de fermeture 12 et connectés électriquement au montage 14 d'élément fusible, et un matériau 18 d' extinction d'arc entourant le montage 14 d'élément fusible à l'intérieur du corps 12. C'est pourquoi, lorsque des capuchons d'extrémité 16 sont connectés à un circuit électrique activé (non représenté), un circuit est complété par un fusible 10 par l'intermédiaire du montage 14 d'élément fusible. Lorsqu'un courant traversant le fusible 10 se rapproche de niveaux inadmissibles, en fonction des caractéristiques du montage 14 d'élément fusible- et par -conséquent de la valeur nominale de courant pour le fusible 10, un montage 14 d'élément fusible fonctionne, fond, se vaporise au moins partiellement ou sinon s'ouvre, comme cela sera expliqué plus loin d'une manière plus complète, pour limiter le flux de courant et interrompre un flux de courant dommageable dans le fusible 10. Par conséquent, c' est pourquoi des circuits électriques et un équipement côté ligne peuvent être isolés électriquement vis-à-vis d'un défaut de fonctionnement des circuits électriques et d'un équipement côté charge, pour empêcher un endommagement coûteux de la
charge et des circuits et de l'équipement côté ligne.
Dans une forme de réalisation, le corps 12 est formé d'un matériau isolant, c'est-à-dire non conducteur connu, comme par exemple des matériaux céramiques, et s'étend avec une forme sensiblement cylindrique entre des capuchons d'extrémité 16. Cependant il est envisagé que les avantages de l' invention puissent être obtenus dans des fusible s ut i lis ant des corps non cylindriques et réalisés en d'autres matériaux. En outre, dans cette forme de réalisation à titre d'exemple, le milieu d' extinction d' arc 18 est formé de sable siliceux granulaire pur ou de poudre de quartz, qui entoure complètement le montage 14 d'élément fusible et supprime pour l'essentiel des intervalles remplis d'air autour du montage 14 d'élément fusible à l'intérieur du corps 12. Dans d'autres formes de réalisation cependant, on utilise d'autres matériaux et milieux dextinction d'arc connus dans le fusible 10 à la
place de pur sable siliceux ou de poudre de quartz.
Le montage 14 d'élément fusible inclut un support isolant 20 posséJant une première portion 22 et une seconde portion 24 comportant une surface en coupe transversale supérieure à celle de la première portion 22. De façon plus spécifique, dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le support 20 est formé d'un seul tenant et s'étend sensiblement selon une configuration cylindrique avec une partie étagée 26 de diamètre accru, qui délimite la première portion 22 et la seconde portion 24 du support en des portions respectives relativement étroites et relativement larges. Cependant, dans d'autres formes de réalisation, des portions séparées étroites et larges 22 et 24 sont fixées l'une à l'autre lors de la fabrication du support 20. En outre, il est envisagé que les avantages de l' invention puissent être obtenus en utilisant d'autres formes, c'est-à-dire des formes non cylindriques, du support 22, incluant sans aucune limitation des formes en coupe transversale elliptiques, des formes polygonales, des formes nervurces, des formes en étoile en coupe transversale. En outre il apparaîtra à l'évidence ci- après que l' invention peut être utilisée sur un support 22 posséJant une aire en coupe transversale sensiblement constante et uniforme, bien que l'on notera qu'un espace sensiblement non-uniforme entre le montage 14 d'élément fusible et le corps 12 peut être obtenu sans modification
correspondante du corps 12.
Des connecteurs électriquement conducteurs 28, 30 sont couplés dans des positions opposées au support 20 aux extrémités de ce dernier, c'est-àdire aux extrémités respectives de la première portion 22 du support et de la seconde portion 24 du support, qui sont éloignées de la partie étagée de diamètre accru 26. Chaque connecteur 28, peut comporter des prolongements 31 qui établissent un contact électrique avec les capuchons d'extrémité 16. Par conséquent un circuit électrique peut être établi au moyen des éléments fusibles, expliqués ci-après, qui sont enroulés autour du support 20 et sont couplés
électriquement aux connocteurs 28, 30.
Une pluralité d'éléments fusibles 32 interrompant un courant faible sont enroulés autour de la première portion 22 du support et s'étendent longitudinalement depuis le connecteur 28 en direction de la partie étagée de diamètre accru 26 du support, selon une disposition hélicoïdale. Chaque élément fusible 32 interrompant un courant faible est réalisé en un alliage ou en un métal à point de fusion relativement bas tel que de l'étain ou sinon par exemple en un élément en argent ou en cuivre posséJant un revêtement à effet M (point d'alliage à bas point de fusion) 34 ou point M situé sur cet élément et entre le connecteur 28 et la partie étagée de diamètre
accru 26 du support.
De facon plus spécifique, dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, chaque élément fusible 32 interrompant un courant faible est au moins partiellement recouvert d'un revêtement 34 formé d'un métal conducteur qui est différent d'une composition de l'élément fusible 32. Dans une forme de réalisation donnée à titre d' illustration, par exemple des éléments fusibles 32 sont formés de cuivre ou d'argent, et le revêtement 34 est formé par de l'Atain. Etant donnA que l'Atain possAde une tempArature de fusion infArieure celle du cuivre ou de 1'argent, le revtement 34 est chauff une tempArature de fusion dans un Atat de surintensitd avant l'AlAment de fusible en cuivre 32. Le revAtement fondu ragit alors avec l'AiAment fusible en cuivre ou en argent 32 et forme un alliage Atain-cuivre qui possAde un tempArature de fusion infArieure celle de chaque mAtal lui-mme. En tant que telle, la tempArature de fonctionnement de l'Alment fusible 32 est rAduite dans un tat de surintensit6, et chaque AlAment fusible 32 est empAchA d'atteindre le point de fusion supArieur de l'argent ou du cuivre. Par consquent on met profit des caractristiques conductrices et des avantages du cuivre ou de l'argent tout
en vitant des tempAratures indsirables de fonctionnement.
Dans d'autres formes de ralisation, d'autres matAriaux conducteurs peuvent Atre utiliss pour fabriquer des AlAments fusibles 32 et or rdvAtement 34, incluant respectivement, sans aucune limitation, les alliages de cuivre et d' argent eL les alliages d' Atain pour l'obtention d'avantages similaires. Dans d'autres formes de 6alisation, le revtement 34 est formA d'antimoine ou .. nulum. Le revAtement 34 est appliquA des AlAments fusibles respectifs 32 en utilisant des techniques connues incluant par exemple des techniques utilisant la flamme d'un ga et des techniques de soudage. Sinon, on peut utiliser d'autres procds incluant, sans aucune limitation, des bains de placage Alectrolytique, des techniques de dApt de couches minces et des procAds de dApat en phase vapeur. En utilisant ces techniques, dans diffrentes formes de ralisation, on applique un revAtement 34 une partie ou la totalit d'Al6ments fusibles 32. Par exemple, dand une forme de ralisation, seule une partie centrale de l'AlAment fusible 32 inclut un revêtement 34, tandis que dans une autre forme de réalisation, l'ensemble de la surface d'un élément fusible 32 inclut un revêtement 34. Dans une autre forme de réalisation, un revêtement 34 est appliqué sur un seul côté de l'élément fusible 32, alors que dans une forme de réalisation différente, les deux côtés d'un élément fusible 32 incluent un revêtement 34 à effet M. Chaque élément fusible 32 interrompant un courant faible comporte en outre une partie rétrécie ou un point faible 36 ayant une surface en coupe transvereale réduite et au niveau duquel l'élément fusible 32 doit faire fondre, ouvrir ou sinon interrompre une connexion électrique dans le fusible 10. Etant donné que la surface en coupe transversale du point faible 36 est réduite par rapport au reste de l'élément fusible 32, le point faible 36 est chauffé à une température supérieure lorsque le courant le traverse plutôt que lorsqu'il traverse le reste d r élément fsible 32 et par conséquent atteint le point de fusion de l'élément fusible 32 avant le reste de l'élément fusible 32. Par conséquent l'élément fusible 32 s'ouvre de façon prédictible dans la zone du point faible 36 avant d'autres parties de l'élément fusible 32. Les spécialistes de la technique noteront que les points faibles 36 pourraient sinon être formés conformément à d'autres procédés et techniques connus dans l'art, comme par exemple au moyen de la formation de trous dans les éléments fusibles 32 plutôt
que la formation de zones rétrécies.
Chaque élément fusible 32 interrompant un courant faible est en outre logé dans un manchon flexible thermiquement isolant 38 possédant des dimensions légèrement supérieures à une largeur de chaque élément fusible 32. Les manchons isolants 38 sont réalisés en des matériaux aptes à résister à des températures élevéss lorsque le fusible 10 est mis en fonctionnement et également possèdent une résistance électrique suffisante à des fins d' isolation. Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, les manchons 38 sont réalisés en caoutchouc silicone. Dans d'autres formes de réalisation, d'autres matériaux connus sont utilisés à la place du caoutchouc silicone pour fabriquer des manchons 38. Dans d'autres formes de réalisation, des inserts (non représentés) par exemple de la graisse au silicone sont disposés dans des extrémités respectives de manchons ouverts 38 au voisinage du connecteur 28 et de la partie étagée de diamètre accru 26 du support pour empêcher que le milieu d' extinction d'arc 18 ne pénètre dans les manchons 38, tout en permettant encore au gaz ionisé de s'échapper des manchons 38 lorsque le fusible 10 est mis en fonctionnement. Comme on le notera, et ce contrairement à des fusibles classiques à gamme complète d'intensités, le point faible 36 de chaque élément fusible 32 interrompant un courant faible est situé à proximité de la partie étagée de diamètre accru 26 du support 14 de montage du fusible ou en direction d'un centre du fusible 10. En d'autres termes, dans une forme de réalisation des points faibles 36 possédant des éléments de fusible 32 interrompant un courant faible sont situés, en étant éloignés dans toute la mesure du possible du connecteur 18 et du capuchon d'extrémité 16, tout en étant situé à l'intérieur des manchons respectifs 38. Lorsque des éléments fusibles 32 s'ouvrent à proximité de points faibles 36, un arc électrique est produit en travers de la partie interrompue au niveau du point faible 36 dans les manchons 38. La bulle résultante de gaz ionisé est éjectée du manchon 38 d'une manière prédominante en passant par l'extrémité la plus proche du manchon 38située à l'opposé du connecteur 28 et en direction d'un centre du fusible 10, c'est-à-dire d'une manière proximale par rapport à la partie étagée de diamètre accru 26 du support dans la forme de réalisation reprAsente. C'est poUrquoi, seule une faible partie du gaz ionisA traerse les anchons 38 en direction de leurs extrdmits adjacentes au connecteur 28, et une pression excessive de sortie produite dans les manchons 38 est dissipe priocipalement, sans problAmes dans le milieu d'extinction d'arc 18 entourant le montage 14 d'Alment fusible, en l'Acartant du connacteur 18 et du capuchon d'extrAmit 16, ou au voisinage de la partie Atage de diamAtre accru 26 du support dans la forme de ralisation reprAsente. Seule une faible partie de la pression de refoulement paroourt longitudinalement les manchons 38 et sort des manchons 38 au voisinage du connacteur 28 et du capuchon d'extrAmit 16. Par consquent, contrairement des fusibles connus gamme complAte d'intensits, l'4nergie accrue de bulles de gaz ionisA s'Ajecte partir
d'6lAments 32 opArant des courants plus intenses, c'est-
A-dice jusqu'A 100 A, et de hautes tensions, savoir 12 kV 38 kV, peuvent tre dissipes d'une maniAre sOre et efficace sans rupLuie du corps 12 du fusible proximit du capuchon d'extrAmit 16 adjacent au connscteur 28 et sans
endommagemnt ou dAplacement du capuchon d'extrAmit 16.
I1 est envisag que les avantages de l' invention puissent Atre atteints dans la forme de ralisation en disposant le point faible 36 de chaque Alment fusible 32 2s interrompant un courant faible dans une gamme de positions en direction d'un centre du fusible et d'une maniAre loigne d'une rAgion centrale d'4lAments fusibles respectifs 32 interrompant un courant faible. De fagon plus spAcifique, une partie ou la totalit des avantages dAcrits prcAdemment sont liAs au fait que des Alments fusibles 32 possdant des points faibles 36 sont situs jusqu'A environ de la longueu totale d'un manchon 38, longueur mesure partir de l'extrAmit du manchon situ l'opposA du connecteur 28, c'est--dire l'extrAmit d'un manchon 38
qui est la plus proche du centre du fusible 10.
Dans la forme de réalisation représentée, un support de renfort 40 est disposé au-dessus des manchons isolants 38 pour empêcher un endommagement des manchons 38 par la pression de sortie dans les manchons 38 lorsque le fusible 10 est mis en fonctionnement. Dans une forme de réalisation, le support de renfort est une bande formoe de fibres de verre, bien que dans d'autres formes de réalisation, on utilise d'autres supports de renfort connus
dans la technique pour atteindre des objectifs similaires.
On notera cependant que le positionnement de points faibles 36 de chaque élément fusible 32 interrompant un courant faible dans une position éloignée du connecteur 38 et en direction d'un centre du fusible 10, peut supprimer la nécessité de prévoir un support de renfort 40 pour certaines valeurs nominales de fusibles, au moyen d'une dissipation plus efficace de la pression de sortie dans les manchons 38 d'une manière éloignce du connecteur 28 et du capuchon d'extrémité 16, là o le fusible 10 est. moins sensible à un endommagement, ce qui permet de simplifier la fabrication du fusible 10 et de réduire les coûts de fabrication. Une pluralité d'éléments fusibles 44 limitant un courant intense sont enroulés autour d'une seconde portion 24 du support et sont couplés électriquement au connocteur 30 à une extrémité du support 20 située à lopposé du connecteur 28. Chaque élément fusible 44 limitant un courant intense est réalisé avec un matériau à point de fusion relativement élevé, comme par exemple de l'argent ou du cuivre, et s'étend selon une disposition hélicoïdale depuis le connecteur 30 en direction de la partie étagée de diamètre accru 26 du support 22 du montage d'élément fusible. Chaque élément fusible limitant un courant intense est connacté en parallèle par l'intermédiaire du connecteur et inclut une pluralité de points faibles 46 ou de parties rétrécies ayant une surface en coupe transversale réduite, à des lntervalles espacés entre le connecteur 30
et les éléments fusibles 32 interrompant un faible courant.
Les spécialistes de la technique noteront que sinon des points faibles 46 pourraient être formés conformément à d'autres procédés et techniques connus dans l'art, comme par exemple la formation de trous dans les éléments
fusibles 44 plutôt que la formation de parties rétrécies.
Chaque élément fusible 44 limitant un courant intense est couplé à l'un respectif d'éléments fusibles 32 interrompant un courant faible de manière à former une pluralité d'éléments fusibles s'étendant d'une manière continue, qui sont en partie des éléments fusibles 24 limitant un courant intense et des éléments fusibles 32 interrompant un courant faible. Les éléments fusibles, qui s'étendent continument, sont enroulés autour du support 22 selon une disposition hélicoïdale et sont branchés en
parallèle entre eux entre les connecteurs 28, 30.
Dans une autre forme de réalisation, les éléments fusibles 32 interrompant un courant faible et les éléments fusibles 44 limitant un courant intense sont connectés à un élément d'interconnexion (non représenté) disposé entre les éléments fusibles 32 interrompant un courant faible et les éléments fusibles 24 limitant un courant intense au voisinage de la partie étagée de diamètre accrue 26 du support. En tant que tels, les nombres différents d'éléments fusibles 32 interrompant un courant faible et d'éléments fusibles 44 limitant un courant intense peuvent étre utilisés pour modifier les valeurs nominales de la tension et du courant du fusible 10. Comme le noteront les spécialistes de la technique, on peut en outre maniquler des valeurs rcelles de tension et du courant du fusible 10 en modifiant les caractéristiques dimensionnelles des éléments fusibles 32 interrompant un courant faible et des
éléments fusibles 44 limitant un courant intense.
Le fusible 10 fonctionne de la manière suivante.
Dans des conditions de faible surintensité, c'est-à-dire d'une intensité inférieure à six fois la valeur nominale du courant du montage 14 d'élément fusible, les éléments fusibles 44 limitant le courant intense sont refroidis par le milieu d' extinction d'arc 18 et les éléments fusibles 32 interrompant un courant faible s'ouvrent au niveau des points M 34 dans les manchons 38. Le gaz ionisé à faible pression résultant de la présence d' arcs est éjecté des manchons 36 aux deux extrémités du manchon 38 sans endommager le corps 12 du fusible ni le capuchon
d'extrémité 16 adjacent au connocteur 28.
Pour des conditions de courant plus intense se situant juste avant le point o des éléments 44 limitant le courant intense réalisent une interruption en cas de défaut, les éléments fusibles 32 s'ouvrent au niveau de points faibles 36 à l'intérieur des manchons 38 en raison d'effets de température provenant des manchons thermiquement isolants 38 avant que des points à effet M 34 aient suffisamment de temps pour opérer et interrompre un courant cTrculant dans les éléments fusibles 32. L'arc résultant, présent lorsque les éléments fusibles 32 s'ouvrent au niveau de points faibles 36, est éteint dans les manchons 38 par le processus d' expulsion décrit précédemment du gaz ionisé dans les manchons 38. Un gaz est dissipé principalement, sans effet nocif, dans le support 18 de refroidissement d' arc en direction du centre du fusible 10 et dans une position éloignée du connecteur 28 et du capuchon d'extrémité 16, des effets d'endommagement de la haute pression de sortie à proximité du connecteur 28 sont évités. Grâce à un dimensionnement correct des points faibles 36, on peut étre certain que le fonctionnement d'éléments fusibles 32 se produit pour des points faibles avant l'ouverture de l'élément fusible 32 au voisinage de points M 38 à des niveaux de courant prédéterminés qui se rapprochent de valeurs de courant suffisantes pour activer
les AlAments fusibles 44 limitant Un courant intense.
Pour des valeurs mme plus Aleves du courant de surcharge, l'ouverture des AlAments fusibles 32 au niveau du point faible 36 et l'ouverture d'AlAments fusibles 44 au s niveau de points faibles 46 se produisent sensiblement simultanAment. Par consquent, l'Anergie de l'arc est dissipe dans chacun des points faibles individuels 36 des Alments fusibles 32. Cependant, pour un tel courant plus intense, un jet de gaz mme plus intense peut Atre produit dans les manchons 38. Par consquent le positionnement du point faible 36 des AlAments respectifs 32 interroant un courant faible plus prAs du centre du fusible et au voisinage de la partie Atage de diamAtre accru 26 du support revAt une iortance accrue pou Avacuer les jets de gaz pouvant endoager en dehors du connecteur 28
l'extrAmit du fusible 10.
I1 est par consquent prvu un fusible 10 qui coande des jets de ga ionisA dans des manchons 38 dans une gae complte de courants de dfauts, inciuant des valeurs de courant de transtert, l'opAration d' interruption du courant Atant transfAre d'AlAments fusibles 32 interroant un courant faible aux AlAments fusibles 44 limitant un courant intense. Par consquent le fusible 10 est capable de fonctionner une tension plus leve avec des valeurs nominales du courant et de Ia tension plus Aleves que des fusibles connus de la ga_e complAte d'intensit4. Par consquent une ga_e beaucoup plus Atendue d' applications est disponible pour l'utilisation du fusible en raison du jet de gaz ionisA contrlA dans les manchons 38. Par exemple on peut utiliser un fusible pour gae colAte d'intensits 10 possAdant une tension nominale de 10 kV et on courant nominal de 100 A, pour protger un transformateur de 1000 k ou plus. De fagon similaire, on peut raliser des fusibles ga_e complAte d'intensits possAdant des tensions nominales aussi Aleves
que 38 kV.
En outre, en disposant des points faibles 36 d'éléments fusibles 32 interrompant un faible courant, à une extrémité de manchons isolants 38 à l'opposé du connecteur 28 et en dirigeant par conséquent des jets de gaz ionisé de façon prépondérante en direction d'un centre du fusible 10 plutôt que vers les extrémités du fusible 10, ce dernier est capable d'atteindre les valeurs nominales plus élevées de tension et de courant sans augmentation des dimensions des composants du fusible. Ainsi on obtient un fusible pour gamme complète d'intensités 10 fonctionnant de façon supérieure dans une construction compacte et réduisant l'encombrement, par rapport à des fusibles connus
à gamme complète d'intensités.
La figure 2 représente une coupe schématique d' une seconde forme de réalisation d' un fusible pour gamme complète d'intensités 60, dans lequel les caractéristiques - communes à celles du fusible 10 (représenté sur la figure 1 et décrit précédemment) sont indiquées avec des chiffres de référence identiques. En comparant le fusible 10 et le fusible 60, on peut voir que le fusible 60 comprend un point à effet M 62 situé à proximité du point faible 36 de chaque élément fusible 32 interrompant un courant faible, à l'opposé du point à effet M 34 (représenté sur la figure 1) situé dans une partie centrale de chaque élément fusible 32. C'est pourquoi, en plus des avantages décrits précédemment lorsque les éléments fusibles 32 s'ouvrent au niveau de points faibles 36, un gaz ionisé produit par le fonctionnement des éléments fusibles 32 au niveau de points M 34 est également dissipé sans problèmes dans le milieu d' extinction d'arc à travers les manchons 38 en direction du centre du fusible 60. Sinon le fusible 60 fonctionne essentiellement comme cela a été décrit précédemment en référence au fusible 10, et les avantages décrits ci-dessus en rapport avec la figure 1 sont également atteints. Le positionnement du point M 34 dans un centre de manchon respectif 38 (comme représenté sur la figure 1) ou sur le côté proximal de points faibles 36 (comme représenté sur la figure 2), est imposé par les paramètres thermiques de matériaux spécifiques des composants fusibles. Il est envisagé que les avantages de la présente invention puissent être atteints pour des valeurs nominales plus faibles du fusible moyennant l'utilisation d'un seul élément 32 interrompant un courant faible et d'un seul élément 44 limitant un courant intense. En outre, dans dautres formes de réalisation, les éléments 32 interrompant un courant faible peuvent utiliser plus d'un point faible 36 situé en direction du centre du fusible 10 et dans une position éloignce d'une région centrale d'éléments fusibles 32. En outre, dans d'autres formes de réalisation, les fusibles sont connectés électriquement à des capuchons d'extrémité 16 sans être enroulés en hélice autour du support 20, comme par exemple moyennant l'utilisation d'éléments fusibles sensiblement linéaires entre les capuchons d'extrémité 16, avec ou sans support 20. Bien que l' invention ait été décrite sur la base de différentes formes de réalisation spécifiques, les spécialistes de la technique constateront que l' invention peut être mise en oeuvre d'une manière modifise sans pour
autant sortir du cadre de l' invention.
Claims (20)
1. Montage d'élément fusible pour un fusible (10) pour gamme complète d' intensités, caractérisé en ce qu' il comprend: un support isolant (20) comportant des première et seconde extrémités opposées, un premier connecteur électriquement conducteur (28) couplé à ladite première extrémité du support, un second connecteur électriquement conducteur (30) couplé à ladite seconde extrémité du support, au moins un élément fusible (32, 44), qui s'étend entre ledit premier connecteur et ledit second connscteur autour dudit support isolant, ledit au moins un élément fusible comprenant une portion d'élément fusible interrompant un courant faible, qui s'étend à partir dudit premier connscteur, une portion d'élément fusible (44) limitant un courant intense, qui s'étend à partir dudit second connecteur, -ladite portion d'élément fusible interrompant un faible courant et ladite portion d'élément fusible limitant un courant intense étant couplées entre elles dans une position intermédiaire entre lesUits premier et second connecteurs, et un manchon isolant (38) entourant ladite portion d'élément fusible interrompant un faible courant, ledit manchon posséJant une première extrémité adjacente audit premier connecteur et une seconde extrémité adjacente à ladite portion d'élément fusible limitant un courant intense, ladite portion d'élément fusible interrompant un faible courant comprenant un point faible situé au
voisinage de ladite seconde extrémité dudit manchon.
2. Montage d'élément fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (20) comprend une première partie (22) posséJant une première aire en coupe transversale et une seconde partie (24) possédant une seconde aire en coupe transversale, ladite seconde aire en coupe Lanvesale Atant sopArieure
ladite premiAre aire en coupe transversale.
3. Montage d'AlAment fusible selon la revendication 2, caractris en ce que ladit support comporte en outre une partie Atage (26) aYant une surface en coupe transversale accrue entre lesdites premiAre et
seconde parties du support.
4. Montage d'AlAment fusible selon la revendication 3, caractArisA en ce que ledit au moins un AlAment fusible (32, 44) s'Atend selon une disposition
hAlicoidale autour dudit support.
5. Montage d'6lAment fusible selon la revendication 1, caractArisA en ce qu'il comprend une pluralit d'Alments tusibles, qui sont branchs en
parallle.
6. Montage d'AlAment fusible selon la revendication 1, caractA<isA en ce que ladite portion d'AI6ment fusible ( 32) interrompant un faible courant comprend en outre un revAtement (34) efet M.
7. Montage d'6lAment fusible selon la revendication 6, caractArisA en ce que le revAtement effet M est situA au voisinage dudit point faible de chaque
portion d'Alment fusible interrompant un courant faible.
8. Montage d'AlAment fusible pour un fusible pour gamme complAte d'intensits, caractArisA en ce qu'il comprend: un support isolant (20) comportant des premiAre et seconde extrAmits opposes, un premier connecteur Alectriquement conducteur (28) couplA ladite premiAre extrAmit du support, un second connacteur Alctriquement conducteur (30) couplA ladite seconde extrAmit du support, une pluralit d'AlAments fusibles (32) interrompant un courant faible s'Atendant partir dudit 3s premier connscteur en direction dudit second connacteur et comprenant chacun un point faible, une pluralité d'éléments fusibles limitant un courant intense, qui s'étendent à partir dudit second connacteur en direction dudit premier connecteur, chacune desdites portions d'éléments fusibles limitant un courant intense comprenant une pluralité de points faibles, lesUites portions d'élément fusible interrompant un courant faible et lesdites portions d r élément fusible limitant un courant intense étant couplées entre elles entre lesdits premier et second connocteurs, et une pluralité de manchons isolants (38) entourant chacun lesdites portions d'élément fusible interrompant un courant faible, lesdits manchons possédant une première extrémité adjacente audit premier connecteur et une seconde extrémité situce à l'opposé de ladite première extrémité, ladite seconde extrémité de chaque manchon étant disposée de façon proximale par rapport audit point faible respectif de l'un respectif desdits éléments fusibles interrompant un
courant faible.
9. Montage d'élément fusible selon la revendication 8, caractérisé en ce que les différents éléments fusibles (32) interrompant un courant faible sont
branchés en parallèle.
10. Montage d'élément fusible selon la revendication 9, caractérisé en ce que chacun desdits éléments fusibles (32) interrompant un courant faible
s'étend en hélice autour dudit support.
11. Montage d'élément fusible selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit support (20) comprend une première partie (22), une seconde partie (24) et une partie étagée de taille accrue entre ladite première partie et ladite seconde partie, ladite seconde extrémité dudit manchon étant disposoe au voisinage dudit
accroissement étagé.
12. Montage d'élément fusible selon la revendication 8, caract6risA en ce que chacun desUits lAments fusibles (32) interrompant un courant faible comprend un revAtement effet M.
13. Montage d'AlAment fusible selon la revendication 12, caractAris en ce que ledit revAtement (36) effet est situA au voisinage dudit point faible (34) sur chacun desUits AlAments fusibles interrompant un
courant faible.
14. Fusible pour gamme complAte d'intensits, caract@risA en ce qu'il comporte: un corps (12) comprenant des premiAre et seconde extrAmits opposes, un premier capuchon d'extrAmit (16) couplA ladite premiAre extrAmit du corps, un second capuchon d'extrAmit (16) couplA ladite seconde extrmit du corps, et un montage (14) d'AlAment fusible s'Atendnt entre lesdits capuchons d'exttAmitA ledit montage d'Alment fusible comprenant un support isolant (20) possdant une premiAe extrAmit et une seconde extrAmit6, une pluralit d'AlAments fusibles (32) interrompant un faible courant et s'6tendant depuis ladite premire extr6mit du support en direction de ladite seconde extrAmit6, et une pluralit d'/lAments fusibles (44) limitant un courant intense, qui s'6tendent depuis lesdits lAments fusibles interrompant un couant faible jusqu'A ladite seconde extrAmit du support, chacun desdits lAments fusibles interrompant un courant faible comprenant un point faible situA au voisinage desUits AlAments
fusibles limitant un courant intense.
15. Fusible selon la revendication 14, caractArisA en ce que ledit montage (14) d'Al6ment fusible comporte en outre une pluralit de manchons isolants, chaque manchon (38) entourant chacun de ladite pluralit d'6lAments fusibles (32) interrompant un faible courant, chacun desdits manchons comprenant des première et seconde extrémités opposées, l'une desdites extrémités étant située d'une manière proximale par rapport audit point faible de
chaque élément fusible interrompant un courant faible.
16. Fusible selon la revendication 15, caractérisé en ce que ledit support comporte une première partie, une seconde partie et une partie étagée de taille accrue entre ces parties, lesdits points faibles de chacun des éléments fusibles interrompant un courant faible étant situés au voisinage de ladite partie étagée de taille accrue.
17. Fusible selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite pluralité d'éléments fusibles (32) interrompant un courant faible est enroulée autour
dudit support isolant.
18. Fusible selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite pluralité d'éléments fusibles (32) interrompant un courant faible est branchée en parallèle.
19. Fusible selon la revendication 14, caractérisé en ce quTil comporte en outre un milieu d' extinction d'arc (18) entourant ledit montage d'élément
fusible à l'intérieur dudit corps.
20. Fusible pour gamme complète d'intensités, caractérisé en ce qu'il comporte un corps (12) comprenant des première et seconde extrémités opposées, des premier et second capuchons d'extrémité (16) couplés auxdites première et seconde extrémités du corps, une pluralité d'éléments fusibles (32) interrompant un courant faible, couplés à l'un desdits premier et second capuchons d'extrémité et s'étendant vers l'autre desUits premier et second capuchons d'extrémité, lesUits éléments fusibles interrompant un courant faible étant branchés en parallèle entre eux, chacun desdits éléments fusibles interrompant un courant faible comprenant un point faible (34), et une plurality de manchons isolants (38), dent chacun contient l'un desUits éléments fusibles interrompant un courant faible et comportant des première et seconde extrémités opposoes, ledit point faible (34) de chacun des éléments fusibles interrompant un courant faible étant situé au voisinage de l'une desdites première et seconde extrémités dudit manchon pour dissiper un gaz ionisé en
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