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EP1803137B1 - Dispositif de protection contre les surtensions pourvu de moyens de cisaillement d'arc et procede correspondant - Google Patents

Dispositif de protection contre les surtensions pourvu de moyens de cisaillement d'arc et procede correspondant Download PDF

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Publication number
EP1803137B1
EP1803137B1 EP04791500A EP04791500A EP1803137B1 EP 1803137 B1 EP1803137 B1 EP 1803137B1 EP 04791500 A EP04791500 A EP 04791500A EP 04791500 A EP04791500 A EP 04791500A EP 1803137 B1 EP1803137 B1 EP 1803137B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric arc
disconnection
moving
shear
active portions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04791500A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1803137A1 (fr
Inventor
Stéphane BRESCON
Michel Georges Jean Donati
Alain René Robert LAGNOUX
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB France SAS
Original Assignee
ABB France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB France SAS filed Critical ABB France SAS
Publication of EP1803137A1 publication Critical patent/EP1803137A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1803137B1 publication Critical patent/EP1803137B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/32—Insulating body insertable between contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/761—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/10—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess voltage, e.g. for lightning protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/761—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit
    • H01H2037/762—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit using a spring for opening the circuit when the fusible element melts
    • H01H2037/763—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit using a spring for opening the circuit when the fusible element melts the spring being a blade spring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/302—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts

Definitions

  • the present invention relates to the general technical field of protective devices for installations and electrical equipment against transient electrical surges, especially due to lightning.
  • the present invention also relates to a method for improving the breaking capacity of a protection device of an electrical installation against overvoltages.
  • These protection devices generally comprise one or more overvoltage protection components, such as, for example, a varistor and / or a spark gap.
  • overvoltage protection components such as, for example, a varistor and / or a spark gap.
  • overvoltage protection devices are generally provided with thermal disconnection means. These thermal disconnection means are intended to isolate the protection component (s) of the electrical installation to be protected in the event of overheating of the latter exceeding a predetermined value in order to limit the risk of fire.
  • the thermal disconnection means can thus be formed by a disconnection blade, welded to one of the electrodes of the protection component using for example a thermal weld.
  • the disconnection blade is generally subjected to a mechanical stress tending to move it away from the corresponding electrode so that when excessive overvoltage or prolonged use causes breakage or fusion of the solder, the disconnection blade deviates from the electrode, thus isolating the protective component of the installation to be protected.
  • DE-U-93 19 287 describes such a device for protecting an electrical installation against overvoltages comprising a varistor and a device for disconnecting the varistor when the latter is heating excessively.
  • the isolation distance created between the disconnection blade and the electrode of the protection component is generally quite small. Therefore, if the disconnection occurs under unfavorable voltage and current conditions, it may happen that the mechanical opening of the disconnection means is not sufficient to completely isolate the protective component of the electrical installation, the electric arc created during the opening of the disconnection blade being then likely to be maintained between the disconnect blade and the corresponding electrode. It may also happen, in some cases, that an electric arc is reformed between the electrode of the protection component and the disconnection blade a few moments after opening of the latter. This phenomenon has the effect of significantly limiting the breaking capacity of the protective device.
  • an additional breaking device circuit breaker type or fuse, which ensures the permanent interruption of the current flowing in the protective device.
  • the size of the additional cut-off device must in principle be adapted to the capacity of the protection component, which generates technical constraints and increases the costs of implementing the overall protection equipment.
  • the additional cut-off device generally ensures the simultaneous and indiscriminate isolation of all the protection components of the device, whereas it is desirable instead to isolate only the component or components of the device. protection which overheats and keeps the other protection components in service.
  • isolating members which can be integrated in the protective device, and intended to prevent the formation, maintenance or reformation of the electric arc between the disconnection blade and the electrode. of the protection component.
  • the effectiveness of this kind of device is nevertheless limited and is generally not sufficient to ensure effective disconnection of the protective device when the conditions of voltage, current and temperature are unfavorable.
  • the electric arc can bypass the isolation device and continue to discharge the current until the voltage across the protective device is canceled.
  • the electric arc also has the effect of generating a conductive pollution during the opening of the contacts, thus creating a preferential conductive path for the electric arc along the isolation member, between the disconnection blade and the electrode of the protection component. This phenomenon can therefore have the effect of significantly lowering the level of cutoff provided by the isolation member, electric arcs are likely to form and continue despite the presence of the latter.
  • An overvoltage protection device of this kind is described in particular in FR-A-2,848,353 which includes a varistor, a device for disconnecting the varistor when the latter overheats and an insulating screen to prevent any risk of arcing, once the varistor is disconnected from the circuit to be protected.
  • the objects assigned to the invention therefore aim to remedy the various disadvantages listed above and to propose a new device for protecting electrical installations against overvoltages which, while being of simple design, has an improved disconnection capacity compared to known devices.
  • Another object of the invention is to propose a new device for protecting electrical installations against overvoltages which makes it possible to guarantee the individual disconnection of each of the protection components of the device.
  • Another object of the invention is to provide a new device for protecting electrical installations against overvoltages having, with respect to known devices, a better capacity of extinguishing the electric arcs possibly formed during the disconnection.
  • Another object of the invention is to propose a new device for protecting electrical installations against overvoltages which is of simple and reliable design.
  • Another object of the invention is to provide a new device for protecting electrical installations against overvoltages which is particularly robust and resistant vis-à-vis the electric arcs likely to form within it.
  • Another object of the invention is to provide a new device for protecting electrical installations against overvoltages requiring only a limited number of moving mechanical parts to obtain the connection and disconnection functions.
  • Another object of the invention is to provide a new surge protection device for accelerating the extinction of the electric arc when disconnecting the device.
  • the objects assigned to the invention also aim to propose a new method for improving the breaking capacity of a protection of an electrical installation against overvoltages to effectively accelerate the final disconnection of the device.
  • the objects assigned to the invention are also achieved by means of a method according to claim 21 for improving the breaking capacity of a protection device of an electrical installation against overvoltages in which an electric arc is likely to be formed during the disconnection of the protective device vis-à-vis the electrical installation, said method comprising a step of shearing of the electric arc during which the arc is attacked following at least two different directions so as to reduce its section.
  • the overvoltage protection device according to the invention is intended to be connected bypass (or parallel) on the equipment or electrical installation to be protected.
  • electrical installation refers to any type of device or network powered electrically and likely to experience voltage disturbances, including transient overvoltages due to lightning.
  • the overvoltage protection device according to the invention is advantageously intended to be disposed between a phase of the installation to be protected and the earth. It is also conceivable, without departing from the scope of the invention, that the protection device, instead of being connected in shunt between a phase and the earth, is connected between the neutral and the earth, between the phase and neutral or between two phases (case of differential protection).
  • the protection device 1 comprises at least one protection component 10 intended to protect the electrical installation against overvoltages.
  • each overvoltage protection component is formed by a varistor, it being understood that the use of a varistor is only indicated by way of example and does not constitute any a limitation of the invention.
  • the protection device 1 comprises at least one varistor 10, in particular one or more varistors 10, each varistor 10 being provided with connection means 20 to the electrical installation.
  • the varistor 10 is preferably disposed within an electrically insulating housing 60 which may be in the form of a cartridge adapted to be electrically connected to a base fixed (not shown) using at least a first and a second connection pads 22, 23.
  • One of the poles of the varistor 10 is thus connected directly to the first connection pad 22, the other pole of the varistor 10 being connected to the connection means 20.
  • the latter are preferably formed by an electrode 21, for example in the form of a metal blade.
  • the electrode 21 preferably protrudes, for example at 90 °, from one of the faces 10A of the varistor 10.
  • the protection device 1 also comprises a disconnection means 30 capable of disconnecting the varistor 10 from the electrical installation.
  • the disconnection means 30 is specifically shaped and adapted to ensure the disconnection of the varistor 10 at the connection means 20 and is for this purpose capable of moving from a closed position, illustrated for example on the figure 1 , to an open position illustrated on the figure 2 , thus creating an interstitial space 11 between the disconnection means 30 and the connection means 20.
  • the disconnection means 30 is formed by an electrically conductive and advantageously metallic disconnection plate 31 which, in the closed position, is stress-welded to the connection means 20, specifically to the electrode 21, for example to using a heat-fusible weld (not shown).
  • the disconnection blade 31 advantageously extends between a free end 31A and a fixed end 31B. The free end 31A then comes into electrical contact with the electrode 21 via the weld, the fixed end 318 being in permanent electrical contact with the second connection pad 23.
  • the disconnection blade 31 is then elastically constrained between its closed position, in which it comes into contact with the electrode 21 by means of the thermal welding and its open position, in which the disconnection blade 31 is no longer in contact with the corresponding electrode 21.
  • the disconnection blade 31, in particular the free end 31A of the latter moves away, by spring effect, from the electrode 21.
  • Disconnection 31 can thus have an intrinsic elasticity or be mounted elastically by means of an independent spring (not shown).
  • an electric arc 40 (shown in dotted lines on the figure 2 ) is capable of being formed in the interstitial space 11 between the disconnection means 30 and the connection means 20.
  • the distance between the latter and the connection means 20 may not be sufficient to prevent the initiation, maintenance or rebooting of an electric arc 40, especially in case of high energy overvoltages.
  • This electric arc 40 then continues to discharge a current, thus preventing effective disconnection of the protection component 10.
  • the protection device 1 according to the invention is provided with shearing means 50 of the electric arc 40.
  • shear here refers to the stresses exerted on the electric arc, along at least two directions (or directions) distinct from the space, so as to reduce its section, without necessarily cutting it.
  • the shearing means 50 are therefore different, in the sense of the invention, from a simple isolating member adapted to come between the electrode 21 and the disconnection blade 31 in order to prevent formation or maintenance. electric arcs between these conductive parts.
  • the formation of a conductive deposit on the surface of the isolating member is then observed, thus creating a preferential path for the electric arc between the disconnection blade 31 and the In this case, the electrical insulation provided by the isolation device is greatly reduced.
  • the shearing means 50 are shaped so as to increase the impedance of the electric arc 40 by decreasing its section, in order to reduce the intensity of the current that can to be passed by this bow. This thus makes it possible to limit the formation of the conductive deposit on the isolation member, and to increase the efficiency of the latter.
  • section here refers to the cross section of the electric arc 40, determined in consideration of a dummy sectional plane substantially perpendicular to the longitudinal direction of extension of the electric arc 40 between the connecting means 20 and the disconnecting means 30.
  • the shearing means 50 of the electric arc 40 are thus preferably shaped to simultaneously attack the electric arc 40 in at least two distinct directions.
  • the shearing means 50 are shaped to attack the electric arc 40 by a lateral edge, that is to say along a plane intersecting or perpendicular to the longitudinal direction of extension of the electric arc 40, and along at least two directions F1, F2 substantially opposite and centripetal, that is to say oriented towards the center of the section of the electric arc 40 ( Figures 2 ', 2 " ).
  • the shearing means 50 are further preferably arranged and arranged within the housing 60 so as to be controllable, and in particular released by the movement of the disconnecting means 30.
  • the shearing means 50 comprise at least two electrically insulating active parts 51, 52 able to approach each other when opening the disconnection means 30 so as to ensure, by mutual cooperation, shearing of the electric arc 40.
  • active parts refers to the parts of the shearing means 50 directly involved in the shearing action of the electric arc 40.
  • the shearing means 50 may comprise a single movable active part 51 able to move in the interstitial space 11 during the opening of the disconnection means 30 or two mobile active parts (variant not shown ), fit to move closer to one another when opening said disconnection means 30.
  • the shearing means 50 comprise a single movable active part 51, they also comprise at least one fixed active part 52 preferably forming a stop against the moving active part 51.
  • the mobile active part 51 and the disconnection means 30 are relatively mounted such that when opening the disconnection means 30, the latter releases the mobile active part 51, thus allowing the displacement of the latter.
  • the disconnecting means 30 When the disconnecting means 30 is in the closed position, the mobile active part 51 advantageously abuts against the disconnection means 30.
  • the disconnection disc 31 is then preferably mounted in such a way that, when it is opened, it deviates sufficiently from the electrode 21 to no longer constitute an obstacle against the displacement of the mobile active part 51.
  • the force responsible for moving the movable active part 51 may be of any kind, but will preferably be an elastic restoring force.
  • the shearing means 50 advantageously comprise a resilient biasing means 70, of the spring type, mounted so as to exert an elastic restoring force on the movable active part 51, said elastic restoring force acting in one direction. substantially parallel to the axis of compression of the elastic return means 70. This elastic restoring force thus tends to push the active mobile part 51 towards the other active part, and in particular towards the fixed active part 52.
  • the mobile active part 51 is mounted so as to be able to move in translation along the direction F when opening the disconnection means 30.
  • the mobile active part 51 is mounted so as to be able to move in rotation around an axis of rotation 100 and in the direction S when opening the disconnection means 30.
  • the mobile active part 51 comprises an insulating flap 53 (or isolation member) intended to be interposed between the disconnection means 30 and the connection means 20 when the disconnection means 30 is in the open position.
  • an insulating flap 53 or isolation member
  • the insulating flap 53 is preferably formed by an envelope, shaped so as to at least partially surround the disconnection means 30 and / or the connection means 20 when the disconnection means 30 is in the open position.
  • the envelope may comprise a central portion, for example flat, intended to be interposed between the disconnection blade 31 and the electrode 21, and preferentially curved side portions so as to come to coat, at least partially, the electrode 21 or the disconnection blade 31, thus increasing the isolation distance between these two parts.
  • the envelope is formed by a sleeve 44 intended to surround, at least partially, the disconnection blade 31 or the electrode 21.
  • the sleeve 44 has a U-shaped cross section and is delimited laterally by three walls 44A, 44C, 44D and longitudinally by a bottom 44B. All of these walls thus delimit an inner housing 45 opening at an opening 46. allowing the sleeve 44 to come to move around the electrode 21, thus coating the latter ( figure 5 ).
  • the sleeve 44 is advantageously secured to an articulated arm 49, preferably formed by a plate.
  • the sleeve 44 is integral with the arm 49, forming with the latter one and the same functional part.
  • the sleeve 44 advantageously projects from the plate formed by the arm 49.
  • the walls 44A and 44C of the sleeve 44 extend substantially perpendicularly with respect to the arm 49, thus forming the inner housing 45 which opens on the side of the face 10A of the varistor 10.
  • the arm 49 is advantageously rotatably mounted around the axis of rotation 100, so as to be pivotable about this axis under the action of the restoring force exerted by the biasing means The arm 49 then simultaneously drives the insulating shutter 53 in the same rotational movement.
  • the elastic return means 70 preferably extends between a first fixed end 71, for example secured to the housing 60, and a second end 72, fixed on or bearing against the arm 49 and capable of moving with the latter in the housing 60.
  • a first fixed end 71 for example secured to the housing 60
  • a second end 72 fixed on or bearing against the arm 49 and capable of moving with the latter in the housing 60.
  • the sleeve 44 has an extension 47, substantially perpendicular to the face 44C of said sleeve.
  • the extension 47 thus comes, in the open position, between the disconnection blade 31 on the one hand and one of the faces 10A of the varistor 10 on the other hand, so as to prevent the flap bypassing insulation 53 by an electric arc.
  • the opposite faces 44A, 44C of the sleeve 44 may advantageously be curved, so as to adapt to the rotational movement of the insulating flap 53. This allows in particular to adjust more precisely the dimensions of the inner housing 45 to dimensions of the electrode 21.
  • the insulating flap 53 may also comprise a sleeve (not shown) capable of moving in a substantially straight vertical direction and parallel to the extension plane of the face 10A of the varistor 10.
  • the device can then comprise, according to this variant, guiding means (not shown) for guiding in translation of the mobile active part 51.
  • the active parts 51, 52 are mounted so as to bear against one another during the opening of the disconnection means 30, thus ensuring the strangulation of the electric arc 40 ( figure 2 ).
  • the mobile active part 51 thus bears against the fixed active part 52 at a contact interface 54, the electric arc 40 then being sheared between said active parts 51, 52, on the one hand because of the driving force FM exerted by the mobile active part 51 under the action of the elastic return means 70, and secondly because of the reaction force R, substantially opposite to the driving force FM, exerted by the part active fixed 52 ( Figures 2, 2 ', 2 " ).
  • the fixed active part 52 may advantageously be formed by a blade of insulating material, for example ceramic, projecting at 90 ° with respect to one of the lateral faces of the housing 60 ( figure 3 ).
  • the mobile active part 51 moves in direction of the fixed active part 52 until its front portion 55 bears against said fixed active part 52.
  • the shearing means 50 comprise contact means 56, able to ensure a substantially sealed support of the parts. 51, 52 at the contact interface 54.
  • the contact means 56 are thus advantageously arranged and shaped so as to form the contact interface 54 between the active parts 51, 52 when the disconnection means 30 is in position. opening position ( figure 2 ' ).
  • the contact means 56 are advantageously formed by a substantially flexible material, such as an elastomeric material, preferably located at the end of one of the active parts 51, 52.
  • the material forming the contact means 56 is flexible enough to match the shape of the active portion 51 or 52 located opposite.
  • the contact means 56 are formed by a material that is sufficiently flexible to conform to the shape of the front portion 55 of the mobile active portion 51 with sealing. 56 can thus be integrated structurally with one of the active parts 51, 52, forming for example the end of an active part 51, 52 but can also be formed by a layer of flexible material, disposed on the surface of at least one of the active parts 51, 52, and possibly on the surface of each active part 51, 52.
  • the contact means 56 may be formed by an independent piece attached to one of the active parts 51, 52, for example on the fixed active part 52, as shown in the figures.
  • the shearing means 50 advantageously comprise damping means.
  • the damping means are preferably formed by an elastic and compressible buffer 57 forming the contact interface 54 between the active parts 51, 52, and adapted, by compressing itself, to store the energy corresponding to the momentum of the part active mobile 51, thus preventing the latter from bouncing against the fixed active part 52.
  • the contact means 56 and the damping means are formed by the same elastomer pad 57.
  • the damping means thus make it possible to improve the efficiency of the shearing of the electric arc 40.
  • the support of the active parts 51, 52 appears to the applicant as a particularly effective technical solution to ensure the shearing of the electric arc 40.
  • the active parts 51, 52 do not come directly against each other but are mounted so as to cross, preferably with a small clearance, when opening the disconnecting means 30. In this case, the active parts 51, 52 simultaneously exert on the electric arc 40 substantially opposite shear stresses.
  • the shearing means 50 comprise means for releasing a gas, the latter being designed to generate gaseous flows ⁇ , ⁇ 'large enough to ensure the shearing of the electric arc 40 ( Figure 2 ', 2 " ).
  • the gaseous flows ⁇ , ⁇ 'thus generated are directed towards the electric arc 40 in different directions, preferably centripetal, and exert pressure sufficient mechanical forces on the electric arc to obtain a reduction of its section.
  • the release means are preferably formed by at least one of the active parts 51, 52, which is composed of a material capable of releasing a gas under the effect of the heat generated by the electric arc 40.
  • the mobile active part 51 comes into contact with the electric arc 40, heats up, at least locally in the region located near the arc. This heating releases gaseous flows ⁇ , which directly attack the electric arc 40, moreover stuck between the mobile active part 51 and the fixed active part 52.
  • each active part 51, 52 is composed of a material capable of releasing a gas under the effect of heat, the release means then allowing, in this configuration, to generate gas flows ⁇ , ⁇ 'substantially opposite allowing a circumferential and centripetal attack of the electric arc 40 even more effective than the configuration illustrated on the figure 2 ' .
  • the material used to produce the release means will have the ability to release, under the effect of heat, hydrogen, this gas being known for its cooling properties.
  • the released hydrogen can thus act on the electric arc 40 not only by exerting a mechanical pressure on the latter, but also by cooling.
  • the shearing means 50 according to the invention thus make it possible to significantly increase the impedance of the electric arc 40, and thus to reduce the intensity of the electric arc 40. current passed by the latter.
  • polyacetal or polyoxymethylene may be used as material capable of releasing a gas.
  • the contact means 56 or damping are also formed by a material capable of releasing a gas. This material will then, of course, have additional properties of elasticity and flexibility giving the contact means 56 or damping their functional characteristics.
  • this preferred embodiment makes it possible, by means of the same parts, to increase the efficiency of the mechanical shear of the electric arc 40 by means of the mechanical pressure exerted simultaneously on the one hand by the gas flows Une, ⁇ 'and secondly by the driving forces FM and R reaction.
  • Such an arrangement therefore makes it possible, with a minimum number of parts, to accelerate the effective disconnection of the protection component 10 by ensuring a rapid extinction of the 40 electric arc possibly formed.
  • the present invention also relates to a method of improving the breaking capacity of a protection device 1 of an electrical installation against overvoltages, within which an electric arc 40 is likely to form during the disconnection of the device. protection 1 vis-à-vis the electrical installation.
  • the process advantageously comprises a step (a) of shearing of the electric arc 40, during which the electric arc is attacked, preferably simultaneously, in at least two different, preferably opposite directions, so as to reduce its section.
  • the shearing step (a) comprises a phase of constriction of the electric arc 40 between at least two active parts 51, 52.
  • the shearing step (a) advantageously also comprises a gas flow generation phase ⁇ , ⁇ 'of intensities sufficiently large to ensure the shearing of the electric arc 40.
  • the process according to the invention finally advantageously comprises a step (b) of cooling the electric arc 40 making it possible, by decreasing the temperature of the arc, to increase the impedance of the latter and thus to reduce the intensity. of the elapsed current.
  • the steps (a) of shearing and (b) cooling are performed simultaneously, with means for releasing a common gas.
  • FIGS. Figures 1 to 5 The operation of the protection device 1 in accordance with the invention will now be described with reference to the preferred variants represented in FIGS. Figures 1 to 5 .
  • the protective device 1 When an overvoltage of sufficient amplitude occurs, the protective device 1, shunted in relation to the electrical installation, becomes conductive and flows to the earth surge current, thus preserving the installation.
  • the thermal welding ensuring the contact connection between the disconnection blade 31 (or the disconnection means 30) and the electrode 21 (or the connection means 20) of the protective component 10 melts or breaks.
  • the disconnection blade 31 then moves away, by spring effect, from the electrode 21, thus creating the interstitial space 11, formed by an insulating air space. It can then be formed, simultaneously with the opening, an electric arc 40 in the air located in the interstitial space 11, this electric arc 40 then extending substantially longitudinally between the electrode 21 and the disconnection blade 31. preferably using the shortest path between these two rooms.
  • the disconnection blade 31 releases the mobile active part 51, initially resting against the blade.
  • the movable active part 51 is pushed towards the fixed active part 52 until it comes into abutment against the latter, by means of the contact means 56.
  • the front portion 55 of the mobile active part 51 collapses against the contact means 56 and / or damping which thus provide a firm, tight and / or without rebound of the active parts 51, 52 l against each other.
  • the space available for the electric arc 40 is reduced, which has the effect of strangling and reducing its section, thus increasing its impedance.
  • the electric arc 40 is sheared between the latter, which results in an even greater reduction of its section.
  • the front part 55 of the moving active part 51 situated near or in contact with the electric arc 40, sees its temperature increase strongly and then releases gaseous flows ⁇ of intensities and speeds sufficiently high to ensure the shearing of the electric arc 40.
  • the electric arc 40 is thus sheared on the one hand between the mobile active part 51 and the fixed active part 52 and on the other hand between the gaseous flows ⁇ converging towards the electric arc 40 at the contact interface 54 between the active parts 51, 52.
  • the electric arc 40 is thus enclosed in a "mini-cavity " 58 where it is subjected firstly to the driving forces FM and R of the active parts 51, 52 of the shearing means 50, and secondly convergent gas flows ⁇ , ⁇ '.
  • the liberated gases preferably hydrogen, also have the effect of lowering the temperature of the electric arc which, in combination with the reduction of its section, contributes to increasing its impedance and decreasing the intensity of the current flowing. , so that the final insulation of the protection component 10 is more rapidly obtained with respect to the electrical installation.
  • the protection device 1 according to the invention thus makes it possible, thanks to a particularly simple, robust and reliable mounting, to ensure a rapid and systematic disconnection of the protection component 10 in the event of degradation or failure of the latter.
  • the protection device 1 according to the invention thus has significantly better performance than known devices in terms of isolation and disconnection.
  • the protective device 1 according to the invention also has an improved resistance to degradation and conductive pollution generated by the electric arc 40, thus keeping its isolation capabilities longer.
  • the invention finds its industrial application in the manufacture of devices for protection against overvoltages.

Landscapes

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention se rapporte au domaine technique général des dispositifs de protection d'installations et d'équipements électriques contre les surtensions électriques transitoires, notamment dues à la foudre.
  • La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions comportant :
    • au moins un composant de protection, pourvu de moyens de raccordement à l'installation électrique,
    • un moyen de déconnexion du composant de protection par rapport à l'installation électrique, adapté pour assurer la déconnexion de ce dernier au niveau des moyens de raccordement, et susceptible de se déplacer à partir d'une position de fermeture vers une position d'ouverture en créant ainsi un espace interstitiel entre le moyen de déconnexion et les moyens de raccordement, un arc électrique étant alors susceptible de se former dans l'espace interstitiel entre le moyen de déconnexion et les moyens de raccordement.
  • La présente invention concerne également un procédé d'amélioration de la capacité de coupure d'un dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions.
    • TECHNIQUE ANTERIEURE
  • Il est désormais classique d'avoir recours à des dispositifs de protection pour protéger des appareils électriques ou électroniques contre des surtensions pouvant être par exemple générées par des décharges dues à un impact de foudre.
  • Ces dispositifs de protection comportent, d'une manière générale, un ou plusieurs composants de protection contre les surtensions, tels que par exemple une varistance et/ ou un éclateur. Lorsque le ou les composants sont exposés à des tensions supérieures à une valeur seuil prédéterminée, ils sont susceptibles d'écouler le courant de défaut à la terre tout en écrêtant la surtension à une valeur compatible avec la tenue de l'installation et des équipements qui y sont raccordés.
  • Lors de leur fin de vie, les composants de protection sont susceptibles de présenter des échauffements importants (couramment supérieurs à 150°C) pouvant entraîner de sérieux dommages à l'installation, voire des risques pour l'utilisateur (incendie par exemple). C'est pourquoi les dispositifs de protection contre les surtensions sont généralement pourvus de moyens de déconnexion thermique. Ces moyens de déconnexion thermique sont destinés à isoler le ou les composants de protection de l'installation électrique à protéger en cas d'échauffement excessif de ces derniers dépassant une valeur prédéterminée afin de limiter les risques d'incendie.
  • Les moyens de déconnexion thermique peuvent ainsi être formés par une lame de déconnexion, soudée à l'une des électrodes du composant de protection à l'aide par exemple d'une soudure thermique. La lame de déconnexion est généralement soumise à une contrainte mécanique tendant à l'écarter de l'électrode correspondante de telle sorte que lorsqu'une surtension excessive ou une utilisation prolongée provoque la rupture ou la fusion de la soudure, la lame de déconnexion s'écarte de l'électrode, isolant ainsi le composant de protection de l'installation à protéger.
  • Ainsi, DE-U-93 19 287 décrit un tel dispositif de protection d'une installation électrique contre des surtensions comprenant une varistance et un dispositif de déconnexion de la varistance quand cette dernière chauffe de manière excessive.
  • Bien qu'ils soient couramment utilisés, de tels dispositifs souffrent néanmoins d'inconvénients non négligeables.
  • Ainsi, après fusion ou rupture de la soudure, la distance d'isolement créée entre la lame de déconnexion et l'électrode du composant de protection est généralement assez faible. Dès lors, si la déconnexion s'opère sous des conditions de tension et de courant défavorables, il peut arriver que l'ouverture mécanique des moyens de déconnexion ne soit pas suffisante pour isoler complètement le composant de protection de l'installation électrique, l'arc électrique créé lors de l'ouverture de la lame de déconnexion étant alors susceptible de se maintenir entre la lame de déconnexion et l'électrode correspondante. Il peut également arriver, dans certains cas, qu'un arc électrique se reforme entre l'électrode du composant de protection et la lame de déconnexion quelques instants après l'ouverture de cette dernière. Ce phénomène a pour effet de limiter de manière significative la capacité de coupure du dispositif de protection.
  • Pour parer à cet inconvénient, il est connu d'utiliser un organe de coupure supplémentaire, du type disjoncteur ou fusible, qui assure l'interruption définitive du courant circulant dans le dispositif de protection. Toutefois, le calibre de l'organe de coupure supplémentaire doit en principe être adapté à la capacité du composant de protection, ce qui génère des contraintes techniques et une augmentation des coûts de mise en oeuvre de l'équipement global de protection. En outre, l'organe de coupure supplémentaire assure généralement l'isolation simultanée et sans distinction de tous les composants de protection du dispositif, alors qu'il est souhaitable au contraire d'isoler uniquement le ou les composants de protection présentant un échauffement excessif et de maintenir les autres composants de protection en service.
  • Il est également connu d'utiliser des organes d'isolement, susceptibles d'être intégrés dans le dispositif de protection, et destinés à empêcher la formation, le maintien ou la reformation de l'arc électrique entre la lame de déconnexion et l'électrode du composant de protection. L'efficacité de ce genre de dispositif est néanmoins limitée et ne suffit généralement pas à assurer une déconnexion efficace du dispositif de protection lorsque les conditions de tension, de courant et de température sont défavorables.
  • En particulier, en cas de surtension de forte amplitude, l'arc électrique peut contourner l'organe d'isolement et continuer à écouler le courant jusqu'à ce que la tension aux bornes du dispositif de protection s'annule. En outre, l'arc électrique a également pour effet de générer une pollution conductrice lors de l'ouverture des contacts, créant ainsi un chemin conducteur préférentiel pour l'arc électrique le long de l'organe d'isolement, entre la lame de déconnexion et l'électrode du composant de protection. Ce phénomène peut donc avoir pour effet d'abaisser de manière significative le niveau de coupure procuré par l'organe d'isolement, des arcs électriques étant susceptibles de se former et de perdurer malgré la présence de ce dernier.
  • Un dispositif de protection contre des surtensions de ce genre selon le préambule de la revendication 1 est notamment décrit dans FR-A-2 848 353 lequel comprend une varistance, un dispositif de déconnexion de la varistance quand cette dernière chauffe de manière excessive et un écran isolant pour prévenir tout risque de formation d'arc électrique, une fois que la varistance est déconnectée du circuit à protéger.
    • EXPOSE DE L'INVENTION
  • Les objets assignés à l'invention visent par conséquent à porter remède aux différents inconvénients énumérés précédemment et à proposer un nouveau dispositif de protection d'installations électriques contre les surtensions qui, tout en étant de conception simple, présente une capacité de déconnexion améliorée par rapport aux dispositifs connus.
  • Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'installations électriques contre les surtensions qui permette de garantir la déconnexion individuelle de chacun des composants de protection du dispositif.
  • Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'installations électriques contre les surtensions présentant, par rapport aux dispositifs connus, une meilleure capacité d'extinction des arcs électriques éventuellement formés lors de la déconnexion.
  • Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'installations électriques contre les surtensions qui soit de conception simple et fiable.
  • Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'installations électriques contre les surtensions qui soit particulièrement robuste et résistant vis-à-vis des arcs électriques susceptibles de se former en son sein.
  • Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'installations électriques contre les surtensions ne nécessitant qu'un nombre limité de pièces mécaniques en mouvement pour obtenir les fonctions de connexion et de déconnexion.
  • Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection contre les surtensions permettant d'accélérer l'extinction de l'arc électrique lors de la déconnexion du dispositif.
  • Les objets assignés à l'invention visent également à proposer un nouveau procédé d'amélioration de la capacité de coupure d'un dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions permettant d'accélérer efficacement la déconnexion définitive du dispositif.
  • Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions selon la revendication 1.
  • Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un procédé selon la revendication 21 d'amélioration de la capacité de coupure d'un dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions au sein duquel un arc électrique est susceptible de se former lors de la déconnexion du dispositif de protection vis-à-vis de l'installation électrique, ledit procédé comportant une étape de cisaillement de l'arc électrique au cours de laquelle on attaque l'arc électrique suivant au moins deux directions différentes de manière à réduire sa section.
    • DESCRIPTIF SOMMAIRE DES DESSINS
  • D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront plus en détails à la lecture de la description qui suit, ainsi qu'à l'aide des dessins annexés donnés à titre purement illustratif et non limitatif, parmi lesquels :
    • La figure 1 illustre, selon une vue de face, une première variante de réalisation du dispositif de protection contre les surtensions conforme à l'invention, pourvu de moyens de cisaillement d'arc, dans sa position fonctionnelle (ou de service).
    • La figure 2 illustre, selon une vue de face, le dispositif de protection représenté sur la figure 1 dans sa position déconnectée.
    • La figure 2' illustre, selon une vue en coupe, un détail de la zone d'action des moyens de cisaillement représentés sur la figure 2.
    • La figure 2" illustre, selon une vue en coupe, un détail de la zone d'action des moyens de cisaillement dans le cas d'une autre variante de réalisation du dispositif de protection conforme à l'invention.
    • La figure 3 illustre, selon une vue détaillée en perspective, une variante préférentielle de réalisation du dispositif de protection conforme à l'invention, pourvu de moyens de cisaillement d'arc.
    • La figure 4 illustre, selon une vue de face, le dispositif de protection représenté sur la figure 3, dans sa position fonctionnelle (ou de service).
    • La figure 5 illustre, selon une vue de face, le dispositif de protection représenté sur la figure 3, dans sa position déconnectée.
    MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION
  • Le dispositif de protection contre les surtensions conforme à l'invention est destiné à être branché en dérivation (ou en parallèle) sur l'équipement ou l'installation électrique à protéger. L'expression « installation électrique » fait référence à tout type d'appareil ou réseau alimenté électriquement et susceptible de subir des perturbations de tension, notamment des surtensions transitoires dues à la foudre.
  • Le dispositif de protection contre les surtensions conforme à l'invention est avantageusement destiné à être disposé entre une phase de l'installation à protéger et la terre. Il est par ailleurs envisageable, sans pour autant sortir du cadre de l'invention, que le dispositif de protection, au lieu d'être branché en dérivation entre une phase et la terre, soit raccordé entre le neutre et la terre, entre la phase et le neutre ou encore entre deux phases (cas d'une protection différentielle).
  • Le dispositif de protection 1 conforme à l'invention comporte au moins un composant de protection 10 destiné à protéger l'installation électrique contre les surtensions. Dans la suite de la description, on considère que chaque composant de protection 10 contre les surtensions est formé par une varistance, étant entendu que l'utilisation d'une varistance n'est indiquée qu'à titre d'exemple et ne constitue en aucune manière une limitation de l'invention.
  • Le dispositif de protection 1 conforme à l'invention comporte au moins une varistance 10, notamment une ou plusieurs varistances 10, chaque varistance 10 étant pourvue de moyens de raccordement 20 à l'installation électrique. La varistance 10 est de préférence disposée au sein d'un boîtier 60 électriquement isolant susceptible de se présenter sous la forme d'une cartouche adaptée pour être connectée électriquement à une embase fixe (non représentée) à l'aide d'au moins un premier et un deuxième plots de connexion 22, 23. L'un des pôles de la varistance 10 est ainsi connecté directement au premier plot de connexion 22, l'autre pôle de la varistance 10 étant relié aux moyens de raccordement 20. Ces derniers sont de préférence formés par une électrode 21 se présentant par exemple sous la forme d'une lame métallique. L'électrode 21 fait de préférence saillie, par exemple à 90°, à partir de l'une des faces 10A de la varistance 10.
  • Selon l'invention, le dispositif de protection 1 comprend également un moyen de déconnexion 30 apte à déconnecter la varistance 10 de l'installation électrique. Le moyen de déconnexion 30 est spécifiquement conformé et adapté pour assurer la déconnexion de la varistance 10 au niveau des moyens de raccordement 20 et est à cet effet susceptible de se déplacer à partir d'une position de fermeture, illustrée par exemple sur la figure 1, vers une position d'ouverture illustrée sur la figure 2, en créant ainsi un espace interstitiel 11 entre le moyen de déconnexion 30 et les moyens de raccordement 20.
  • De façon préférentielle, le moyen de déconnexion 30 est formé par une lame de déconnexion 31 électriquement conductrice et avantageusement métallique qui, en position de fermeture, est soudée en contrainte sur les moyens de raccordement 20, précisément sur l'électrode 21, par exemple à l'aide d'une soudure thermo-fusible (non représentée). La lame de déconnexion 31 s'étend avantageusement entre une extrémité libre 31 A et une extrémité fixe 31B. L'extrémité libre 31A vient alors en contact électrique avec l'électrode 21 par l'intermédiaire de la soudure, l'extrémité fixe 318 étant en contact électrique permanent avec le deuxième plot de connexion 23.
  • La lame de déconnexion 31 est alors contrainte élastiquement entre sa position de fermeture, dans laquelle elle vient en contact avec l'électrode 21 par le biais de la soudure thermique et sa position d'ouverture, dans laquelle la lame de déconnexion 31 n'est plus en contact avec l'électrode 21 correspondante. Ainsi, lors du passage de sa position de fermeture à sa position d'ouverture, la lame de déconnexion 31, notamment l'extrémité libre 31A de cette dernière, s'écarte, par effet ressort, de l'électrode 21. La lame de déconnexion 31 peut ainsi présenter une élasticité intrinsèque ou être montée mobile élastiquement par l'intermédiaire d'un ressort indépendant (non représenté).
  • Lors de l'ouverture du moyen de déconnexion 30, un arc électrique 40 (illustré en pointillés sur la figure 2) est susceptible de se former dans l'espace interstitiel 11 entre le moyen de déconnexion 30 et les moyens de raccordement 20. Ainsi, après l'ouverture du moyen de déconnexion 30, la distance d'écartement entre ce dernier et les moyens de raccordement 20 peut ne pas être suffisante pour empêcher l'amorçage, le maintien ou le réamorçage d'un arc électrique 40, notamment en cas de surtensions de fortes énergies. Cet arc électrique 40 continue alors d'écouler un courant, empêchant ainsi la déconnexion effective du composant de protection 10.
  • Pour pallier cet inconvénient, et selon une caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif de protection 1 conforme à l'invention est pourvu de moyens de cisaillement 50 de l'arc électrique 40.
  • Le terme « cisaillement » fait référence ici aux contraintes exercées sur l'arc électrique, suivant au moins deux directions (ou sens) distinctes de l'espace, de manière à réduire sa section, sans nécessairement le couper. Les moyens de cisaillement 50 se différencient donc, au sens de l'invention, d'un simple organe d'isolement apte à venir s'interposer entre l'électrode 21 et la lame de déconnexion 31 afin d'empêcher la formation ou le maintien d'arcs électriques entre ces pièces conductrices.
  • L'expérience montre en effet qu'il est en pratique difficile, voire impossible, de « couper » un arc électrique, et donc d'interrompre le passage du courant avant l'annulation de la tension, à l'aide d'un simple organe d'isolement. En effet, on observe que l'arc électrique parvient systématiquement à contourner l'organe d'isolement, continuant ainsi d'écouler le courant le long de la surface de ce dernier jusqu'à l'annulation de la tension aux bornes du dispositif de protection.
  • Pour des valeurs importantes de l'intensité du courant, on observe alors la formation d'un dépôt conducteur sur la surface de l'organe d'isolement, créant ainsi un chemin préférentiel pour l'arc électrique entre la lame de déconnexion 31 et l'électrode 21. L'isolement électrique procuré par l'organe d'isolement est dans ce cas fortement diminué.
  • Selon une caractéristique essentielle du dispositif de protection 1 conforme à l'invention, les moyens de cisaillement 50 sont conformés de manière à augmenter l'impédance de l'arc électrique 40 en diminuant sa section, afin de réduire l'intensité du courant susceptible d'être écoulé par cet arc. Ceci permet ainsi de limiter la formation du dépôt conducteur sur l'organe d'isolement, et d'augmenter l'efficacité de ce dernier.
  • Le terme « section » fait ici référence à la section transversale de l'arc électrique 40, déterminée en considération d'un plan de coupe fictif sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale d'extension de l'arc électrique 40 entre les moyens de raccordement 20 et le moyen de déconnexion 30.
  • Les moyens de cisaillement 50 de l'arc électrique 40 sont ainsi préférentiellement conformés pour attaquer simultanément l'arc électrique 40 suivant au moins deux directions distinctes.
  • Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les moyens de cisaillement 50 sont conformés pour attaquer l'arc électrique 40 par bord latéral, c'est-à-dire selon un plan sécant ou perpendiculaire à la direction longitudinale d'extension de l'arc électrique 40, et suivant au moins deux directions F1, F2 sensiblement opposées et centripètes, c'est-à-dire orientées en direction du centre de la section de l'arc électrique 40 (figures 2', 2").
  • Les moyens de cisaillement 50 sont en outre préférentiellement agencés et disposés au sein du boîtier 60 de manière à pouvoir être commandés, et notamment libérés par le mouvement du moyen de déconnexion 30.
  • Plusieurs modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en se référant aux figures 1 à 5.
  • Selon un premier mode de réalisation de l'invention, illustré notamment sur les figures 1 et 2, les moyens de cisaillement 50 comportent au moins deux parties actives 51, 52 électriquement isolantes, aptes à se rapprocher l'une de l'autre lors de l'ouverture du moyen de déconnexion 30 de manière à assurer, par coopération mutuelle, le cisaillement de l'arc électrique 40.
  • Au sens de l'invention, l'expression « parties actives » fait référence aux parties des moyens de cisaillement 50 intervenant directement dans l'action de cisaillement de l'arc électrique 40. Il s'agit en particulier des parties des moyens de cisaillement 50 aptes à venir directement en contact physique avec l'arc électrique 40.
  • Au sens de l'invention, les moyens de cisaillement 50 peuvent comporter une unique partie active mobile 51 apte à se déplacer dans l'espace interstitiel 11 lors de l'ouverture du moyen de déconnexion 30 ou encore deux parties actives mobiles (variante non représentée), aptes à se rapprocher l'une de l'autre lors de l'ouverture dudit moyen de déconnexion 30. Dans le cas où les moyens de cisaillement 50 comportent une unique partie active mobile 51, ils comportent également au moins une partie active fixe 52 formant de préférence une butée à l'encontre de la partie active mobile 51.
  • Avantageusement, la partie active mobile 51 et le moyen de déconnexion 30 sont montés relativement de telle manière que lors de l'ouverture du moyen de déconnexion 30, ce dernier libère la partie active mobile 51, autorisant ainsi le déplacement de cette dernière. Lorsque le moyen de déconnexion 30 est en position de fermeture, la partie active mobile 51 vient avantageusement en appui contre le moyen de déconnexion 30. La lame de déconnexion 31 est alors de préférence montée en contrainte de telle manière que lors de son ouverture, elle s'écarte suffisamment de l'électrode 21 pour ne plus constituer un obstacle à l'encontre du déplacement de la partie active mobile 51.
  • La force responsable du déplacement de la partie active mobile 51 peut être de toute nature, mais sera de préférence une force de rappel élastique. A cet effet, les moyens de cisaillement 50 comportent avantageusement un moyen de rappel élastique 70, du genre ressort, monté de manière à exercer une force de rappel élastique sur la partie active mobile 51, ladite force de rappel élastique s'exerçant suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe de compression du moyen de rappel élastique 70. Cette force de rappel élastique tend ainsi à repousser la partie active mobile 51 vers l'autre partie active, et notamment vers la partie active fixe 52.
  • Selon une première variante de réalisation illustrée sur les figures 1 et 2, la partie active mobile 51 est montée de manière à pouvoir se déplacer en translation suivant la direction F lors de l'ouverture du moyen de déconnexion 30.
  • Selon une autre variante illustrée sur les figures 3 à 5, la partie active mobile 51 est montée de manière à pouvoir se déplacer en rotation autour d'un axe de rotation 100 et suivant la direction S lors de l'ouverture du moyen de déconnexion 30.
  • De façon préférentielle, la partie active mobile 51 comporte un volet isolant 53 (ou organe d'isolement) destiné à être interposé entre le moyen de déconnexion 30 et les moyens de raccordement 20 lorsque le moyen de déconnexion 30 est en position d'ouverture.
  • Selon une variante de réalisation préférentielle illustrée sur les figures 3 à 5, le volet isolant 53 est préférentiellement formé par une enveloppe, conformée de manière à venir entourer au moins partiellement le moyen de déconnexion 30 et/ou les moyens de raccordement 20 lorsque le moyen de déconnexion 30 est en position d'ouverture.
  • Selon une première variante non représentée, l'enveloppe peut comporter une partie centrale, par exemple plane, destinée à être interposée entre la lame de déconnexion 31 et l'électrode 21, et des parties latérales préférentiellement courbes de manière à venir enrober, au moins partiellement, l'électrode 21 ou la lame de déconnexion 31, augmentant ainsi la distance d'isolement entre ces deux pièces.
  • Selon une autre variante de réalisation illustrée sur les figures 3 à 5, l'enveloppe est formée par un manchon 44 destiné à venir entourer, au moins partiellement, la lame de déconnexion 31 ou l'électrode 21.
  • De façon préférentielle, le manchon 44 présente une section transversale en forme de U et est délimité latéralement par trois parois 44A, 44C, 44D et longitudinalement par un fond 44B. L'ensemble de ces parois délimitent ainsi un logement intérieur 45 débouchant au niveau d'une ouverture 46 permettant au manchon 44 de venir s'emmancher autour de l'électrode 21, enrobant ainsi cette dernière (figure 5).
  • Le manchon 44 est avantageusement solidarisé avec un bras 49 articulé, de préférence formé par un plateau. De façon préférentielle, le manchon 44 est venu de matière avec le bras 49, formant alors avec ce dernier une seule et même pièce fonctionnelle. Le manchon 44 fait avantageusement saillie à partir du plateau formé par le bras 49. Ainsi, les parois 44A et 44C du manchon 44 s'étendent sensiblement perpendiculairement par rapport au bras 49, formant ainsi le logement intérieur 45 qui s'ouvre du côté de la face 10A de la varistance 10. Le bras 49 est avantageusement monté mobile en rotation autour de l'axe de rotation 100, de manière à pouvoir pivoter autour de cet axe sous l'action de la force de rappel exercée par le moyen de rappel élastique 70. Le bras 49 entraîne alors simultanément le volet isolant 53 dans un même mouvement de rotation.
  • Avantageusement, le moyen de rappel élastique 70 s'étend de préférence entre une première extrémité fixe 71, par exemple solidarisée avec le boîtier 60, et une deuxième extrémité 72, fixée sur ou venant en appui contre le bras 49 et susceptible de se déplacer avec ce dernier au sein du boîtier 60. Une fois la partie active mobile 51 libérée de la lame de déconnexion 31, le moyen de rappel élastique 70 exerce sur le bras 49 une force motrice, entraînant ce dernier dans un mouvement de rotation autour de l'axe de rotation 100.
  • De façon particulièrement avantageuse, le manchon 44 comporte un prolongement 47, sensiblement perpendiculaire à la face 44C dudit manchon. Le prolongement 47 vient ainsi, dans la position d'ouverture, s'interposer entre la lame de déconnexion 31 d'une part et l'une des faces 10A de la varistance 10 d'autre part, de manière à empêcher le contournement du volet isolant 53 par un arc électrique.
  • De façon préférentielle, les faces opposées 44A, 44C du manchon 44 peuvent être avantageusement courbes, de manière à s'adapter au mouvement de rotation du volet isolant 53. Ceci permet notamment d'ajuster de manière plus précise les dimensions du logement intérieur 45 aux dimensions de l'électrode 21.
  • Dans le cas de la variante illustrée aux figures 1 et 2, pour laquelle la partie active mobile 51 se déplace en translation, le volet isolant 53 peut également comporter un manchon (non représenté) susceptible de se déplacer suivant une direction sensiblement rectiligne verticale et parallèle au plan d'extension de la face 10A de la varistance 10. Le dispositif peut alors comporter, selon cette variante, des moyens de guidage (non représentés) permettant d'assurer le guidage en translation de la partie active mobile 51.
  • Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les parties actives 51, 52 sont montées de manière à venir en appui l'une contre l'autre lors de l'ouverture du moyen de déconnexion 30, assurant ainsi l'étranglement de l'arc électrique 40 (figure 2).
  • De façon préférentielle, la partie active mobile 51 vient ainsi en appui contre la partie active fixe 52 au niveau d'une interface de contact 54, l'arc électrique 40 étant alors cisaillé entre lesdites parties actives 51, 52, d'une part en raison de la force motrice FM exercée par la partie active mobile 51 sous l'action du moyen de rappel élastique 70, et d'autre part en raison de la force de réaction R, sensiblement opposée à la force motrice FM, exercée par la partie active fixe 52 (figures 2, 2', 2").
  • La partie active fixe 52 peut avantageusement être formée par une lame en matériau isolant, par exemple en céramique, faisant saillie à 90° par rapport à l'une des faces latérales du boîtier 60 (figure 3). Ainsi, lors de l'ouverture du moyen de déconnexion 30, la partie active mobile 51 se déplace en direction de la partie active fixe 52 jusqu'à ce que sa partie frontale 55 vienne en appui contre ladite partie active fixe 52.
  • Afin de parfaire le contact entre les parties actives fixe 52 et mobile 51 et donc de favoriser le cisaillement de l'arc électrique 40, les moyens de cisaillement 50 comportent des moyens de contact 56, aptes à assurer une mise en appui sensiblement étanche des parties actives 51, 52 au niveau de l'interface de contact 54. Les moyens de contact 56 sont ainsi avantageusement disposés et conformés de manière à former l'interface de contact 54 entre les parties actives 51, 52 lorsque le moyen de déconnexion 30 est en position d'ouverture (figure 2').
  • Les moyens de contact 56 sont avantageusement formés par un matériau sensiblement souple, tel qu'un matériau élastomère, situé de préférence à l'extrémité de l'une des parties actives 51, 52. De façon préférentielle, le matériau formant les moyens de contact 56 est suffisamment souple pour épouser la forme de la partie active 51 ou 52 située en regard. En particulier, dans le cas des variantes de réalisation illustrées aux figures, les moyens de contact 56 sont formés par un matériau suffisamment souple pour épouser, avec étanchéité, la forme de la partie frontale 55 de la partie active mobile 51. Les moyens de contact 56 peuvent ainsi être intégrés structurellement à l'une des parties actives 51, 52, formant alors par exemple l'extrémité d'une partie active 51, 52 mais peuvent également être formés par une couche de matériau souple, disposée sur la surface d'au moins l'une des parties actives 51, 52, et éventuellement sur la surface de chaque partie active 51, 52.
  • Selon une autre variante préférentielle, les moyens de contact 56 peuvent être formés par une pièce indépendante rapportée sur l'une des parties actives 51, 52, par exemple sur la partie active fixe 52, tel que cela est illustré sur les figures.
  • Afin de limiter le phénomène de rebond lors de la mise en appui des parties actives 51, 52 l'une contre l'autre, les moyens de cisaillement 50 comportent avantageusement des moyens d'amortissement. Les moyens d'amortissement sont préférentiellement formés par un tampon 57 élastique et compressible formant l'interface de contact 54 entre les parties actives 51, 52, et apte, en se comprimant, à emmagasiner l'énergie correspondant à l'élan de la partie active mobile 51, empêchant ainsi cette dernière de rebondir contre la partie active fixe 52.
  • De façon préférentielle, et tel que cela est illustré sur les figures, les moyens de contact 56 et les moyens d'amortissement sont formés par un même tampon 57 élastomère. En empêchant le phénomène de rebond, les moyens d'amortissement permettent ainsi d'améliorer l'efficacité du cisaillement de l'arc électrique 40.
  • La mise en appui des parties actives 51, 52 apparaît au demandeur comme une solution technique particulièrement efficace pour assurer le cisaillement de l'arc électrique 40. Il est toutefois bien évidemment envisageable, sans sortir du cadre de l'invention, que les parties actives 51, 52 ne viennent pas directement en appui l'une contre l'autre mais soient montées de manière à se croiser, de préférence avec un faible jeu, lors de l'ouverture du moyen de déconnexion 30. Dans ce cas, les parties actives 51, 52 exercent simultanément sur l'arc électrique 40 des contraintes de cisaillement sensiblement opposées.
  • Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de cisaillement 50 comportent des moyens de libération d'un gaz, ces derniers étant conçus pour générer des flux gazeux Φ, Φ' suffisamment importants pour assurer le cisaillement de l'arc électrique 40 (figure 2', 2"). Les flux gazeux Φ, Φ' ainsi générés sont dirigés vers l'arc électrique 40 suivant des directions différentes, de préférence centripètes, et exercent des pressions mécaniques suffisantes sur l'arc électrique pour obtenir une réduction de sa section.
  • Selon la variante préférentielle illustrée sur les figures 2', 2", les moyens de libération sont préférentiellement formés par au moins l'une des parties actives 51, 52, laquelle est composée d'un matériau apte à libérer un gaz sous l'effet de la chaleur générée par l'arc électrique 40. L'action mécanique combinée des parties actives 51, 52 d'une part et des flux gazeux Φ, Φ' d'autre part permet ainsi d'obtenir une réduction particulièrement efficace de la section de l'arc électrique.
  • Selon la variante illustrée sur la figure 2', une seule des parties actives 51, 52, à savoir la partie active mobile 51, forme les moyens de libération. Ainsi, lors de son déplacement, la partie active mobile 51 vient au contact de l'arc électrique 40, s'échauffe, au moins localement dans la région située à proximité de l'arc. Cet échauffement libère des flux gazeux Φ, qui viennent directement attaquer l'arc électrique 40, par ailleurs coincé entre la partie active mobile 51 et la partie active fixe 52.
  • Dans une variante de réalisation illustrée sur la figure 2", chaque partie active 51, 52 est composée d'un matériau susceptible de libérer un gaz sous l'effet de la chaleur, les moyens de libération permettant alors, dans cette configuration, de générer des flux gazeux Φ, Φ' sensiblement opposés permettant une attaque circonférentielle et centripète de l'arc électrique 40 plus efficace encore que la configuration illustrée sur la figure 2'.
  • De façon préférentielle, le matériau utilisé pour réaliser les moyens de libération aura la capacité de libérer, sous l'effet de la chaleur, de l'hydrogène, ce gaz étant connu pour ses propriétés de refroidissement. L'hydrogène libéré pourra ainsi agir sur l'arc électrique 40 non seulement en exerçant une pression mécanique sur ce dernier, mais également en le refroidissant. En diminuant la température et la section de l'arc électrique 40, les moyens de cisaillement 50 conforment à l'invention permettent ainsi d'augmenter de façon significative l'impédance de l'arc électrique 40, et donc de réduire l'intensité du courant écoulé par ce dernier. A titre d'exemple illustratif et non limitatif, on pourra utiliser, comme matériau apte à libérer un gaz, du polyacétal ou du polyoxyméthylène.
  • Il est également envisageable, sans sortir du cadre de l'invention, que les moyens de contact 56 ou d'amortissement soient également formés par un matériau apte à libérer un gaz. Ce matériau devra alors, bien évidemment, présenter des propriétés supplémentaires d'élasticité et de souplesse conférant aux moyens de contact 56 ou d'amortissement leurs caractéristiques fonctionnelles.
  • L'utilisation des parties actives 51, 52 comme moyens de libération permet ainsi, à mesure que ces dernières se rapprochent l'une de l'autre et de l'arc électrique 40, de générer des flux gazeux Φ, Φ' convergents vers l'arc électrique suivant des directions différentes, assurant ainsi un cisaillement plus efficace de ce dernier. Il est toutefois bien évidemment envisageable d'utiliser d'autres moyens de libération d'un gaz, distincts des parties actives 51, 52, et ce sans sortir du cadre de l'invention.
  • Toutefois, ce mode de réalisation préférentiel permet, à l'aide des mêmes pièces, d'augmenter l'efficacité du cisaillement mécanique de l'arc électrique 40 à l'aide de la pression mécanique exercée simultanément d'une part par les flux gazeux Φ, Φ' et d'autre part par les forces motrices FM et de réaction R. Une telle disposition permet donc, avec un nombre minimum de pièces, d'accélérer la déconnexion effective du composant de protection 10 en assurant une extinction rapide de l'arc électrique 40 éventuellement formé.
  • La présente invention concerne également un procédé d'amélioration de la capacité de coupure d'un dispositif de protection 1 d'une installation électrique contre les surtensions, au sein duquel un arc électrique 40 est susceptible de se former lors de la déconnexion du dispositif de protection 1 vis-à-vis de l'installation électrique.
  • Au sens de l'invention, le procédé comporte avantageusement une étape (a) de cisaillement de l'arc électrique 40, au cours de laquelle on attaque, de préférence simultanément, l'arc électrique suivant au moins deux directions différentes, préférentiellement opposées, de manière à réduire sa section.
  • Avantageusement, l'étape (a) de cisaillement comporte une phase d'étranglement de l'arc électrique 40 entre au moins deux parties actives 51, 52.
  • L'étape (a) de cisaillement comporte en outre avantageusement une phase de génération de flux gazeux Φ, Φ' d'intensités suffisamment importantes pour assurer le cisaillement de l'arc électrique 40.
  • Le procédé conforme à l'invention comporte enfin avantageusement une étape (b) de refroidissement de l'arc électrique 40 permettant, en diminuant la température de l'arc, d'augmenter l'impédance de ce dernier et donc de diminuer l'intensité du courant écoulé.
  • De façon préférentielle, les étapes (a) de cisaillement et (b) de refroidissement sont effectuées simultanément, avec des moyens de libération d'un gaz communs.
  • Le fonctionnement du dispositif de protection 1 conforme à l'invention va maintenant être décrit en se référant aux variantes préférentielles représentées aux figures 1 à 5.
  • Lorsqu'une surtension d'amplitude suffisante se produit, le dispositif de protection 1, monté en dérivation par rapport à l'installation électrique, devient passant et écoule à la terre le courant de surtension, préservant ainsi l'installation. Lorsqu'un courant d'intensité trop importante ou une utilisation prolongée provoque un échauffement excessif du dispositif, la soudure thermique assurant la liaison par contact entre la lame de déconnexion 31 (ou le moyen de déconnexion 30) et l'électrode 21 (ou les moyens de raccordement 20) du composant de protection 10 fond ou rompt. La lame de déconnexion 31 s'écarte alors, par effet ressort, de l'électrode 21, créant ainsi l'espace interstitiel 11, formé par une lame d'air isolante. Il peut alors se former, simultanément avec l'ouverture, un arc électrique 40 dans l'air situé dans l'espace interstitiel 11, cet arc électrique 40 s'étendant alors sensiblement longitudinalement entre l'électrode 21 et la lame de déconnexion 31 en empruntant de préférence le chemin le plus court entre ces deux pièces.
  • En s'écartant, la lame de déconnexion 31 libère la partie active mobile 51, initialement en appui contre la lame. Sous l'action de la force de rappel exercée par le moyen de rappel élastique 70, la partie active mobile 51 est repoussée vers la partie active fixe 52 jusqu'à venir en butée contre cette dernière, par l'intermédiaire des moyens de contact 56. En particulier, la partie frontale 55 de la partie active mobile 51 vient s'écraser contre les moyens de contact 56 et/ou d'amortissement qui assurent ainsi un appui ferme, étanche et/ou sans rebond des parties actives 51, 52 l'une contre l'autre. Lors du rapprochement relatif des parties actives 51, 52, l'espace disponible pour l'arc électrique 40 se réduit, ce qui a pour effet de l'étrangler et de diminuer sa section, augmentant ainsi son impédance. Lors de la mise en contact des parties actives 51, 52, l'arc électrique 40 est cisaillé entre ces dernières, ce qui entraîne une diminution encore plus importante de sa section.
  • La partie frontale 55 de la partie active mobile 51, située à proximité ou en contact avec l'arc électrique 40, voit sa température augmenter fortement et libère alors des flux gazeux Φ d'intensités et de vitesses suffisamment élevées pour assurer le cisaillement de l'arc électrique 40. Dans la position terminale illustrée sur la figure 2', l'arc électrique 40 est ainsi cisaillé d'une part entre la partie active mobile 51 et la partie active fixe 52 et d'autre part entre les flux gazeux Φ convergents vers l'arc électrique 40 à l'interface de contact 54 entre les parties actives 51, 52.
  • Tel que cela est illustré sur les figures 2', 2", l'arc électrique 40 est ainsi enfermé dans une « mini-cavité » 58 où il est soumis d'une part aux forces motrice FM et de réaction R des parties actives 51, 52 des moyens de cisaillement 50, et d'autre part aux flux gazeux convergents Φ, Φ'.
  • Les gaz libérés, de préférence l'hydrogène, ont également pour effet d'abaisser la température de l'arc électrique ce qui, en association avec la diminution de sa section, contribue à augmenter son impédance et à diminuer l'intensité du courant écoulé, de telle sorte qu'on obtient plus rapidement l'isolement définitif du composant de protection 10 vis-à-vis de l'installation électrique.
  • Le dispositif de protection 1 conforme à l'invention permet donc, grâce à un montage particulièrement simple, robuste et fiable, d'assurer une déconnexion rapide et systématique du composant de protection 10 en cas de dégradation ou de défaillance de ce dernier.
  • Le dispositif de protection 1 conforme à l'invention présente ainsi des performances nettement supérieures aux dispositifs connus en termes d'isolement et de déconnexion.
  • Le dispositif de protection 1 conforme à l'invention présente également une résistance améliorée à la dégradation et à la pollution conductrice générées par l'arc électrique 40, conservant ainsi plus longtemps ses capacités d'isolement.
    • POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE
  • L'invention trouve son application industrielle dans la fabrication de dispositifs de protection contre les surtensions.

Claims (23)

  1. Dispositif de protection (1) d'une installation électrique contre les surtensions comportant :
    - au moins un composant de protection (10), pourvu de moyens de raccordement (20) à l'installation électrique,
    - un moyen de déconnexion (30) du composant de protection (10) par rapport à l'installation électrique, adapté pour assurer la déconnexion de ce dernier au niveau des moyens de raccordement (20), et susceptible de se déplacer à partir d'une position de fermeture vers une position d'ouverture en créant ainsi un espace interstitiel (11) entre le moyen de déconnexion (30) et les moyens de raccordement (20), un arc électrique (40) étant alors susceptible de se former dans l'espace interstitiel (11) entre le moyen de déconnexion (30) et les moyens de raccordement (20), et
    caractérisé en ce qu'il comporte
    - des moyens de cisaillement (50) de l'arc électrique (40), conformés pour attaquer l'arc électrique (40) suivant au moins deux directions différentes de manière à réduire sa section, les moyens de cisaillement (50) comportant :
    ● au moins deux parties actives (51 , 52) aptes à se rapprocher l'une de l'autre lors de l'ouverture du moyen de déconnexion (30), de manière à assurer, par coopération mutuelle, le cisaillement de l'arc électrique (40), les parties actives (51 , 52) étant montées de manière à venir en appui l'une contre l'autre lors de l'ouverture du moyen de déconnexion (30), assurant ainsi l'étranglement de l'arc électrique (40), et
    ● des moyens de contact (56), aptes à assurer une mise en appui sensiblement étanche des parties actives (51, 52), les moyens de contact (56) étant formés par un matériau sensiblement souple situé à l'extrémité de l'une des parties actives (51 , 52).
  2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de cisaillement (50) sont conformés pour attaquer l'arc électrique (40) par abord latéral suivant au moins deux directions (F1 , F2) sensiblement opposées.
  3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les moyens de cisaillement (50) comportent au moins une partie active mobile (51), apte à se déplacer dans l'espace interstitiel (11) lors de l'ouverture du moyen de déconnexion (30) et pourvue d'un volet isolant (41) destiné à être interposé entre le moyen de déconnexion (30) et les moyens de raccordement (20) lorsque le moyen de déconnexion (30) est en position d'ouverture.
  4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens de cisaillement (50) comportent au moins une partie active fixe (52), formant butée à rencontre de la partie active mobile (51).
  5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens de cisaillement (50) comportent au moins deux parties actives mobiles, aptes à se rapprocher l'une de l'autre lors de l'ouverture du moyen de déconnexion (30).
  6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens de contact (56) sont disposés de manière à former l'interface de contact (54) entre les parties actives (51 , 52) lorsque le moyen de déconnexion (30) est en position d'ouverture.
  7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les moyens de contact (56) sont formés par un matériau élastomère.
  8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les moyens de cisaillement (50) comportent des moyens d'amortissement, aptes à empêcher, lors de la mise en appui des parties actives (51 , 52), le rebond de l'une desdites parties actives (51 , 52) par rapport à l'autre.
  9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que les moyens d'amortissement sont constitués par un tampon (57) élastique formant l'interface de contact (54) entre les parties actives (51 , 52).
  10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que les moyens de contact (56) et les moyens d'amortissement sont formés par un même tampon (57) élastique et souple.
  11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de cisaillement (50) comportent des moyens de libération d'un gaz, conçus pour générer des flux gazeux (Φ, Φ') suffisamment importants pour assurer le cisaillement de l'arc électrique (40).
  12. Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'au moins l'une des parties actives (51 , 52) est composée d'un matériau apte à libérer un gaz sous l'effet de la chaleur générée par l'arc électrique (40), ladite partie active formant alors les moyens de libération.
  13. Dispositif selon la revendication 12 caractérisé en ce que le gaz est de l'hydrogène.
  14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13 caractérisé en ce que le matériau est à base de polyacétal ou de polyoxyméthylène.
  15. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la partie active mobile (51) et le moyen de déconnexion (30) sont montés relativement de telle manière que lors de l'ouverture du moyen de déconnexion (30), ce dernier libère la partie active mobile (51), autorisant ainsi le déplacement de cette dernière.
  16. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens de cisaillement (50) comportent un moyen de rappel élastique (70), monté de manière à exercer une force de rappel élastique sur la partie active mobile (51) tendant à la repousser vers l'autre partie active (52).
  17. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la partie active mobile (51) est montée de manière à pourvoir se déplacer en translation.
  18. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la partie active mobile (51) est montée de manière à pourvoir se déplacer en rotation.
  19. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le volet isolant est formé par une enveloppe, conformée de manière à venir entourer, au moins partiellement, le moyen de déconnexion (30) et/ou les moyens de raccordement (20) lorsque le moyen de déconnexion (30) est en position d'ouverture.
  20. Dispositif selon la revendication 19 caractérisé en ce que l'enveloppe est formée par un manchon (44) présentant une section transversale en forme de U.
  21. Procédé d'amélioration de la capacité de coupure d'un dispositif de protection (1) d'une installation électrique contre les surtensions au sein duquel un arc électrique (40) est susceptible de se former lors de la déconnexion du dispositif de protection (1) vis-à-vis de l'installation électrique, ledit procédé étant caractérisé en ce le dispositif de protection est un dispositif selon l'une des revendications précédentes et en ce que le procédé comporte une étape (a) de cisaillement de l'arc électrique (40) au cours de laquelle on attaque l'arc électrique (40) suivant au moins deux directions différentes de manière à réduire sa section, l'étape (a) de cisaillement comporte une phase d'étranglement de l'arc électrique (40) entre au moins deux parties actives (51, 52), dans lequel les moyens de cisaillement (50) comportent des moyens de contact (56), aptes à assurer une mise en appui sensiblement étanche des parties actives (51, 52), les moyens de contact (56) étant formés par un matériau sensiblement souple situé à l'extrémité de l'une des parties actives (51 , 52).
  22. Procédé selon la revendication 21 caractérisé en ce que l'étape (a) de cisaillement comporte une phase de génération de flux gazeux (Φ, Φ') d'intensités suffisamment importantes pour assurer le cisaillement de l'arc électrique (40).
  23. Procédé selon la revendication 21 ou 22 caractérisé en ce qu'il comprend une étape (b) de refroidissement de l'arc électrique (40).
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