INTERRUPTEUR A MAIN

Les dispositions des interrupteurs électriques varient avec la nature des courants employés (continus ou alternatifs), l’intensité au moment de la rupture, et les tensions en jeu dans le circuit.

Leur construction s’e^t aujourd’hui systématisée, et, bien que les types varient beaucoup d’un constructeur à l’autre, les appareils obéissent à des règles générales appliquées plus ou moins heureusement.

Les sections sont calculées, pour que la densité de courant ne dépasse jamais 1 ampère par mm2 dans les conducteurs, et 40 ampères .par cm2 sur les surfaces de contact.

Les lames élastiques, en cuivre dur ou en laiton, sont d'un emploi général. On les dispose sur plat, ou mieux, sur bout, pour que chacune d’elles agisse, élastiquement et électriquement, d’une façon indépendante. Un corps étranger interposé, ou une dénivellation accidentelle, n’intéresse ainsi qu’une lame ou un petit nombre de lames. Le cuivre rouge donne, par fusion, des granulations qui rendent cette précaution indispensable. Le laiton est préférable à ce point de vue.

Le contact doit s’établir par frottement, de façon à dresser et polir les surfaces en contact. Le courant ne doit jamais passer par les axes des interrupteurs.

La rupture du circuit doit se produire en un point le plus éloigné possible des surfaces de contact, au-dessus de ces surfaces de préférence, pour que l’arc formé ne vienne pas oxyder ou brûler ces surfaces.

La rupture doit être brusque pour que l’arc formé à l’interruption ne dure pas assez longtemps pour fondre les parties entre lesquelles il prend naissance.

On emploie souvent des pare-étincelles en charbon ou en laiton, sur lesquels l’arc de rupture se produit, un instant après l’interruption sur les contacts. Ces pare-étincelles, faciles à nettoyer et à remplacer, en peu de temps et à peu de frais, ménagent l'interrupteur et les contacts.

La distance des points d’interruption doit être largement calculée pour éviter la formation et le maintien d’un arc amorcé accidentellement.

1. Les interrupteurs de t à 5 ampères seront examinés à propos de l’appareillage d’éclairage électrique.

l’our les hautes tensions, il y a intérêt à multiplier les points de rupture montés en série, de façon à fractionner l'arc, à le refroidir et à assurer son exlinction.

Interrupteurs à basse tension. — On peut faire figurer dans ce groupe les appareils fonctionnant jusqu’à 250 volts.

Fig. 12. — Interrupteurs à levier à basse tension, de la maison Siemens et Halske.

Pour de faibles intensités 1 , jusqu’à 10 ampères, on peut se contenter de simples interrupteurs à levier dont la figure 12 représente, à titre d’exemple, un type de la maison Siemens et Halske, dit type à levier. Il est constitué par un levier en bronze, pivotant autour de mâchoires en laiton, repliées de fa<?on à former ressort, et à s'appliquer fortement contre les faces latérales du levier. La manœuvre du levier établit un frottement entre les contacts et le maintient en bon état de propreté. La rupture se produit entre les pointes du levier et les lames élastiques, en dehors des faces de contact, et sur deux points à la fois. Le modèle se monte directement sur les tableaux en marbre, ou s'établit sur des socles en ardoise dont l’isolement est suffisant pour ces basses tensions.

Interrupteurs à block-système. — Il peut être utile, dans

certains cas, afin d’éviter les fausses manœuvres, que certains circuits ne puissent pas être fermés simultanément ou ne puissent être ouverts et fermés que dans un certain ordre.

On obtient ce résultat à l’aide d’interrupteurs solidarisés par des verrouillages mécaniques, dont les dispositions varient à l’infini. Voici, à titre d’exemple (pg. 14), un interrupteur à blocksystème présenté par la Compagnie française de Constructions électriques , et combiné pour fermer trois circuits de 1 500 ampères, un seul des circuits pouvant être fermé à la fois et tel que l’on ne puisse envoyer le courant dans le circuit principal d’une des directions qu’après avoir fermé l’un des interrupteurs à excitation et rien qu’un, et avoir coupé le courant sur toutes les autres directions; réciproquement, on ne peut interrompre l’excitation qu’après avoir coupé le courant sur l'armature.

Fig. 13. — Interrupteur bipolaire avec coupe-circuits de M. J. -A.

Genteur.

1. Les interrupteurs de 1 à 5 ampères seront examinés dans le fascicule consacré à l’éclairage électrique.

APPAREILLAGE

Tous les verrouillages sont obtenus par des leviers disposés derrière le panneau en fonte qui sert de support général à l’appareil.

Fig. li. — Interrupteur à verrouillage de la Compagnie française de constructions électriques.

Interrupteurs à tension moyenne. — Interrupteurs rapides. Lorsque la tension dépasse 400 volts (distribution à cinq fils et tramways), la rupture doit se faire rapidement, afin

d’éteindre l’arc qui se forme, et persisterait en mettant l’interrupteur hors de service.

On emploie, dans ce but, des interrupteurs à couteau. La figure lo représente, à titre d’exemple, l’interrupteur unipolaire à couteau de M. J .-A. Genteur , avec lequel la rupture se

Fig. lü. — Interrupteur rapide (modèle de M. Genteur).

Fin. 16. — Interrupteur tripolaire à rupture brusque de M. J. -A. Genteur.

fait entre un couteau en laiton pris entre deux séries de balais en cuivre dur et élastique. En agissant sur -le levier, on tend un ressort interposé entre ce levier et le couteau, jusqu’à ce que

Fig. 17. — Interrupteurs unipolaires et bipolaires à rupture brusque de la maison Siemens et Ilalske.

l'effort exercé sur ce ressort soit égal à celui qui maintient le couteau serré entre les balais. A ce moment, le couteau, rappelé par le ressort, échappe avec une grande vitesse. La rupture se produit en quatre points différents à la fois, ce qui réduit l'importance de l’étincelle de rupture. La figure 17 représente les dispositifs analogues de la maison Siemens et HaJske.

Fig. 18. — Interrupteur bipolaire pour 1 000 volts et 1 500 ampères de la maison Siemens et Halske (Échelle: 1/5).

C’est comme intermédiaire entre les hautes tensions (2 000 volts et au dessous) et des tensions moyennes (500 à 600 volts) que doit figurer l’interrupteur de la maison Siemens et Halske représenté figure 18, et dont le type est établi pour des tensions de 1 000 volts et ces intensités jusqu’à 2 000 ampères. Les contacts sont établis entre des lames et des plots en laiton, et la

APPAREILLAGE

rupture brusque est obtenue sans aucun mécanisme spécial, par le seul fait de l'effort exercé sur les poignées pour vaincre le frottement des contacts, frottement qui diminue rapidement dès que les leviers se trouvent suffisamment dégagés.

Des pare-étincelles en charbon reportent l’étincelle de rupture sur une saillie métallique ménagée sur la pièce fixe du milieu de chaque interrupteur. L’appareil se monte directement sur le tableau par des boulons et des écrous, sur lesquels viennent se fixer les câbles derrière le tableau.

Interrupteur bipolaire à doubles ressorts. — Le

modèle d’interrupteur bipolaire (pour 500 volts) de la Compagnie générale de Cotislruclions électriques, représenté figure 19, est muni, outre les ressorts de rupture brusque, de ressorts de position qui ont pour but de maintenir l’appareil soit ouvert, soit fermé.

Ces ressorts de position sont disposés à la partie inférieure du levier, et leur tension est telle qu’elle agit pour maintenir et même entraîner le levier dans une des deux positions normales d’ouverture ou de fermeture. On évite ainsi la position indifférente que tend à prendre l’interrupteur, lorsque le circuit est ouvert, surtout lorsque l’interrupteur est posé horizontalement.

POVET

Interrupteurs à haute tension. — Interrupteur à haute tension de la Compagnie Schuckert. — L’interrupteur à haute tension est disposé à 1 intérieur d’un kiosque; seule la poignée à laquelle il est réuni

par une longue bielle se trouve à l’extérieur. L’interrupteur est basé sur ce fait d’expérience que

Fig. 19. — Interrupteur bipolaire à deux ressorts, de la Compagnie générale de Constructions électriques.

Fig. 20. — Interrupteur à galets de la maison Schuckert.

Fig. 21. — Interrupteur à couteaux de la maison Ganz et C1" de Budapest.

c’est entre des galets ou des billes métalliques séparées l’une de l'autre par un espace de quelques millimètres seulement qu'un arc lumineux à courant alternatif s’éteint le plus facilement. 11 se

compose essentiellement (/?//. 20) d'une série de galets très mobiles disposés sur des ressorts plats. Ces galets forment une ligne continue ; ils sont poussésde côté et serrés les uns contreles autres

Vue latérale. Vue d’arrière.

Eig. 22. — Interrupteur pour haute tension de la Compagnie française de Constructions électriques.

par des cames excentriques, lorsque le levier à main est tourné dans la position de marche, tandis que les plots de ces cames les rendent libres, quand le levier est ramené dans la position d’in-

Vue latérale Vue d'arrière.

Eig. 23. — Interrupteur pour courants alternatifs simples (jusqu’à. 5 000 volts) de la maison Brown, Boveri et C 1 .

terruption. La course des galets extrêmes est limitée | ar de forts ressorts à lames, de façon qu’ils cèdent le moins possible à la pression exercée par les autres.

Les galets sont montés de telle façon qu’ils sont forcés de tourner aussi bien quand on ferme que quand on ouvre le circuit; les points en contact de ces galets se renouvelant continuelle-

A P P AH El LL AGE

ment et l’oxyde formé par l’arc lumineux étant enlevé au fur et à mesure par le frottement, l'appareil peut servir longtemps sans nécessiter de réparation.

Fig. 2i. — Interrupteur pour S 000 volts de M. J -A. (lenteur.

Interrupteurs de la Maison Ganz et Cie. — Le modèle représenté dans la position de fermeture 21 est bipolaire et muni de quatre couteaux, la partie fixe de quatre contacts correspondants.

Fig. 2b. — Interrupteur pour 1 0 000 volts, 300 ampères, des ateliers d'Oerlikon (modèle pour tableaux .

Par suite de l’augmentation du nombre de points d’interruption, chacun d’eux ne supporte que 1 100 volts. Les couteaux et les contacts sont montés sur des isolateurs en porcelaine à

double cloche, isolés des parties en fer qui les supportent par de l’ébonite. La mise en action de l’interrupteur se fait par un levier en bois à deux bras; les interrupteurs de l'Exposition étaient tripolaires ; ils portaient six couteaux et six contacts.

Fie. 26. — Interrupteur pour 10 000 volts, 300 ampères des ateliers d'Oerlikon (modèle disposé en sous-sol et commandé par leviers.)

Le type à couteaux rotatifs montés sur porcelaine est également construit par la Compagnie française de Constructions électriques [ftg. 22) et par la maison Brown , Boveri et C‘e, de Baden {fig. 23). Les interrupteurs sont toujours disposés derrière le tableau, en marbre généra-

Fig. 27. — Interrupteur tripolaire à haute tension de l'Allgemeine Elektricitâts Gesellschaft.

lement, et les leviers de manœuvre isolés devant le tableau, pour éviter tout contact entre l’électricien chargé de les manœuvrer et les parties de l’appareil ou des circuits soumises à des tensions élevées.

APPAREILLAGE

Pour des courants de 80 ampères et des tensions jusqu’à 8 000 volts, M. J. -A. Genteur présente un interrupteur [fig. 24) monté sur socle en fonte et isolateurs en porcelaine. Cet interrupteur comporte des ruptures brusques, des coupures multiples et des écrans isolants pour empêcher la formation d’arcs permanents. Les figures 25,26 et 27 représentent des dispositions d'interrupteurs pour hautes tensions qui n’exigent aucune explication.

Interrupteur à huile. — Pour des tensions comprises entre 1 000 et 3 000 volts, et des intensités de 30 ampères, M. J. -A. Genteur emploie un interrupteur à huile (fig. 28) à rupture et fermeture brusques monté sur marbre. La communication entre les deux plots s’établit par une traverse en laiton montée sur tige isolante, dont la longueur peut être modifiée à volonté, pour placer l’interrupteur hors de la portée de la main.

Fig. 28. — Interrupteur à huile de M. J. -A. Genteur.

Fig. 29. — Interrupteur à cornes de la Compagnie française de Constructions électriques.

Interrupteurs à antennes. — Pour des très hautes tensions, et des courants de l’ordre de 50 ampères, l’arc amorcé persisterait sur une très grande longueur. Dans l’interrupteur exposé par la Société des Anciens Etablissements Daydé et Pille' (Creil), l’arc formé et amorcé entre les deux points de séparation vient s’amorcer entre deux tiges de cuivre reliées aux deux pôles et disposées en forme d’antennes, comme dans le parafoudre à cornes de Siemens. L’arc ainsi amorcé monte par convection, s’allonge et s'amincit jusqu’à ce qu’il se coupe automatiquement, mais la distance des antennes à la base est suffisante pour qu’il ne puisse se reformer à la partie inférieure.

L’KI.ECTRICIT E A L’EXPOSITION

La ligure 29 représente un interrupteur basé sur le même principe construit par la Compagnie française de Constructions électriques. L’interrupteur se manœuvre à l'aide de deux chaînes qui, par une combinaison des leviers, soulèvent ou abaissent une pièce de contact montée sur isolateur en porcelaine et dont l'objet est d’établir deux interruptions ou fermetures distinctes, l une entre les cornes ou antennes, l’autre entre des ressorts et des plots montés sur les antennes. A la rupture, l'interruption se produit d’abord sur les plots, puis à l’extrémité inférieure des cornes où elle amorce un arc qui s’allonge en remontant et s’amincit jusqu’à rupture.

Interrupteur système Steele. — Cet appareil, construit par la Compagnie générale de Constructions électriques , a des dimensions assez petites pour être placé sur un tableau de distribution.

Les deux pièces d’arrivée et de départ du câble sont mises en communication au moyen

Vue de face. Vue d’arrière.

Fig dû. — Interrupteur Steele pour tension de 3 000 volts.

d’un pont mobile manœuvré par la poignée de l’appareil; quand on coupe le courant, un volet en mica vient s’interposer brusquement entre les pièces fixes de contact et le pont mobile pour couper l'arc qui pourrait se former. Ce dispositif donne les meilleurs résultats.

Interrupteurs à rupture liquide, système M. Buchet. — Dans ce système, construit et exposé par MM. A. Guénée et Cie, le circuit se trouve coupé entre deux molécules de mercure se séparant au sommet d’une cloison en porcelaine ou autre matière isolante. Cette cloison sépare deux cavités correspondant aux bornes. Celles-ci descendent au-dessous du sommet de la cloison, mais ne sont pas en contact avec le mercure à circuit ouvert. Par suite, la coupure n’a lieu que sur la cloison, et les bornes sont complètement isolées de la chambre de rupture parla disposition de l'appareil formant siphon. L’élévation du mercure est obtenue par l’immersion d'un plongeur ou par un mouvement de bascule de l’appareil. Aucune partie métallique solide n’intervenant à la rupture, on est en présence de points d’interruption liquides qui, par leur constitution même, se renouvellent indéfiniment.

L’isolement entre les deux bornes ne dépend que de la matière sur laquelle ces prises de courant sont établies, et celles-ci, pouvant être extérieurement recouvertes d'enduits, on a un isolement toujours constant et indépendant de l’endroit dans lequel l’appareil se trouve.

La résistance entre les bornes à circuit fermé ne dépend que de la section du mercure et de la surface de contact des bornes; elle est donc, par le principe de l’appareil, indépendante de la fabrication et de la durée de fonctionnement. Le contact des bornes et du mercure ne peut s’altérer, puisqu’il n’y a jamais rupture entre ces parties. Le dispositif s'applique aux interrupteurs manœuvrés à la main, à distance ou automatiquement.

APPAREILLAGE

Interrupteurs de court-circuit pour système série. — La Cie d'industrie électrique, de C.enève, qui expose le système série de M. R. Thury , présente un interrupteur de court-circuit qui reste du même modèle, qu’il s'agisse d'une génératrice d’une grande puissance ou d’un petit moteur quelconque. 11 a pour but de mettre l’appareil de production ou d’utilisation en circuit ou hors circuit sans causer d’interruption même momentanée (fi g. 31).

Fio. 31. — Interrupteur de court-circuit de la Compagnie d’industrie électrique.

Au moment de la manœuvre, l’appareil maintient le court-circuit de la machine et de la ligne jusqu’au moment où la machine peut être insérée sans interruption du courant.

Au repos, la machine reste isolée du circuit général, tout en étant court-circuilée sur ellemême. Les bornes de départ de la ligne sont également en courtcircuit, et il n’y a plus ainsi aucune communication quelconque entre la ligne et la machine.

Lorsque l'interrupteur de court-circuit sert à la mise en marche d'un moteur puissant (plus de 73 kilowatts, par exemple), il s’y produit une étincelle assez forte due à la résistance de self-induction des inducteurs et de l’induit du moteur. Pour éviter la production de cette étincelle et les inconvénients qui en résulteraient, l'interrupteur est complété par un petit appareil nommé pare-étincelles, monté en série avec le moteur (p,g. 32).

Pare-étincelles. — Deux blocs de charbon, dont l’un est fixé sur l’armature mobile d’un électro-aimant, sont reliés aux deux bornes du moteur et, dans la position de repos, font contact entre eux. 11 ne se produit aucune étincelle à l’interrupteur lors de la manœuvre, puisque cet appareil est court-circuité par ces contacts de charbon. Mais le courant traversant l’électro-aimant, produit l'attraction de l’armature, écarte les blocs entre lesquels l’étincelle se produit momentanément, et le moteur se met en marche. Toute usure de l’interrupteur est ainsi évitée; les blocs de charbon durent fort longtemps; leur remplacement éventuel est d'ailleurs peu coûteux.

Fig. 32. — Pare-étincelles pour système série.