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EP0406130B1 - Disjoncteur limiteur équipé d'un dispositif retardateur de retombée de contact à effet électromagnétique - Google Patents

Disjoncteur limiteur équipé d'un dispositif retardateur de retombée de contact à effet électromagnétique Download PDF

Info

Publication number
EP0406130B1
EP0406130B1 EP90420285A EP90420285A EP0406130B1 EP 0406130 B1 EP0406130 B1 EP 0406130B1 EP 90420285 A EP90420285 A EP 90420285A EP 90420285 A EP90420285 A EP 90420285A EP 0406130 B1 EP0406130 B1 EP 0406130B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
latch
circuit breaker
limiting circuit
contact
movable contact
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
EP90420285A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0406130A1 (fr
Inventor
Jean-Pierre Nebon
Pascal Dudon
Patrick Coudert
Robert Morel
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.)
Merlin Gerin SA
Original Assignee
Merlin Gerin SA
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 Merlin Gerin SA filed Critical Merlin Gerin SA
Publication of EP0406130A1 publication Critical patent/EP0406130A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0406130B1 publication Critical patent/EP0406130B1/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
    • H01H77/00—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting
    • H01H77/02—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism
    • H01H77/10—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening
    • H01H77/102—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening characterised by special mounting of contact arm, allowing blow-off movement
    • H01H77/104—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening characterised by special mounting of contact arm, allowing blow-off movement with a stable blow-off position
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts
    • H01H1/2041—Rotating bridge
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    • H01H1/00—Contacts
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    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts
    • H01H1/2041—Rotating bridge
    • H01H1/2058—Rotating bridge being assembled in a cassette, which can be placed as a complete unit into a circuit breaker
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    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/22—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact
    • H01H1/221—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact and a contact pressure spring acting between the pivoted member and a supporting member
    • H01H2001/223—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact and a contact pressure spring acting between the pivoted member and a supporting member using a torsion spring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/04—Contacts
    • H01H73/045—Bridging contacts

Definitions

  • the lock is formed by a hooking blade capable of cooperating with a notch provided at one of the ends of the movable contact arm on the side of the bar.
  • the distance of the lock from the contact parts between which the arc is established requires the installation of a steel ring surrounding the bar to reinforce the effect of electromagnetic attraction on the lock.
  • the latching effect of the movable contact in the repelled position has the disadvantage of preventing any possibility of selectivity in the circuit.
  • the dropout takes place by the rotation of the bar after triggering of the mechanism.
  • Another anti-fallout device uses a different technique implementing the acceleration of the mobile contact during the electrodynamic repulsion to act initially by mechanical effect on the lock, which is then attracted completely. to the active position by magnetic attraction.
  • the object of the invention is to improve the production of an electromagnetic anti-fallout lock for a limiting circuit breaker.
  • the electromagnetic lock comprises a magnetic circuit surrounding the support arm in the vicinity of the first and second contacts to obtain maximum electromagnetic attraction from the birth of the arc, causing the lock to move rapidly towards the active position, said circuit magnetic being equipped with support means in the form of ramps urging the lock to an inactive position by the action of returning the movable contact in the closing direction.
  • the lock is electrically isolated from the support arm by an insulating coating.
  • the electromagnetic lock comprises a magnetic circuit formed by a pair of semi-mobile stirrups arranged symmetrically with respect to the median plane of the pole so as to define a first lower air gap and a second upper air gap, each stirrup being housed in an isolation screen and having an extension shaped as a retaining ramp, on which the mobile contact rests in the restraint, on which the movable contact bears in the active position of said lock.
  • the arc is pinched in the upper air gap when the lock is in the active position.
  • each stirrup has a predetermined inclination relative to the median plane which contributes to the release of the lock towards the inactive position under the action of the restoring force of the movable contact.
  • Each stirrup has a first pole face separated from a second pole face by a semi-open notch framing the upper branch of the loop of the support arm when the latch is actuated towards the active position.
  • the electromagnetic lock comprises a fixed U-shaped magnetic circuit and a pivoting pallet urged by a return spring in engagement against the pole face of the magnetic circuit.
  • a breaking pole 10 of a multipole limiting circuit breaker, with molded insulating housing 12 comprises a rotary contact 14 with double breaking.
  • the central part of the rotary contact 14 is mounted in a housing of a rotary switching bar 1 6, common to all of the poles.
  • the general structure of pole 10 is described in document EP-A-314,540.
  • the rotary contact 14 comprises a pair of opposite lever arms 18, 20, each having at their ends a contact piece 22, 24 cooperating with a fixed contact 26, 28 conjugated in the form of a pellet.
  • Each fixed contact 26, 28 is secured to the internal end of an arm 30, 32 of conductive material, having a loop or U shape.
  • the electrical connection of the pole 10 takes place by means of two connection pads 34 , 36 arranged at the outer ends of the support arms 30, 32 passing through the insulating housing 12.
  • the rotary contact 14, and the two support arms 30, 32 constitute the active parts made of copper.
  • Two arc extinguishing chambers 38.40 arranged on either side of the bar 16 are associated with the pairs of contacts 22.26; 24.28.
  • a system of springs 42 makes it possible to obtain the contact pressure in the closed position of the movable contact 14.
  • the rotary bar of insulating material is mounted for rotation about an axis 43 between a first and a second position corresponding respectively to the closing and to a normal opening of the contacts.
  • the axis 43 extends in the central zone of the housing 12, perpendicular to the plane of FIG. 1.
  • the bar 16 serves as a drive member for all of the rotary contacts 14 of the different poles of the circuit breaker, and is coupled to the control mechanism (not shown), which is actuated manually by a joystick, and automatically by a selective trigger.
  • the rotation of the bar 16 to the second position occurs when the response time of the mechanism has elapsed, so as to confirm the definitive opening of the circuit breaker.
  • This rotational movement of the bar 16 takes place during a second phase of mechanical actuation of the mechanism, which takes over from the first repulsion phase.
  • the first phase is not operational when the intensity of an overload current is below the repulsion threshold.
  • the current limiting effect does not exist in this case, and it will be necessary to wait for the intervention of the bar 16 after tripping of the mechanism, to ensure the normal automatic opening of the circuit breaker.
  • the anti-drop system of the movable contact 14 of each pole comprises a pair of electromagnetic latches 44, 46 (FIG. 1), arranged on either side of the bar 16, in the vicinity of the pairs of contacts (22 , 26, 24, 28) corresponding.
  • the structure of the two locks 44, 46 is identical, and only that of the lock 44 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the electromagnetic latch 44 is made up of two semi-mobile stirrups 48.50 made of ferromagnetic material, in particular steel, cooperating with a spring return leaf 52.
  • the two stirrups 48.50 have a U or C shape, and are arranged opposite one another, and symmetrically with respect to the vertical median plane of trace 54, so as to surround the upper branch of the support arm 30 at the level of the fixed contact 26.
  • Each stirrup 48.50 has a first pole face 56 vertically separated from a second pole face 58 by a semi-open notch 60 capable of conforming to the lateral configuration of the support arm 30.
  • each bracket 48.50 is equipped with an extension shaped as a ramp 62 for retaining having a predetermined inclination, relative to the second pole face 58.
  • the leaf spring 52 extends in the longitudinal direction of the axis 43 of the bar 16 and is supported by its opposite ends on two lugs 64,66 belonging to the two symmetrical stirrups 48.50.
  • the curved middle part of the spring leaf 52 is interposed between the first pole faces 56 and the lower branch of the support arm 30.
  • each stirrup 48.50 are advantageously covered by a coating 68 of gas-generating insulating material, in particular polyamide.
  • the entire surface of the stirrups 48.50 can be coated with this insulating material, except for the first pole faces 56 delimiting the lower air gap 70.
  • the semi-movable stirrups 48.50 of the latch 44 extend into housings 72.74 confined by two fixed symmetrical screens 76.78 projecting from the opposite side walls of the housing 12 and coming from molding with the latter.
  • the presence of these 76.78 dust screens prevents the penetration of beads or particles behind the 48.50 stirrups, and contributes to strengthening the dielectric strength of the circuit breaker.
  • the return leaf spring 52 ensures maximum spacing between the two stirrups 48.50, which are held in abutment against the internal wall of the housing 12,
  • the latch 44 is open and in a stable inactive position, ready to allow free movement of the movable contact 14 in good time.
  • the latch 44 During manual opening of the circuit breaker by the handle, the latch 44 remains stationary in the inactive position. So is even during an automatic opening by triggering of the mechanism, caused by the detection of an overload current below the repulsion threshold.
  • the passage in the pole 10 of a strong current, in particular of short-circuit higher than said threshold causes the electrodynamic repulsion of the movable contact 14, which is propelled during the first phase towards the open position, while the bar 16 remains stationary in the first position.
  • the displacement by repulsion of the movable contact 14 is reinforced by the presence of the magnetic circuit constituted by the two stirrups 48, 50 of the latch 44.
  • the direction of flow of the current I in the pole 10 is indicated by way of example in FIG. 3 , and it is noted that this current I generates an electromagnetic field B which closes by the two lower gaps 70 and upper 80, formed respectively between the first pole faces 56, and between the second pole faces 58 of the latch 44.
  • the presence of the latch 44 in the vicinity of the contacts 22, 26 makes it possible to have a large electromagnetic field for the attraction of the two stirrups 48.50 towards the active position.
  • the stirrups 48, 50 are shaped according to a clamp, which is closed in the active position.
  • the inclination of the ramps 62 for retaining the movable contact 14 contributes to the release of the stirrups 48.50 towards the inactive position of the latch 44.
  • An acute angle is formed between each ramp 62 and the vertical median plane of trace 54. This results in a progressive opening of the clamp towards the inactive position by the action of falling down of the movable contact 14.
  • the arc is pinched in the upper air gap 80 when the latch 44 is in the active position.
  • the presence of the insulating coating 68 on the two stirrups 48.50 contributes to improving the extinction of the arc in the chamber 38 by gasogenic effect.
  • a deformable insulating protective sheet 90 in particular made of polytetrafluoroethylene, is inserted between the upper branch of the support arm 30 and the notches 60 of the two stirrups 48.50, of the latch 44 to prevent any penetration of balls or other metallic particles into the 'air gap 70 lower.
  • the electromagnetic lock 146 of the movable contact 14 comprises a fixed magnetic circuit 100 in the shape of a U, and a pallet 102 articulated on an axis 104.
  • a spring 106 urges the pallet 104 into engagement against the pole face of the magnetic circuit 100.
  • the lever arm 20 of the movable contact 14 is provided with a retaining lug 108 cooperating with a hooking ramp 110 located in the intermediate part of the pallet 102.
  • the oblique ramp 110 has an angle 111 of inclination (approximately 10 degrees) with normal.
  • the pallet 102 In the closed position of the limiting circuit breaker, the pallet 102 is applied against the magnetic circuit 100 by the return force of the spring 106.
  • the contact piece 24 of the movable contact 14 is in engagement with the fixed contact 28.
  • the circuit 100 is covered by an insulating coating 114.
  • the lug 108 abuts against the pallet 102, and moves it away from the pole face of the magnetic circuit 100 against the restoring force of the spring 106. After passing the neck 112, the lug 108 is housed in the hollow of the ramp 110. The magnetic field B generated by the arc current I then applies the paddle 102 against the magnetic circuit 100 and the movable contact 14 remains blocked by the lug 108 in the open position.
  • the bar 16 rotates counterclockwise, and drives the movable contact 14 in the same direction.
  • the angle 111 of inclination of the ramp 110 allows the pallet 102 to be released under the action of the unlocking torque generated by the relaxation of the spring system 42 of contact pressure. This unlocking torque prevails over the torque implemented by the return spring 106, and the pallet 102 pivots clockwise to allow the displacement of the movable contact 14 towards the closed position.
  • the pivoting movement of the stirrups 48, 50 towards the inactive position under the return effect of the movable contact 14 after the arc has been extinguished is preceded by a downward translation movement (see arrow F) of low amplitude.
  • This translational movement is authorized by the presence of a clearance J between the base of the stirrups, and the lower branch of the support arm 30, and of a second leaf spring 152 having a curved middle part which urges the stirrups 48, 50 against the upper arm 30.
  • the invention also applies to a modular limiter block that can be coupled and electrically connected to a standard circuit breaker.
  • the mobile contact can also be a single break.

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Breakers (AREA)

Description

  • L'invention est relative à un disjoncteur limiteur à boîtier isolant moulé, comprenant dans chaque pôle:
    • un système de contacts à répulsion électrodynamique ayant un bras support conducteur équipé d'un premier contact, et un contact mobile ayant au moins un deuxième contact coopérant en position de fermeture avec le premier contact, ledit contact mobile étant propulsé vers la position d'ouverture par des forces électrodynamiques engendrées durant une première phase de répulsion après dépassement par le courant d'un seuil prédéterminé,
    • et un verrou électromagnétique anti-retombée susceptible d'occuper une position active pour maintenir temporairement le contact mobile ouvert après répulsion.
  • Un verrou électromagnétique anti-retombée pour disjoncteur limiteur est déjà connu des documents US-A-4 409 573, DE-A-1 463 310 et FR-A-2 272 479. L'actionnement du verrou vers la position active résulte de l'intervention de forces d'attraction électromagnétique engendrées par le passage d'un fort courant dans le pôle.
  • Selon le document US-A-4 409 573, le verrou est formé par une lame d'accrochage susceptible de coopérer avec une encoche prévue à l'une des extrémités du bras de contact mobile du côté du barreau. L'éloignement du verrou par rapport aux pièces de contacts entre lesquelles s'établit l'arc nécessite la mise en place d'un anneau en acier entourant le barreau pour renforcer l'effet d'attraction électromagnétique sur le verrou.
  • L'effet d'accrochage du contact mobile en position répulsée présente l'inconvénient d'empêcher toute possibilité de sélectivité dans le circuit. Le décrochage s'opère par la rotation du barreau après déclenchement du mécanisme.
  • Un autre dispositif anti-retombée (voir document US-A- 4.612.430) utilise une technique différente mettant en oeuvre l'accélération du contact mobile lors de la répulsion électrodynamique pour agir initialement par effet mécanique sur le verrou, lequel est ensuite attiré complètement vers la position active par attraction magnétique.
  • L'objet de l'invention consiste à améliorer la réalisation d'un verrou électromagnétique anti-retombée pour disjoncteur limiteur.
  • Selon l'invention, le verrou électromagnétique comporte un circuit magnétique entourant le bras support au voisinage des premier et deuxième contacts pour obtenir une attraction électromagnétique maximum dès la naissance de l'arc, provoquant un déplacement rapide du verrou vers la position active, ledit circuit magnétique étant équipé de moyens d'appui en forme de rampes sollicitant le verrou vers une position inactive par l'action de rappel du contact mobile dans le sens de la fermeture.
  • Le verrou est isolé électriquement du bras support par un revêtement isolant.
  • Dans un premier mode de réalisation, le verrou électromagnétique comporte un circuit magnétique formé par une paire d'étriers semi-mobiles disposés symétriquement par rapport au plan médian du pôle de manière à définir un premier entrefer inférieur et un deuxième entrefer supérieur, chaque étrier étant logé dans un écran d'isolement et ayant un prolongement conformé en rampe de retenue, sur laquelle prend appui le contact mobile dans la retenue, sur laquelle prend appui le contact mobile dans la position active dudit verrou.
  • Un pincement de l'arc s'effectue dans l'entrefer supérieur lorsque le verrou se trouve dans la position active.
  • Après extinction de l'arc, l'effet d'attraction électromagnétique disparaît, et le verrou est sollicité vers une position inactive. La rampe de retenue de chaque étrier présente une inclinaison prédéterminée par rapport au plan médian qui contribue au dégagement du verrou vers la position inactive sous l'action de la force de rappel du contact mobile.
  • Chaque étrier comporte une première face polaire séparée d'une deuxième face polaire par une encoche semi-ouverte encadrant la branche supérieure de la boucle du bras support lorsque le verrou est actionné vers la position active.
  • Selon un deuxième mode de réalisation, le verrou électromagnétique comporte un circuit magnétique fixe en forme de U et une palette pivotante sollicitée par un ressort de rappel en engagement contre la face polaire du circuit magnétique.
  • D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre des deux modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés dans lesquels:
    • la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un pôle de disjoncteur limiteur à double coupure équipé de deux verrous à accrochage électromagnétique selon l'invention, le disjoncteur étant représenté en position de fermeture;
    • la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1, le verrou étant en position inactive;
    • la figure 3 montre une vue identique à celle de la figure 2, en position active du verrou;
    • la figure 4 représente une vue partielle du disjoncteur de la figure 1, avec une variante de réalisation du verrou anti-retombée.
    • la figure 5 est une vue identique de la figure 3 d'une variante de réalisation, la demi-vue de gauche représentant le verrou en position inactive, et la demi-vue de droite montrant le verrou de position active (traits forts), et dans une position intermédiaire (traits en pointillé).
  • Sur la figure 1, un pôle 10 de coupure d'un disjoncteur limiteur multipolaire, à boîtier 12 isolant moulé, comporte un contact rotatif 14 à double coupure. La partie centrale du contact rotatif 14 est montée dans un logement d'un barreau 1 6 rotatif de commutation, commun à l'ensemble des pôles. La structure générale du pôle 10 est décrite dans le document EP-A-314.540.
  • Le contact rotatif 14 comporte une paire de bras de leviers 18,20 opposés, ayant chacun à leurs extrémités une pièce de contact 22,24 coopérant avec un contact fixe 26,28 conjugué en forme de pastille.
  • Chaque contact fixe 26,28 est solidarisé à l'extrémité interne d'un bras 30,32 en matériau conducteur, ayant une forme de boucle ou de U. Le raccordement électrique du pôle 10 s'opère au moyen de deux plages de connexion 34,36 agencées aux extrémités externes des bras support 30,32 traversant le boîtier 12 isolant.
  • Le contact rotatif 14, et les deux bras supports 30,32 constituent les parties actives réalisées en cuivre.
  • Deux chambres d'extinction d'arc 38,40 disposées de part et d'autre du barreau 16, sont associées aux couples de contacts 22,26; 24,28. Un système de ressorts 42 permet d'obtenir la pression de contact dans la position de fermeture du contact mobile 14.
  • Le barreau rotatif en matériau isolant, est monté à rotation autour d'un axe 43 entre une première et une deuxième position correspondant respectivement à la fermeture et à une ouverture normale des contacts. L'axe 43 s'étend dans la zone médiane du boîtier 12, perpendiculairement au plan de la figure 1. Le barreau 16 sert d'organe d'entraînement à l'ensemble des contacts rotatifs 14 des différents pôles du disjoncteur, et est accouplé au mécanisme de commande (non représenté), lequel est actionné manuellement par une manette, et automatiquement par un déclencheur sélectif.
  • Le fonctionnement d'un tel disjoncteur limiteur est bien connu des spécialistes, et il suffit de le décrire brièvement:
  • L'apparition dans le pôle 10 d'un courant de court-circuit dont l'intensité dépasse un seuil prédéterminé, engendre des forces de répulsion électrodynamique entre les contacts 22,26, 24,28. Il en résulte un déplacement rapide du contact mobile 14 vers la position d'ouverture, avant l'intervention du mécanisme ayant reçu un ordre de déclenchement issu du déclencheur. Le barreau 16 reste immobile dans la première position (figure 1) durant cette première phase de répulsion électrodynamique, et seul le contact rotatif 14 est déplacé vers la position d'ouverture pour tirer un double arc entre les contacts 22,26; 24,28, permettant d'obtenir un important effet limiteur du courant. L'extinction de l'arc s'opère d'une manière classique dans les chambres 38,40.
  • La rotation du barreau 16 vers la deuxième position intervient lorsque le temps de réponse du mécanisme s'est écoulé, de manière à confirmer l'ouverture définitive du disjoncteur. Ce mouvement de rotation du barreau 16 s'opère pendant une deuxième phase d'actionnement mécanique du mécanisme, qui prend le relais de la première phase de répulsion.
  • La première phase n'est pas opérationnelle lorsque l'intensité d'un courant de surcharge est inférieure au seuil de répulsion. L'effet limiteur de courant n'existe pas dans ce cas, et il faudra attendre l'intervention du barreau 16 après déclenchement du mécanisme, pour assurer l'ouverture automatique normale du disjoncteur.
  • Pour empêcher la refermeture automatique du contact mobile 14 pendant la première phase de répulsion électrodynamique, il est nécessaire de prévoir un système anti-retombée qui autorise un verrouillage temporaire du contact mobile 14 dans la position d'ouverture, soit jusqu'à l'extinction de l'arc, soit jusqu'à l'intervention du barreau 16 après déclenchement du mécanisme.
  • Selon l'invention, le système anti-retombée du contact mobile 14 de chaque pôle comporte une paire de verrous 44,46 (figure 1) électromagnétiques, disposés de part et d'autre du barreau 16, au voisinage des couples de contacts (22,26,24,28) correspondants. La structure des deux verrous 44,46 est identique, et seule celle du verrou 44 sera décrite en détail en référence aux figures 2 et 3.
  • Le verrou 44 électromagnétique est composé de deux étriers 48,50, semi-mobiles en matériau ferromagnétique, notamment de l'acier, coopérant avec une lame ressort 52 de rappel.
  • Les deux étriers 48,50 présentent une forme de U ou de C, et sont disposés en regard l'un de l'autre, et symétriquement par rapport au plan médian vertical de trace 54, de manière à entourer la branche supérieure du bras support 30 au niveau du contact fixe 26. Chaque étrier 48,50 comporte une première face polaire 56 séparée verticalement d'une deuxième face polaire 58 par une encoche 60 semi-ouverte, susceptible d'épouser la configuration latérale du bras de support 30.
  • A l'opposé de la première face polaire 56, chaque étrier 48,50 est équipé d'un prolongement conformé en rampe 62 de retenue présentant une inclinaison prédéterminée, par rapport à la deuxième face polaire 58.
  • La lame ressort 52 s'étend dans la direction longitudinale de l'axe 43 du barreau 16 et prend appui par ses extrémités opposées sur deux ergots 64,66 appartenant aux deux étriers 48,50 symétriques. La partie médiane incurvée de la lame ressort 52 est intercalée entre les premières faces polaires 56 et la branche inférieure du bras support 30.
  • La rampe 62 de retenue, la deuxième face polaire 58, l'encoche 60 et la base de chaque étrier 48,50 sont avantageusement recouvertes par un revêtement 68 en matériau isolant gazogène, notamment du polyamide. La surface entière des étriers 48,50 peut être enrobée par ce matériau isolant, sauf les premières faces polaires 56 délimitant l'entrefer inférieur 70.
  • Les étriers 48,50 semi-mobiles du verrou 44 s'étendent dans des logements 72,74 confinés par deux écrans 76,78 symétriques fixes faisant saillie des parois latérales opposées du boîtier 12 et venant de moulage avec ce dernier. La présence de ces écrans 76,78 anti-poussière évite la pénétration de billes ou de particules à l'arrière des étriers 48,50, et contribue à renforcer la tenue diélectrique du disjoncteur.
  • Le fonctionnement du verrou 44 électromagnétique selon les figures 2 et 3 est le suivant:
  • Dans la position de fermeture des contacts 22,26 (figure 2), la lame ressort 52 de rappel assure un écartement maximum entre les deux étriers 48,50, lesquels sont maintenus en butée contre la paroi interne du boîtier 12, Le verrou 44 est ouvert et se trouve dans une position inactive stable, prêt à autoriser en temps opportun le déplacement libre du contact mobile 14.
  • Lors d'une ouverture manuelle du disjoncteur par la manette, le verrou 44 reste immobile dans la position inactive. Il en est de même lors d'une ouverture automatique par déclenchement du mécanisme, occasionnée par la détection d'un courant de surcharge inférieur au seuil de répulsion.
  • Le passage dans le pôle 10 d'un fort courant, notamment de court-circuit supérieur audit seuil provoque la répulsion électrodynamique du contact mobile 14, lequel est propulsé durant la première phase vers la position d'ouverture, alors que le barreau 16 reste immobile dans la première position. Le déplacement par répulsion du contact mobile 14 est renforcé par la présence du circuit magnétique constitué par les deux étriers 48, 50 du verrou 44. Le sens de circulation du courant I dans le pôle 10 est indiqué à titre d'exemple à la figure 3, et on remarque que ce courant I engendre un champ électromagnétique B qui se referme par les deux entrefers inférieur 70 et supérieur 80, ménagés respectivement entre les premières faces polaires 56, et entre les deuxièmes faces polaires 58 du verrou 44. Il en résulte un rapprochement des deux étriers 48,50 grâce aux forces d'attractions magnétiques qui l'emportent sur la force antagoniste de la lame ressort 52. La venue en engagement d'une part des premières faces polaires 56, et d'autre part des deuxièmes faces polaires 58 maintient le verrou 44 fermé dans une position active. Les deux rampes 62 de retenue forment un arrêt en V, qui retient temporairement le contact mobile 14 lorsqu'il vient à retomber par gravité après diminution des forces de répulsion. Le verrou 44 est agencé pour rester dans la position active jusqu'à l'extinction de l'arc. Il en résulte alors la disparition du champ électromagnétique, entraînant l'écartement automatique en ciseaux des deux étriers 48,50 par l'action de rappel du contact mobile 14. Le contact mobile 14 peut alors, soit se refermer si le courant de défaut était fugitif, soit être maintenu en position d'ouverture par la rotation du barreau 16 dans la deuxième position, après déclenchement du mécanisme.
  • La présence du verrou 44 au voisinage des contacts 22,26 permet de disposer d'un champ électromagnétique important pour l'attraction des deux étriers 48,50 vers la position active. Les étriers 48, 50 sont conformés selon une pince, laquelle est fermée dans la position active.
    L'inclinaison des rampes 62 de retenue du contact mobile 14 contribue au dégagement des étriers 48,50 vers la position inactive du verrou 44. Un angle aigu est ménagé entre chaque rampe 62 et le plan médian vertical de trace 54. Il en résulte une ouverture progressive de la pince vers la position inactive par l'action de retombée du contact mobile 14.
  • Un pincement de l'arc s'opère dans l'entrefer supérieur 80 lorsque le verrou 44 se trouve dans la position active. La présence du revêtement 68 isolant sur les deux étriers 48,50 contribue à améliorer l'extinction de l'arc dans la chambre 38 par effet gazogène.
  • L'intervention des deux verrous 44, 46 retarde la refermeture du contact mobile 14 par rapport à son temps de retombée naturelle. Une feuille 90 isolante déformable de protection, notamment en polytétrafluoréthylène, est insérée entre la branche supérieure du bras support 30 et les encoches 60 des deux étriers 48,50, du verrou 44 pour éviter toute pénétration de billes ou d'autres particules métalliques dans l'entrefer 70 inférieur.
  • Dans la variante de la figure 4, les mêmes numéros de repères seront utilisés pour désigner des pièces identiques à celles du dispositif des figures 1 à 3. Le verrou 146 électromagnétique du contact mobile 14 comporte un circuit magnétique fixe 100 en forme de U, et une palette 102 articulée sur un axe 104. Un ressort 106, notamment de traction, sollicite la palette 104 en engagement contre la face polaire du circuit magnétique 100 .
  • Le bras de levier 20 du contact mobile 14 est doté d'un ergot 108 de retenue coopérant avec une rampe 110 d'accrochage située dans la partie intermédiaire de la palette 102. La rampe 110 oblique présente un angle 111 d'inclinaison (environ 10 degrés) avec la normale.
  • En position de fermeture du disjoncteur limiteur, la palette 102 est appliquée contre le circuit magnétique 100 par la force de rappel du ressort 106. La pièce de contact 24 du contact mobile 14 est en engagement avec le contact fixe 28. Le circuit 100 est recouvert par un revêtement isolant 114.
  • Lors de la répulsion électrodynamique du contact mobile 14, l'ergot 108 vient buter contre la palette 102, et l'écarte de la face polaire du circuit magnétique 100 à l'encontre de la force de rappel du ressort 106. Après passage du col 112, l'ergot 108 se loge dans le creux de la rampe 110. Le champ magnétique B engendré par le courant d'arc I applique ensuite la palette 102 contre le circuit magnétique 100 et le contact mobile 14 reste bloqué par l'ergot 108 en position d'ouverture.
  • Lors de la fermeture du disjoncteur, le barreau 16 tourne dans le sens trigonométrique, et entraîne le contact mobile 14 dans le même sens. L'angle 111 d'inclinaison de la rampe 110 permet le dégagement de la palette 102 sous l'action du couple de déverrouillage engendré par la détente du système de ressorts 42 de pression de contact. Ce couple de déverrouillage l'emporte sur le couple mis en oeuvre par le ressort de rappel 106, et la palette 102 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre pour autoriser le déplacement du contact mobile 14 vers la position de fermeture.
  • Selon la variante de la figure 5, le mouvement de pivotement des étriers 48, 50 vers la positon inactive sous l'effet de rappel du contact mobile 14 après l'extinction de l'arc, est précédé par un mouvement de translation vers le bas (voir flèche F) de faible amplitude. Ce mouvement de translation est autorisé par la présence d'un jeu J entre la base des étriers, et la branche inférieure du bras support 30, et d'une deuxième lame ressort 152 ayant une partie médiane incurvée qui sollicite les étriers 48, 50 contre la branche supérieure du bras 30.
  • Ces deux mouvements des étriers 48, 50 du verrou 44 permettent d'ajuster le temps de retombée du contact mobile 14. On remarque que le choc du contact 14 sur les rampes 62 des étriers 48, 50 agit sur toute la masse du verrou 44 pendant le premier mouvement de translation (voir position en pointillé), alors que le deuxième mouvement postérieur de pivotement qui assure le déverrouillage agit sur la partie supérieure des étriers 48, 50 en ne faisant intervenir qu'une fraction de la masse.
  • L'invention s'applique également à un bloc limiteur modulaire pouvant être accouplé et connecté électriquement à un disjoncteur standard. Le contact mobile peut également être à simple coupure.

Claims (10)

  1. Disjoncteur limiteur à boîtier (12) isolant moulé, comprenant dans chaque pôle:
    - un système de contacts à répulsion électrodynamique ayant un bras support (30,32) conducteur équipé d'un premier contact (26,28), et un contact mobile (14) ayant au moins un deuxième contact (22,24) coopérant en position de fermeture avec le premier contact (26,28), ledit contact mobile (14) étant propulsé vers la position d'ouverture par des forces électrodynamiques engendrées durant une première phase de répulsion après dépassement par le courant d'un seuil prédéterminé,
    - et un verrou (44,46,146) électromagnétique commandé par le passage du courant dans le pôle, et susceptible d'occuper une position active pour maintenir temporairement le contact mobile (14) ouvert après répulsion,
    caractérisé en ce que le verrou (44,46,146) électromagnétique comporte un circuit magnétique entourant le bras support (30,32) au voisinage des premier et deuxième contacts (26,28, 22,24) pour obtenir une attraction électromagnétique maximum dès la naissance de l'arc, provoquant un déplacement rapide du verrou (44, 46, 146) vers la position active, ledit circuit magnétique étant équipé de moyens d'appui en forme de rampes (62, 110) sollicitant le verrou (44, 46, 146) vers une position inactive par l'action de rappel du contact mobile (14) dans le sens de la fermeture.
  2. Disjoncteur limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le verrou (44,46,146) est isolé électriquement du bras support (30,32) par un revêtement isolant (68,114).
  3. Disjoncteur limiteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit magnétique du verrou (44,46) ferromagnétique comporte une paire d'étriers (48,50) semi-mobiles disposés symétriquement par rapport au plan médian du pôle de manière à définir un premier entrefer inférieur (70) et un deuxième entrefer supérieur (80), chaque étrier (48,50) étant logé dans un écran d'isolement (76,78) et ayant un prolongement conformé en rampe (62) de retenue, sur laquelle prend appui le contact mobile (14) dans la position active dudit verrou.
  4. Disjoncteur limiteur selon la revendication 3, un arc étant tiré entre les premier et deuxième contacts (26,28, 22,24) durant la première phase de répulsion, caractérisé en ce que les deux étriers (48,50) coopèrent avec un organe élastique de rappel sollicitant le verrou (44,46) vers la position inactive lorsque les premier et deuxième contacts se trouvent en position de fermeture.
  5. Disjoncteur limiteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe élastique de rappel du verrou (44,46) est formé par une lame ressort (52, 152) ayant une partie médiane incurvée, et deux extrémités opposées prenant appui sur les étriers (44, 46).
  6. Disjoncteur limiteur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la rampe (62) de retenue de chaque étrier (48,50) présente une inclinaison prédéterminée par rapport au plan médian qui facilite le dégagement du verrou (44,46) vers la position inactive.
  7. Disjoncteur limiteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque étrier (48,50) comporte une première face polaire (56) séparée d'une deuxième face polaire (58) par une encoche (60) semi-ouverte encadrant la branche supérieure de la boucle du bras support (30,32) lorsque le verrou (44,46) est actionné vers la position active, de manière à provoquer un effet de pincement de l'arc dans le deuxième entrefer supérieur (80).
  8. Disjoncteur limiteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la deuxième face polaire (58) se trouve entre la rampe de retenue (62), et l'encoche (60) semi-ouverte, et que le première face polaire (56) est agencée à l'intérieur de la boucle entre les branches supérieure et inférieure du bras support (30,32), une feuille isolante de protection étant insérée entre la branche supérieure du bras support (30,32) et le premier entrefer (70) inférieur.
  9. Disjoncteur limiteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit magnétique (100) en U du verrou (146) électromagnétique comporte une palette (102) pivotante sollicitée par un ressort de rappel (106) en engagement contre la face polaire du circuit magnétique (100) fixe, et que le contact mobile (14) est doté d'un ergot (108) de retenue coopérant avec une rampe (110) d'accrochage située à la partie intermédiaire de la palette (102), ladite rampe (110) ayant une inclinaison prédéterminée autorisant le dégagement de la palette (102) lors du mouvement de fermeture du disjoncteur.
  10. Disjoncteur limiteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la lame ressort (152) est conformée pour ménager un jeu (J) prédéterminé entre la base des étriers (48, 50) et la branche inférieure du bras support (30), pour autoriser un premier mouvement de translation du verrou (44) avant le deuxième mouvement de pivotement vers la position inactive sous l'effet de rappel du contact mobile (14).
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