FR2583569A1

FR2583569A1 - Circuit breaker with electronic trip having a range of exchangeable units for changing the rating

Info

Publication number: FR2583569A1
Application number: FR8509004A
Authority: FR
Inventors: Jean-Philippe Neel; Gilbert Garnier
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1985-06-12
Filing date: 1985-06-12
Publication date: 1986-12-19
Also published as: FR2583569B1

Abstract

The tripping characteristic of an electronic trip of a circuit breaker with moulded casing is modified through the choice, on the one hand of a current transformer 20 incorporated with the moulded casing during the mounting of the circuit breaker, and on the other hand through the installation of a rating unit 42 belonging to the device for electronic processing of the signal delivered by the current transformer 20. A key 58, the position or shaping of which is representative of the type of current transformer 20 incorporated with the circuit breaker, is installed simultaneously with the mounting of the current transformer 20. The key 58 carries a knob 68 defining the range of rating units 42 capable of being inserted into a recess 62 in the moulded casing.

Description

DISJONCTEUR A DECLENCHEUR ELECTRONIQUE AYANT UNE GAMMEDE BLOC S INTERCHANGEABLES DE CHANGEMENT DE CALIBRE
L'invention est reLative à un disjoncteur à boitier moulé à déclencheur électronique, comprenant par pôle un capteur de courant, délivrant un signal proportionnel au courant parcourant le pôle et un ensemble de traitement des signaux des différents pôles, qui élabore un ordre de déclenchement du disjoncteur, tors d'un dépassement de seuils prédéterminés, lequel ordre est appliqué à un mécanisme de déclenchement, dans lequel ledit ensemble de traitement comprend une gamme de blocs calibreurs interchangeables pour modifier les caractéristiques de déclenchement du déclencheur, lesdits blocs ayant tous la même forme externe pour être sélectivement logés dans un compartiment de forme conjuguée du boîtier moulé.ELECTRONIC TRIGGER CIRCUIT BREAKER HAVING INTERCHANGEABLE SIZE CHANGE GAMMED
The invention relates to a circuit breaker with molded case with electronic trip device, comprising per pole a current sensor, delivering a signal proportional to the current flowing through the pole and a set of signal processing of the different poles, which develops a tripping order of the circuit breaker, when a predetermined threshold is exceeded, which order is applied to a tripping mechanism, in which said processing assembly comprises a range of interchangeable calibrator blocks for modifying the tripping characteristics of the trigger, said blocks all having the same shape external to be selectively housed in a compartment of conjugate shape of the molded case.

Un disjoncteur électrique du genre mentionné protège les râbles et appareils raccordés au disjoncteur et en cas de surcharge cu de court-circuit apparaissant dans le circuit alimenté, le disjoncteur déclenche pour interrompre le courant. Les carac téristiques de déclenchement du disjoncteur sont bien entendu adaptées à celles du circuit, afin d'éviter tout déclenchement intempestif ou un non déclenchement lors d'un défaut susceptible d'endommager les éléments constitutifs du circuit. Les disjoncteurs à déclencheur électronique comportent des moyens de réglage de ce déclencheur, en particulier un réglage des seuils de déclenchement long retard et court retard et des temporisations correspondantes.Il a déjà été proposé d'adjoindre -à ces déclencheurs électroniques des blocs interchangeables permettant d'élargir les plages de réglages tout en conservant la précision de réglage.An electric circuit breaker of the kind mentioned protects the saddles and devices connected to the circuit breaker and in the event of an overload or short-circuit appearing in the supplied circuit, the circuit breaker trips to interrupt the current. The tripping characteristics of the circuit breaker are of course adapted to those of the circuit, in order to avoid any untimely tripping or non-tripping during a fault liable to damage the constituent elements of the circuit. Circuit breakers with electronic trip devices include means for adjusting this trip device, in particular setting the long delay and short delay trip thresholds and the corresponding time delays. It has already been proposed to add interchangeable blocks to these electronic trip devices. '' widen the adjustment ranges while retaining the adjustment precision.

Les dispositifs connus font usage de résistances de shuntage modifiant la valeur du signal appliqué au bloc de traitement électronique du déclencheur. La mise en place de ces blocs calibreurs peut être réalisée par l'utilisateur ou le distributeur, ce qui Limite les stocks. Des détrompeurs ou systèmes de sécurité sont prévus pour éviter toute erreur de montage. Known devices make use of shunt resistors modifying the value of the signal applied to the electronic processing unit of the trigger. The installation of these calibrator blocks can be carried out by the user or the distributor, which limits stocks. Keying devices or safety systems are provided to avoid any assembly error.

Les possibilités de réglage sont toutefois limitées et Le besoin s'est fait sentir de disposer de moyens additionnels d'élargissement des plages de réglages.The adjustment possibilities are however limited and the need has arisen to have additional means of widening the adjustment ranges.

La présente invention a pour but de répondre à ce besoin et elle est caractérisée en ce que le disjoncteur comporte une série de capteurs ayant des rapports de transformation différents et susceptibles d'être sélectivement montés dans le disjoncteur pour modifier en combinaison avec lesdits blocs interchangeables les caractéristiques de déclenchement, qu'audit compartiment est associée une clé mise en place lors du montage du capteur dans le disjoncteur et représentative du capteur de la série monte dans le disjoncteur et qu'à chaque clé correspond une gamme différente de blocs, de façon que le bloc disposé dans le compartiment du boitier moulé donne une indication non équivoque de la caractéristique de déclenchement.The present invention aims to meet this need and it is characterized in that the circuit breaker comprises a series of sensors having different transformation ratios and capable of being selectively mounted in the circuit breaker to modify in combination with said interchangeable blocks the tripping characteristics, that compartment audit is associated with a key put in place when mounting the sensor in the circuit breaker and representative of the sensor of the series mounted in the circuit breaker and that each key corresponds to a different range of blocks, so that the block arranged in the compartment of the molded case gives an unequivocal indication of the tripping characteristic.

Les capteurs ou transformateurs de courant sont des tores dont l'enroulement primaire est constitué par le passage du conducteur de puissance à travers te tore et il est clair que la mise en place de ces capteurs ne peut etre confiée à l'utilisateur. La valeur du signal délivrée par le capteur est déterminée par le rapport de transformation, en l'occurrence par le nombre de spires de L'enroulement secondaire. Par un choix approprié d'un nombre limité de capteurs, on peut fixer un certain nombre de gradins de réglage qui permettent,en combinaison avec les autres moyens de réglage de couvrir d'une manière continue une large plage avec un même appareil de base.Le choix et la mise en place des capteurs de courant à l'intérieur du bottier moulé sont effectués en usine et il convient de prendre des dispositions pour que l'utilisateur connaisse sans aucun risque d'erreur le capteur incorporé au disjoncteur. A cet effet, une clé est mise en place au moment du montage du capteur de courant et cette cté détermine la gamme de blocs calibreurs utilisables sur le disjoncteur. Chaque bloc calibreur porte bien entendu les indications , en l'occurrence les seuils de déclenchement déterminés par l'association du capteur de courant et du bloc calibreur. L'utilisateur est en présence d'une inscription unique et toute erreur ou fraude est exclue.The current sensors or transformers are toroids whose primary winding is constituted by the passage of the power conductor through the toroid and it is clear that the installation of these sensors cannot be entrusted to the user. The value of the signal delivered by the sensor is determined by the transformation ratio, in this case by the number of turns of the secondary winding. By an appropriate choice of a limited number of sensors, it is possible to fix a certain number of adjustment steps which allow, in combination with the other adjustment means, to continuously cover a wide range with the same basic device. The selection and installation of current sensors inside the molded case are carried out in the factory and it is necessary to take measures so that the user knows without any risk of error the sensor incorporated in the circuit breaker. For this purpose, a key is put in place when the current sensor is mounted and this side determines the range of calibrator blocks that can be used on the circuit breaker. Each calibrator block of course carries the indications, in this case the trigger thresholds determined by the association of the current sensor and the calibrator block. The user is in the presence of a single registration and any error or fraud is excluded.

Les blocs interchangeables sont avantageusement en forme de dés en matière plastique contenant une résistance électrique calibrée. Le dé est logé dans un compartiment de forme conjuguée accessible de l'extérieur du boîtier moulé. L'insertion du dé dans le compartiment assure simultanément la connexion électrique par un connecteur à fiches d'un type approprié.The interchangeable blocks are advantageously in the form of plastic dice containing a calibrated electrical resistance. The die is housed in a compartment of conjugate shape accessible from the outside of the molded case. The insertion of the die in the compartment simultaneously ensures the electrical connection by a plug connector of an appropriate type.

Selon un développement de l'invention, la cLé est constituée par une pièce unique susceptible d'occuper différentes positions selon le capteur monté dans le boiter moulé. La clé présente un contour polygonal-autorisant une fixation en différentes positions angulaires, définissant la position d'un pion faisant saillie dans le compartiment de logement du bloc calibreur.According to a development of the invention, the key is constituted by a single piece capable of occupying different positions depending on the sensor mounted in the molded case. The key has a polygonal outline - allowing attachment at different angular positions, defining the position of a protruding pin in the housing compartment of the calibrator block.

A chaque position du pion correspond une gamme de blocs interchangeables ayant tous un évidement en regard du pion permettant l'insertion du bloc interchangeable dans le compartiment, malgré la présence de ce pion. L'insertion d'un bloc d'une autre gamme est empêchée par la présence du pion dans le compartiment. Tout autre moyen de détrompage est évidemment utilisable.Each position of the pin corresponds to a range of interchangeable blocks all having a recess opposite the pin allowing the insertion of the interchangeable block in the compartment, despite the presence of this pin. The insertion of a block from another range is prevented by the presence of the pin in the compartment. Any other means of coding is obviously usable.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une coupe schématique d'un disjoncteur selon l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle à échelle agrandie de la figure 1 ; - les figures 3 et 4 sont des coupes, respectivement selon les lignes III-III et IV-IV de la figure 2 ; - la figure 5 montre le schéma électrique du déclencheur électronique selon la figure 1 ;
Sur les figures, un disjoncteur électrique basse tension comprend un bolier moulé a fond 10 et à couvercle 12, dans lequel est logé un mécanisme désigné par le repère général 14.La partie électrique du disjoncteur comporte des bornes d'entrée 16 et de sortie 18, reliées par un circuit de puissance traversant un capteur de courant 20 et ayant des contacts séparables 22, 24.Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of an embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example and shown in the appended drawings, in which: - Figure 1 is a schematic section of a circuit breaker according to the invention; - Figure 2 is a partial view on an enlarged scale of Figure 1; - Figures 3 and 4 are sections, respectively along lines III-III and IV-IV of Figure 2; - Figure 5 shows the electrical diagram of the electronic trip device according to Figure 1;
In the figures, a low voltage electrical circuit breaker comprises a bolier molded at the bottom 10 and with a cover 12, in which is housed a mechanism designated by the general reference 14. The electrical part of the circuit breaker has input 16 and output 18 terminals. , connected by a power circuit passing through a current sensor 20 and having separable contacts 22, 24.

La figure î représente le pôle central du disjoncteur, les deux autres pôles étant identiques. Le mécanisme 14 comporte une poignée 26 de commande manuelle d'ouverture et de fermeture des contacts 22, 24 de l'ensemble des pôles du disjoncteur. Le mécanisme 14 comporte un accrochage 28 d'ouverture automatique des contacts 22, 24 sur défaut ou court-circuit détecté par un déclencheur électronique incorporé au boitier 10, 12 et repré senté schématiquement à la figure 5. Chacun des capteurs ou transformateurs de courant 20, associé à L'une des phases RST alimente un pont redresseur 30, dont les sorties sont connectées en série avec une résistance fixe 34 de mesure, une diode ZENER 36 et une diode 38 dans un circuit 32.La résistance fixe 34 est susceptible d'être shuntée par une résistance 40 d'un bloc interchangeable calibreur 42. Le signal de tension apparaissant aux bornes de la résistance de mesure 34 est proportionnel au courant le plus élevé parcourant les conducteurs RST et ce signal est appliqué à un bloc 44 de traitement électronique qui émet un signal de déclenchement appliqué à un relais 46 de commande de l'accrochage 28, lors du franchissement d'un seuil de déclenchement. Un déclencheur électronique du genre mentionné est par exemple décrit dans le brevet français N" 2 458 925 auquel on se reportera avantageusement pour de plus amples détails, d'autres types de déclencheurs électroniques étant utilisables.Figure 1 shows the central pole of the circuit breaker, the other two poles being identical. The mechanism 14 comprises a handle 26 for manual control of opening and closing of the contacts 22, 24 of all the poles of the circuit breaker. The mechanism 14 includes a latch 28 for automatic opening of the contacts 22, 24 on fault or short circuit detected by an electronic trip device incorporated in the housing 10, 12 and shown schematically in FIG. 5. Each of the current sensors or transformers 20 , associated with one of the RST phases supplies a rectifier bridge 30, the outputs of which are connected in series with a fixed measurement resistor 34, a ZENER diode 36 and a diode 38 in a circuit 32. The fixed resistor 34 is capable of be shunted by a resistor 40 of an interchangeable calibrator block 42. The voltage signal appearing at the terminals of the measurement resistor 34 is proportional to the highest current flowing through the conductors RST and this signal is applied to a processing block 44 electronic which emits a trigger signal applied to a relay 46 for controlling the hooking 28, when a trigger threshold is crossed. An electronic trigger of the kind mentioned is, for example, described in French Patent No. 2,458,925 to which reference will advantageously be made for further details, other types of electronic triggers being usable.

En se référant plus particulièrement aux figures 2 à 4, on voit que le couvercle 12 présente un évidement 48, coiffé par une plaque d'obturation 50. Le fond 52 de l'évidement 48 présente sur la face orientée vers la plaque 50 un logement 54 de section héxagonale, dans lequel peut être enfichée la base héxagonale 56 d'une tige cylindrique 58. La tige 58 est maintenue en position enfichée par une vis 60 traversant un orifice pratiqué dans le fond 52. La plaque 50 présente un compartiment 62 ouvert vers l'extérieur du bottier moulé dont le fond présente un trou circulaire 64 d'emboitement de l'extrémitéde la tige cylindrique 58. Le compartiment 62 de section rectangulaire présente un décrochement 66 sur l'un de ses bords. La tige 58 porte sur sa face terminale un pion 68 excentré et faisant saillie à l'intérieur du compartiment 62.Dans le compartiment 62, est inséré le bloc calibreur 42 de forme parallélépipédique, correspondant à la section rectangulaire du compartiment 62. Une vis de fixation 70 solidarise le bloc calibreur 42 à la tige cylindrique 58.Referring more particularly to Figures 2 to 4, we see that the cover 12 has a recess 48, capped by a closure plate 50. The bottom 52 of the recess 48 has on the face facing the plate 50 a housing 54 of hexagonal section, in which the hexagonal base 56 of a cylindrical rod 58 can be inserted. The rod 58 is held in the inserted position by a screw 60 passing through an orifice made in the bottom 52. The plate 50 has an open compartment 62 towards the outside of the molded shoemaker, the bottom of which has a circular hole 64 for fitting the end of the cylindrical rod 58. The compartment 62 of rectangular section has a recess 66 on one of its edges. The rod 58 carries on its end face an eccentric pin 68 and protruding inside the compartment 62. In the compartment 62, is inserted the calibrator block 42 of parallelepiped shape, corresponding to the rectangular section of the compartment 62. A screw fixing 70 secures the calibrator block 42 to the cylindrical rod 58.

Le bloc calibreur 42 présente à sa base un trou 72, permettant le passage du pion 68. On voit que la base héxagonale 56 permet un positionnement du pion 68 en 6 positions angulaires différentes et que pour chacune de ces positions angulaires, seuls les blocs calibreurs 42 ayant une ouverture 72 correspondante peuvent être insérés dans le compartiment 62.The calibrator block 42 has at its base a hole 72, allowing the passage of the pin 68. We see that the hexagonal base 56 allows positioning of the pin 68 in 6 different angular positions and that for each of these angular positions, only the calibrator blocks 42 having a corresponding opening 72 can be inserted in the compartment 62.

L'invention est mise en oeuvre de la manière suivante - lors du montage du disjoncteur, un transformateur de courant 20 de caractéristique appropriée est mis en place et simultanément, le monteur fixe la tige 58 dans une position angulaire représentative de la valeur du transformateur de courant 20 incorporé. Pour un même appareil de base, on dispose par exemple de 4 types de transformateurs de courant 20 pour réaliser 4 appareils de caractéristiques différentes. Parallèlement sont fabriquées 4 gammes de blocs calibreurs 42, les blocs d'une même gamme ayant les ouvertures 72 aux mêmes emplacements.The invention is implemented in the following manner - during assembly of the circuit breaker, a current transformer 20 of appropriate characteristic is put in place and simultaneously, the fitter fixes the rod 58 in an angular position representative of the value of the transformer current 20 incorporated. For the same basic device, there are for example 4 types of current transformers 20 for producing 4 devices of different characteristics. In parallel, 4 ranges of calibrator blocks 42 are manufactured, the blocks of the same range having the openings 72 at the same locations.

Chaque gamme peut par exemple comporter 5 blocs calibreurs 42 ayant des résistances 40 de valeurs différentes appropriées aux caractéristiques du transformateur de courant 20 associé. Selon les caractéristiques de l'installation à protéger, l'utilisateur choisira le type d'appareils et le bloc calibreur 42 approprié.Each range can for example include 5 calibrator blocks 42 having resistors 40 of different values appropriate to the characteristics of the associated current transformer 20. Depending on the characteristics of the installation to be protected, the user will choose the type of device and the appropriate calibrator block 42.

Le bloc calibreur 42 portera bien entendu les repères ou indications de déclenchement, toute erreur de montage, notamment de mise en place d'un bloc calibreur d'une gamme différente étant empêchée par la présence du pion 68. On voit qu'avec un nombre limité de pièces interchangeables, en l'occurrence 4 types de transformateurs de courant 20 et 4 gammes de 5 blocs calibreurs 42, il est possible de couvrir une large plage de calibres. Seuls 4 types d'appareils sont stockés, l'individualisation étant effectué au moment de l'installation du disjoncteur.The calibrator block 42 will of course bear the marks or indications of tripping, any assembly error, in particular when fitting a calibrator block of a different range, being prevented by the presence of the pin 68. It can be seen that with a number limited interchangeable parts, in this case 4 types of current transformers 20 and 4 ranges of 5 calibrator blocks 42, it is possible to cover a wide range of calibers. Only 4 types of devices are stored, individualization being carried out at the time of installation of the circuit breaker.

Les mêmes éléments de base sont utilisés pour réaliser l'ensemble des disjoncteurs.The same basic elements are used to make all the circuit breakers.

La clé 58 peut bien entendu être réalisée d'une maniere différente, la seule condition étant que cette clé soit rigidement fixée à une partie intégrante du disjoncteur et ne puisse etre déplacée ou démontée sans enlèvement du couvercle 12. Le bloc calibreur 42 porte un connecteur à fiche 74, réalisant la connexion électrique lors de l'enfichage du bloc calibreur 42 dans son compartiment 62.The key 58 can of course be produced in a different way, the only condition being that this key is rigidly fixed to an integral part of the circuit breaker and cannot be moved or disassembled without removing the cover 12. The calibrator block 42 carries a connector plug 74, making the electrical connection when the calibrator block 42 is plugged into its compartment 62.

L'invention est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit. The invention is of course in no way limited to the embodiment more particularly described.

Claims

1. Circuit breaker with molded case with electronic trip unit, comprising by pale a current sensor (20), delivering a signal proportional to the current flowing through the pole and an assembly (44) for processing the signals of the different poles, which develops a tripping order of the circuit breaker, when a predetermined threshold is exceeded, which order is applied to a tripping mechanism (14), in which said processing assembly comprises a range of interchangeable calibrator blocks (42) for modifying the tripping characteristics of the trigger, said blocks all having the same external shape to be selectively housed in a compartment (62) of conjugate shape of the molded case, characterized in that it comprises a series of sensors (20) having different transformation ratios and capable of '' be selectively mounted in the circuit breaker to modify in combination with said interchangeable blocks (42) the tripping characteristics, that said compartment (62) is associated with a key (58) put in place during mounting of the sensor (20) in the circuit breaker and representative of the sensor (20) of the series mounted in the circuit breaker and that each key (58) corresponds a different range of blocks (42) so that the block (42) disposed in the compartment (62) of the molded case gives an unequivocal indication of the tripping characteristic.

2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the interchangeable block is a block (42) containing a calibrated electrical resistance (40).

3. Circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that said key (58) consists of a part capable of being fixed in different preselected positions on the molded case, the position of the key being representative of the sensor (20) mounted in the circuit breaker and each range of interchangeable blocks (42) being suitable for one of the positions of the key.

4. Circuit breaker according to claim 3, characterized in that said key (58) has a regular polygonal contour (56) capable of being housed in a polygonal housing (54A, conjugated in different angular positions defined by the polygonal contour.

5. Circuit breaker according to claim 3 or 4, characterized in that the key (58) comprises a pin (68) projecting into the compartment (62) corresponding to the molded shoemaker, the position of the pin varying with the position of the key.

6. Circuit breaker according to any one of the preceding claims, characterized in that said interchangeable block (42) has plug-in electrical connection means, when the block is placed in the compartment (62) of the molded case.

7. Circuit breaker according to any one of the preceding claims, characterized in that said key (58) is rigidly secured to a part (52) of the circuit breaker fitted at the factory, said key being removable only after removal of the cover (12 ) of the molded case.