<Desc/Clms Page number 1>
DESCRIPTION DISJONCTEUR AUTOMATIQUE A MISE A LA TERRE
Dans les installations de distribution d'électricité aux usagers, les compagnies de distribution installent des appareils appelés disjoncteurs, lesquels se comportent comme des interrupteurs automatiques pour la coupure du courant. par déclenchement thermique ou par déclenchement magnétique, dans le cas de surintensités ou de courts-circuits, et qui jouent en outre le rôle différentiel.
A propos desdits appareils, selon la présente invention. on propose des perfectionnements qui améliorent la réalisation sous l'aspect de la construction ainsi que le comportement fonctionnel, en permettant ainsi une adaptation de comportement en qualité de disjoncteurs automatiques à mise à la terre, dans le cadre des normes des disjoncteurs de raccordement d'abonnés.
On prévoit en particulier un appareil modulaire dans lequel des mécanismes complets sont intégrés individuellement pour un pôle neutre et pour chacune des phases électriques utilisées, de manière que ces mécanismes reçoivent indépendamment l'action des déclenchements résultant des causes qui correspondent aux lignes de phase ou de neutre respectives, tous ces mécanismes agissant les uns sur les autres pour se placer en commun en situation ouverte ou fermée.
Chaque mécanisme prévu pour les phases du courant est inclus dans un circuit qui comprend un shunt d'étalonnage disposé en parallèle avec un actionneur à bimétal du déclenchement thermique, cet ensemble en parallèle étant connecté en série avec la bobine du dispositif actionneur du déclenchement magnétique.
On obtient de cette façon un ensemble fonctionnel avec lequel on obtient que le bimétal soit l'actionneur des ouvertures du mécanisme interrupteur en réponse à des surintensités de jusqu'à dix fois l'intensité nominale pour laquelle l'appareil a été taré, le dispositif magnétique étant de son côté l actionneur des déclenchements pour surintensités supérieures à cette valeur indiquée.
D'autre part, en combinaison avec le bimétal actif par lequel passe le courant électrique à contrôler, on inclus un autre accessoire à bimétal, lequel est associé au bimétal actif à une extrémité, tandis qu'à l'autre extrémité, il est réuni à un élément actionneur du déclenchement thermique, formé d'une pièce basculante qui. au moyen d'un bras radial et d'une bielle, est relié au mécanisme interrupteur d'ouverture du circuit électrique.
Le dispositif de déclenchement thermique est ainsi formé par un ensemble de deux bimétaux, dans une forme où le bimétal actif agit sur le bimétal accessoire dans le cas de surintensité, pour provoquer l'ouverture du mécanisme lorsque la
<Desc/Clms Page number 2>
température que le passage du courant détermine dans le circuit excède une valeur déterminée ; tandis que le bimétal accessoire compense les variations auxquelles les changements de la température ambiante peuvent donner lieu. afin que le déclenchement se produise toujours dans le voisinage d'un même niveau de surintensité.
Les shunts d'étalonnage des différents modules intégrés dans l'appareil sont en outre reliés au moyen d'un entraîneur commun pour les éléments mobiles des dispositifs d'étalonnage de tous les modules, ledit entraîneur étant associé à une crémaillère dentée. laquelle engrène avec un pignon associé à une roue qui porte des indications relatives aux intensités d'étalonnage dans les différentes positions pouvant être sélectionnées.
Les éléments mobiles des dispositifs d'étalonnage des modules sont fixés en position au moyen d'une vis de verrouillage de la position, de sorte que, par un simple desserrage de ces vis, lesdits éléments mobiles peuvent être déplacés en commun par l'entraîneur, de sorte que tous restent toujours dans la même position sélective.
L'ensemble dispose donc d'un unique élément avec lequel on réalise en une seule fois l'étalonnage de tous les modules intégrés dans l'appareil, avec indication, visible de l'extérieur, des valeurs de l'étalonnage qu'on établit au moyen du réglage.
L'ensemble structural de l'appareil est formé d'une base ou d'un corps inférieur qui sert de logement et de support pour le montage des éléments constitutifs du mécanisme fonctionnel. l'ensemble étant recouvert d'une carcasse ou d'un corps supérieur dont le montage s'effectue par accouplement sur la base inférieure, avec encliquetage de verrouillage au moyen d'un accrochage entre des formations correspondantes que les deux corps présentent à cet effet.
Ce verrouillage par accrochage entre les deux corps précités, inférieur et supérieur, établit une retenue provisoire qui permet le démontage. lequel permet une vérification du montage et du fonctionnement du mécanisme fonctionnel après avoir établi la fermeture avec possibilité d'ouvrir pour les éventuelles corrections nécessaires.
Dans le cas où l'on vérifie que le montage et le fonctionnement sont corrects, on met en place des pièces de verrouillage, accouplables par simple insertion, lesquelles sont verrouillées par encliquetage précisément à 1 "intérieur, lesdites pièces déterminant un blocage des formations de verrouillage entre les
<Desc/Clms Page number 3>
corps supérieur et inférieur, en empêchant que ces corps puissent être désaccouplés.
Le montage est donc ainsi très simple, avec possibilité d'ouverture pour l élimination des défauts, pendant le processus de montage, de sorte qu'on obtient finalement. grâce à l'incorporation des pièces de verrouillage. un plombage qui empêche le démontage et les manipulations du mécanisme par les usagers de l'appareil.
Le corps supérieur de l'ensemble définit une zone de logement pour le dispositif de réglage correspondant, laquelle zone est recouverte au moyen d'un couvercle qui se place en accouplement articulé, avec des accrochages de fermeture qui permettent le plombage accessoire provisoire, pour éviter que les
EMI3.1
usagers n'effectuent des manipulations dans le dispositif de réglage. p c tr
Sur les zones de bornes de connexion électrique d'entrée et de sortie de l'appareil. sont montées à leur tour des carcasses de protection qui s'assemblent aussi par un accouplement encliqueté, lesquelles peuvent à leur tour être accessoirement plombées pour éviter les manipulations étrangères, du moins dans la zone des connexions d'entrée.
Au-dessus des bornes de connexion elles-mêmes, on prévoit en supplément le montage de plaques de sécurité qui se placent en accouplement par encastrement. dont la fonction est d'éviter la possibilité d'introduire les doigts jusqu'aux bornes et le risque de subir des accidents.
Avec tout ceci. on obtient un disjoncteur sensiblement amélioré, sous les aspects de la construction et du fonctionnement. par rapport à ceux qui existent actuellement. avec l'aspect, les dimensions et la forme de la fixation d'un disjoncteur modulaire particulier.
La figure 1 représente une vue en coupe de l'appareil auquel l'invention se rapporte, en laissant voir le mécanisme correspondant à une phase électrique, ledit mécanisme étant en position de fermeture.
La figure 2 est une vue correspondant à une coupe. comme la précédente, avec le mécanisme en position d'ouverture.
La figure 3 est une vue en coupe de l'appareil qui laisse voir le mécanisme correspondant au pôle neutre.
La figure 4 est une vue en perspective du corps intérieur de l'appareil. dans la zone destinée au montage du mécanisme d'une phase.
La figure 5 est une vue en perspective comme la précédente, prise d'un
EMI3.2
autre angle.
Cr
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 6 est un schéma du circuit électrique qui correspondant au montage du mécanisme d'une phase. selon l'invention.
La figure 7 est un schéma du circuit électrique correspondant au montage du mécanisme d'une phase dans un disjoncteur classique.
La figure 8 est une vue en plan de l'appareil. sans la carcasse supérieure. sur laquelle on peut voir la disposition du dispositif de réglage de l'étalonnage et sa relation commune avec les différents mécanismes de phase inclus dans l'appareil.
La figure 9 est une vue en coupe en élévation de l'appareil. avec le détail du dispositif de réglage de l'étalonnage, et sans la représentation des autres éléments du mécanisme correspondant.
La figure 10 est une vue en coupe de l'appareil analogue à la précédente, selon un autre plan de coupe vertical.
La figure 11 est une vue en perspective éclatée de l'ensemble du dispositif d'étalonnage commun à tous les mécanismes d'un même appareil.
La figure 12 représente une coupe générale de la structure d'un appareil disjoncteur, sans les mécanismes de l'intérieur
La figure 13 est une vue en perspective de la base ou du corps inférieur de la structure selon l'invention.
La figure 14 est une vue en perspective de la carcasse ou du corps supérieur qui peut s'accoupler sur la base précitée.
La figure 15 est une vue en perspective du couvercle de fermeture de la zone de logement du dispositif de réglage de l'étalonnage.
La figure 16 est une vue en perspective qui correspond à la représentation d'une des plaques de sécurité pouvant être montées au-dessus des bornes de connexion.
La figure 17 est une vue en perspective qui correspond à la représentation d'une des carcasses de protection des zones de bornes de connexion.
La figure 18 est une vue en perspective de la même carcasse précitée, vue dans une autre position.
La figure 19 est un détail en perspective éclatée de la disposition de montage du couvercle de fermeture du logement du dispositif d'étalonnage et de la carcasse de protection de la zone des bornes à l'extrémité correspondante de l'appareil.
La figure 20 est une vue en perspective de l'ensemble du détail précité à l'état monté.
<Desc/Clms Page number 5>
L'objet de l'invention se rapporte à un disjoncteur du type de ceux qu'on utilise comme interrupteurs automatiques modulaires pour la coupure des installations électriques en réponse à des surintensités ou à des courts-circuits, et elle propose des perfectionnements qui affectent le comportement fonctionnel et la réalisation constructive desdits appareils. ainsi que le dispositif d'étalonnage des mécanismes correspondants avec détection de la fuite à la terre.
En particulier, l'appareil est prévu dans une réalisation modulaire, et il comprend comprenant à l'intérieur d'une même carcasses 1. des mécanismes indépendants pour un pôle neutre, selon la figure 3. et pour les phases électriques. selon les figures 1 et 2, tous ces mécanismes étant reliés entre eux pour agir ensemble dans les positionnements de fermeture et d'ouverture.
Tous les mécanismes peuvent être actionnés en commun, manuellement. au moyen d'une manette 2. cependant qu'il est prévu, pour chaque mécanisme, un dispositif d'extinction des courts-circuits. qui comprend essentiellement une chambre 3 d'extinction des étincelles et une piste d'arc 4.
Chaque mécanisme comprend en outre un contact fixe 5 et un contact mobile 6. ce dernier étant relié à un ensemble actionneur 7 qui détermine le positionnement du contact mobile 6 en appui contre le contact fixe 5 ou dans une position espacée de ce dernier.
Chaque mécanisme de phase fait partie d'un circuit électrique qui part d'un connecteur d'entrée 8. lequel est connecté, au moyen d'un câble 9. à une extrémité de la bobine 10 d'un dispositif actionneur magnétique, tandis que l'autre extrémité de la bobine 10 précitée est connectée au contact fixe 5.
Le contact mobile 6 est connecté, de son côté. au moyen d'une tresse conductrice 1 L à un shunt 12 d'étalonnage du courant nominal pour lequel on souhaite l'appareil, ledit shunts étant connecté par l'autre extrémité à un connecteur de sortie 13 et. en même temps, au moyen d'une tresse conductrice 14 connecté aussi à un bimétal 15, lequel est connecté, à l'autre extrémité, à travers un conducteur 16. à l'extrémité de la bobine 10 connectée au dispositif interrupteur formé par les contacts 5 et 6.
On obtient ainsi un circuit comme celui de la figure 6. dans lequel la bobine 10 du dispositif actionneur magnétique est en série avec l'ensemble du shunt 12 et du bimétal 15 disposés en parallèle, d'une façon différente de celle qu'on trouve dans les appareils classiques de ce type. dans lesquels, comme représenté sur la figure 7. la bobine 10 du dispositif magnétique et le bimétal 15 sont en série, leur ensemble étant parallèle avec le shunt > 12 d'étalonnage.
<Desc/Clms Page number 6>
Le bimétal 15 par lequel passe le courant électrique est en outre associé à un autre bimétal 16 de manière que les deux bimétaux 15 et 16 soient reliés entre eux à une extrémité au moyen d'une attache 17. le bimétal accessoire 16 étant relié. à l'autre extrémité, à un élément 18 qui est constitué par une pièce qui peut basculer en tournant sur elle-même. et d'où part radialement un bras 19 comme le montrent les figures 3. 4 et 5.
A l'extrémité du bras 19 est accrochée une bielle 20. laquelle établit la
EMI6.1
liaison avec l'ensemble 7 actionneur du contact mobile 6. comme on t'observe sur la figure 3.
Pour l'application pratique, on branche l'appareil en connectant les mécanismes respectifs aux phases correspondantes et au neutre du réseau d'alimentation électrique. au moyen des connecteurs d'entrée 8. tandis qu'on connecte l'installation de l'usager à contrôler aux connecteurs de sortie 13.
Compte tenu de cette disposition pratique. le comportement fonctionnel de chaque mécanisme de phase est le suivant :
Lorsque l'ensemble des contacts 5 et 6 est fermé, comme la figure 1 le représente, le courant électrique entre à travers le connecteur d'entrée 8 et passe par le câble 9 vers la bobine 10 du dispositif magnétique.
De la bobine 10 le courant passe au contact fixe 5. d'où il passe au contact mobile 6 par le point d'appui 21 entre les deux. en passant ensuite. à travers la tresse conductrice 11, au circuit parallèle formé par le shunt 12 et le bimétal 15. de 1" ensemble duquel il passe ensuite au connecteur de sortie 13.
Le courant électrique passe donc en totalité à travers la bobine 10 du dispositif magnétique tandis que. dans le circuit parallèle, il se divise entre le shunt 12 et le bimétal 15.
Cette disposition permet d'appliquer l'appareil à une large gamme d'intensités, puisque le shunt 12 et le bimétal 15 n'ont à supporter qu'une partie du courant général, de sorte que le réglage est plus simple et les matières du shunt 12 et du bimétal 15 peuvent être utilisées pour des intensités du courant général qui sont beaucoup plus élevés.
Fonctionnellement. ladite disposition a pour effet que le bimétal 15 sert à signaler des surintensités plus faibles, par exemple de jusqu'à dix fois l'intensité nominale établie pour l'appareil, la bobine 10. par laquelle passe toute l'intensité
EMI6.2
étant l'élément qui est chargé de signaler les surintensités supérieures à cette ZD valeur.
<Desc/Clms Page number 7>
Le dispositif magnétique auquel appartient la bobine 10 permet de cette façon une réponse instantanée aux grandes surintensités ponctuelles. comme celles qui résultent de courts-circuits. de sorte que. lorsque ceci se produit. te dispositif
EMI7.1
magnétique de la bobine 10 agit sur l'ensemble 7 actionneur du contact mobile 6 c ionneur du contact mobile 6 en faisant en sorte que celui-ci se sépare du contact fixe 5. dans une action de déclenchement qui laisse le circuit ouvert. dans la position de la figure 2.
Si le courant qui circule dans l'appareil se trouve au-dessous de la limite d'étalonnage établie, ta partie dudit courant qui passe par le bimétal 15 a pour
EMI7.2
effet que ce dernier s'échauffe et prend une température de régime dans laquelle il Zr se maintient inactif.
Lorsqu'il se produit une surintensité qui excède la limite d'étalonnage mentionnée, mais sans atteindre des valeurs excessivement élevées. comme c'est le cas pour des surconsommations dans l'installation contrôlée. Je bimétal 15 signale ladite surintensité par un plus grand échauffement. ledit bimétal 15 subissant alors une flexion qui permet d'actionner le déclenchement de l'ouverture des contacts 5 et 6 à ces niveaux de surintensité.
Lorsqu'il fléchit, le bimétal 15 agit sur le bimétal accessoire 6 au moyen de l'attache 17, de sorte que ledit bimétal accessoire 16 fait tourner l'élément 18, lequel, au moyen du bras 19. tire sur la bielle 20. de sorte que celle-ci fait actionner l'ensemble 7 actionneur du contact mobile 6. avec pour résultat que celui-ci se sépare du contact fixe 5. dans une action de déclenchement qui. de même, laisse le circuit ouvert dans la position de la figure 2.
De cette façon. lorsqu'il se produit des fortes surintensités. comme celles qui ont pour origine des courts-circuits. la bobine 10 donne lieu à un déclenchement magnétique d'ouverture du circuit interne de l'appareil. tandis que, lorsqu il se produit des surintensités de plus faible valeur qui ont pour origine des surconsommations dans l'installation contrôlée. le bimétal 15 donne lieu, au travers du bimétal accessoire 16. à un déclenchement thermique qui. de même, détermine l'ouverture du circuit interne de l'appareil.
Au moyen du shunt 12. on peut étalonner l'appareil pour l'intensité nominale que l'on désire, tandis qu'en combinaison avec le bimétal 15. est prévue une vis actionnable 22 au moyen de laquelle on peut régler la tension dudit bimétal 15 pour adapter la flexion de ce dernier en fonction de la température.
Le bimétal accessoire 16 compense de son côté les variations auxquelles les changements de la température ambiante peuvent donner lieu dans le comportement du bimétal actionneur 15. pour que le déclenchement thermique se
<Desc/Clms Page number 8>
produise toujours en accord avec l'intensité d'étalonnage nominal, c'est-à-dire en compensant les variations que les changements de la température ambiante peuvent provoquer dans la température que le circuit prend sous ['cftet du courant.
Le dispositif de réglage de l'étalonnage consiste, pour chaque mécanisme de phase, en un shunt 12 indépendant, muni d'un élément mobile 23 correspondant (voir figure 11 pour déterminer les diverses positions d'étalonnage pouvant être sélectionnées, ledit élément 23 pouvant être immobilisé dans les différentes positions au moyen d'une vis 24 respective.
Selon 1 "invention, tous les dispositifs de réglage de I'étalonnage qui correspondent aux différents mécanismes de phase intégrés dans l'ensemble de l'appareil sont reliés en commun au moyen d'un même élément actionneur 25. comme on l'observe sur les figures 8 et 11.
Ledit élément commun 25 présente, dans une branche, des formations 26 qui forment des emboîtures sur les vis 24 des ( (shunts)) 12 des différents mécanismes inclus dans l'appareil. de sorte que. en desserrant les vis 24 précitées. on peut régler en une seule fois, au moyen de l'élément commun 25 précité. l'étalonnage de tous les mécanismes sur la même valeur d'intensité nominale que l'on souhaite, de sorte qu'il est très facile de réaliser cette opération.
L'ensemble peut aussi comprendre une unique vis 24 de fixation, en combinaison avec l'élément mobile 23 de l'un des shunts M 12 et. en combinaison avec les éléments mobiles 23 des autres shunts 12 un simple élément de retenue et d'entraînement, qui puisse être emboîté dans l'élément actionneur commun 25 ce qui simplifie encore davantage l'opération du réglage puisqu'il suffit d'effectuer le desserrage et le serrage d'une seule vis 24. comme on l'observe sur la figure 8.
L'élément 25 comprend en outre une autre branche dans laquelle est définie une crémaillère dentée 27. laquelle engrène avec un pignon 28 auquel est associée une roue 29 dans la périphérie de laquelle est prévue l'incorporation de signaux ou références relatifs aux valeurs de l'étalonnage dans les différentes positions du réglage.
La périphérie de ladite roue 29 est visible de l'extérieur à travers un voyant ou une fenêtre ménagée à travers la carcasse 1 de l'appareil, de sorte que, lorsqu'on établit la position du réglage, et sous l'effet du déplacement de l'élément 25. la valeur correspondante de l'étalonnage est indiquée par la roue 29 précitée. ce qui facilite l'opération de réglage sur la valeur désirée, et constitue un
<Desc/Clms Page number 9>
témoin qui reste comme signe indicateur de la valeur pour laquelle l'appareil est étalonné.
Selon les figures 12 à 20, l'ensemble structurel de l'appareil est formé d'une base ou d'un corps inférieur 30 où est défini un large logement central 31 pour le montage des éléments constitutifs de l'ensemble fonctionnel. tandis qu'aux extrémités, il forme une série de logements 32 pour le montage des bornes électriques destinées aux connexions d'entrée et de sortie.
Sur la base 30 précitée, peut être fixé une carcasse ou un corps supérieur 33 dont le montage s'effectue par emboîtement sur la base 30. dans lequel il s'établit un encliquetage de verrouillage par accrochage entre des formations correspondantes 34 et 35 des deux corps 30 et 33.
Cet accrochage de verrouillage entre les formations 34 et 35 détermine une retenue qui maintient provisoirement l'accouplement des corps précités 30 et 33. de sorte que, lorsque les éléments de l'ensemble fonctionnel ont été disposés dans la base ou le corps inférieur 30. on ferme la structure par le montage du corps supérieur')'). la disposition et le fonctionnements correct des mécanismes pouvant être vérifiés, avec possibilité d'ouverture, si nécessaire, pour effectuer une éventuelle rectification.
Lorsqu'on a vérifié la disposition et le fonctionnement corrects des mécanismes, on emboîte dans la partie inférieure des pièces de verrouillage 36, lesquelles établissent une retenue par encliquetage dans le volume intérieur, grâce à des formations dentées appropriées 37, en restant sans possibilité d'extraction.
Lesdites pièces de verrouillage 36 forment en outre une butée 38 qui établit le blocage de l'encliquetage entre les formations 34 et 35 des corps 30 et 33, avec
EMI9.1
pour résultat que ceux-ci ne peuvent plus se désaccoupler sans rupture. de sorte que la fermeture de la structure est bloquée avec une absolue sécurité, en empêchant ainsi que les usagers puissent accéder à l'intérieur et manipuler les mécanismes.
Les logements 32 que le corps inférieur 30 forme aux extrémités pour les bornes de connexion sont complétés par des logements respectifs 39 définis dans le corps supérieur 33 d'une façon correspondante.
Ledit corps supérieur 32 forme en supplément une zone 40 prévue pour le logement du dispositif de réglage de l'étalonnage électrique des mécanismes fonctionnels, pour les valeurs sélectives du courant nominal ; et. au-dessus de cette zone 40 est disposé un couvercle de fermeture 41 ayant pour fonction d'empêcher les usagers d'accéder au dispositif de réglage précité.
<Desc/Clms Page number 10>
Ce couvercle 41 est disposé en montage articulé au moyen de pivots 42 qui établissent un emboîtement tournant sur le corps 33. tandis que. dans le bord opposé, sont définis des accrochages de fermeture 43 dans lesquels peut être incorporé un plombage provisoire accessoire pour interdire l'ouverture par les usagers.
Sur les zones extrêmes occupées par les logements complémentaires 32 et 39 de montage des bornes de connexion électrique d'entrée et de sortie de l'appareil. sont en supplément incorporées des carcasses de protection 44. lesquelles se fixent à leur tour par encastrement et retenue encliquetée au moyens de formations d'accrochage 45.
Lesdites carcasses 44 se présentent dans un montage basculant qui permet de les ouvrir pour avoir accès aux bornes de connexion : ces carcasses étant dotées d'une possibilité de plombage provisoire accessoire, pour éviter, du moins dans la partie qui correspond aux bornes des connexions d'entrée, la manipulation desdites bornes par les usagers.
Au-dessous des logements des bornes, on prévoit en supplément le montage de plaques de sécurité 46. comme celle représentée sur la figure 16, lesquelles se disposent en accouplement par emboîtement au moyen de pivots 47 dans des orifices d'insertion correspondant 48 définis par le corps 33 dans la zone des logements 39 des bornes et au moyen de pattes extrêmes 49 dans des logements 50 correspondants.