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" Perfectionnements apportés aux disjoncteurs basée sur la force que subit, dans un champ magnétique, un conducteur mobile, parcouru par le courant à limiter, notamment aux disjoncteurs ultra-rapides ",
L'invention est relative aux disjoncteurs à cou- rant soit continu, soit alternatif, basés sur la for- ce que subit, dans un champ magnétique, un conducteur mobi- le, parcouru par le courant à limiter et elle concerne plue particulièrement les disjoncteurs ultra-rapides.
On sait que les disjoncteurs ordinaires ou "normaux" comprennent des relais dont l'action est le plus souvent différée, et que ces relais n'agissent pas directe- ment, mais ne font que libérer une pièce assez lourde rap- pelée par un ressort, pièce qui établit la disjonction du courant pour le cas où celui-ci aurait dépassé une valeur maximum tolérée et prévue d'avance. ,Il se pas se. entre l'ac- croissement dangereux du courant et le moment où un dis- joncteur normal ouvre. assez de temps pour que des dégâts puissent avoir lieu.
Aussi est-il d'usage de brancher, en série avec le disjoncteur., *normal*,,, un- disjoncteur dit' "ul- tra-rapide", ce dernier ne déclenchant que pour une inten- sité de courant plus élevée que celle .tolérée par le disjonc- teur normal.
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Une classe connue de disjoncteurs ultra-rapides comprend (voir la fige 1 des dessine ci-annexés) un levier interrupteur a articulé par sa base, et dont l'extrémité mobile porte un contact a. s'appuyant, sous l'influence d'un ressort de rappel b, contre un contact fixe ± auquel est a- mené le courant à limiter, celui-ci traversant en série le- dit levier interrupteur, et la spire d'aimantation d qui excite un électro-aimant lamellée à entrefer étroit f. Le- dit interrupteur a est placé dans cet entrefer et une résie-
1 tance protectrice g shunte les contacts a ,c.
La disjonction obtenue par ce genre d' appareils est très rapide, mais le levier!:. se met à travailler comme un vibreur, premièrement du fait que le courant disparaît dans le levier a dès qu'il passe par la résistance modératrice d'intensité g, et, deu- xièmement, du fait que l'intensité du champ magnétique dans l'entrefer f diminue du fait de la limitation du courant.
On a déjà essayer d'enrayer les mouvements d'os- cillation du levier a, mais par des moyens nullement simples
L'invention a pour but, surtout, de surmonter l'inconvénient signalé par des moyens extrêmement simples et efficaces.
Elle consiste, principalement, à prendre des mesures telles que la diminution du champ magnétique, du fait de la diminution du courant lors de l'ouverture du disjoncteur ultra-.rapide., soit compensée par le lancement du courant à travers ledit champ sur une longueur accrue telle que le courant affaibli puisse, malgré le champ affaibli, exercer sur le levier interrupteur une force suffisante pour résister à la force du ressort de rappel, de sorte que les contacts d'interruption du courant restent stationaire- ment séparés.
L'invention consiste, mise à part cette disposi- tion principale, en certaines autres dispositions qui s'u- tilisent, de préférence, en même temps, et dont il sera plus
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explicitement parlé ci-après.
L'invention vise plus particulièrement un cer- tain mode d'application (celui où on Inappliqué aux instal- lations à courant continu) et certains modes de réalisation (ceux qui seront décrits ci-après) desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les disjoncteurs du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement. les ma- chines ou outils spéciaux pour les confectionner, et les- installations protégées par de semblables disjoncteurs.
Et elle pourra, de toute* façon/ être bien com- prise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins, sont, bisn entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La fig, 1, déjà mentionnée, montre en coupe ver- ticale à travers son entrefer, d'une façon extrêmement sché- matique, un type connu de disjoncteur ultra-rapide.
Les fig, 2 et 3 montrent, de la même façon, res- pectivement, un premier et un second type de certains modes de réalisation pour des disjoncteurs ultra-rapides établis conformément à l'invention.
La fig. 4 montre, de la même façon, le disjonc- teur dessiné sur la fig. 3, mais dans une position intermé- diaire entre la fermeture totale et l'ouverture définitive de ces pièces mobiles.
La fig. 5 montre, de la même façon, des dispo- sitifs supplémentaires établis conformément à l'invention et appliqués au susdit ''premier type".
La fig. 6 est un schéma indiquant un exemple d'une -relation entre un disjoncteur ordinaire et un dis- joncteur ultra-rapide, établi conformément à l'invention.
La fig, 7 montre un schéma de l'utilisation /d'un mode de liaison analogue à celui montré sur la fig. 6,
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pour la réalisation conforme à l'invention d'un disjonc- teur-contacteur.
La fig, 8 est un schéma indiquant un exemple d'une relation électrique, établie conformément à l'invention,entra un disjoncteur ultra-rapide et un disjoncteur normal.
La fig. 9 montre, de la même façon que les fig.
1-5, un disjoncteur ultra rapide muni d'un shunt accéléra- teur établi conformément à l'invention.
La- fig. 10 est un diagramme approximatif des intensités en fonction du temps pendant le fonctionnement du disjoncteur ultra-rapide.
La fig. 11 montre un disjoncteur ultra-rapide mu- ni, conformément à l'invention, à la fois d'un "shunt accé- lérateur", d'un "shunt compensateur" et d'une liaison méca- nique à "ressort buté".
La fig, 12 est un schéma indiquant un autre exem- ple de liaison mécanique entre le disjoncteur normal et le disjoncteur ultra-rapide cette liaison étant également é- tablie conformément à l'invention.
Enfin la fig, 13 montre, d'une façon analogue à celle de la fig, 7, un dispositif d'un disjoncteur-contac- teur commandé par de l'air comprimé.
Selon l'invention, et plus spécialement selon ce- lui de ses modes d'application et ceux des modes de réalisa- tion de ses diverses parties,auxquels'il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence,se proposant d'établir,d'abord plusieurs disjoncteurs réalisant la susénoncée disposition , principale par des moyens différents,et ensuite à y appliquer les susdites autres dispositions pour améliorer leur f,onc- tionnement, on s'y prend comme suit,ou de manière analogue.
Selon un premier type des modes de réalisation de l'invention, on utilise un disjoncteur ultra-rapide du genre de celui représenté sur la fig. 1, avec la différence (fig, 2) premièrement, que l'on place le contact fixe à peu près au milieu de la hauteur de l'entrelfer f, deuxième-
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ment, que l'on prolonge le levier interrupteur a au delà
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de son contact a, 1 et cell d'une longueur .a. de façon qu'il traverse, de préférence, toute la hauteur da l'entrefer f, et, troisièmemel1t,.Q.ue l'on situe la résistance de protec- tion centre le contact fixe c et l'extrémité libre du le-
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vier prolongé e,, a .
La liaison électrique entre ladite ré- sistance ±. et l'extrémité libre, et parfois mobile, du le- vier pouvant s'effectuer, par exemple au moyen d'une simple pince de frotteur h cette solution permettant de diminuer l'inertie de l'équipage mobile bien plus que si l'on se ser- vait de câbles souples pour la connexion.
En suite de cette construction, on obtient bien le but principal poursuivie puisque,, dès que le levier in- terrupteur a est soumis à un champ magnétique très fort
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(donc un instant avant son fonctionnement) la foiroe qui ti- re sur le ressort de rappel b¯ n'est que l'effet d'1!he,lon- gueur "i" (fig. 2) que le courant parcourt dans l'entrefer i' (position dessinée en lignes entières). Au contraire, mai-e dès que le contact al du levier a se sépare du contact fixe (position en lignes interrompues sur la fig. 2) le courant .affaibli passe par toute la longueur du levier et traverse l'entrefer f, par exemple, selon toute sa hauteur j.
La construction de ce premier mode de réalisation revient donc à modifier la longueur d'accourant dans le levier
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pour empêcher tout danger de "pompage"" autrement dit du fonctionnement en. "trembleur" plus ou moins rapide. Les di- versas possibilités du fonctionnement du disjoncteur ultra- rapide sont les suivantes.
En marche de régime, les efforts électromagnét-
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quels sur le levier a sont faibles, le ressort de rappel b l'emporte et assure, en outre, une pression suffisante .en- tre les contacts a1 et c.
A supposer un accroissement très lent du courant
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vers la limite dangereuse, la pression entre les contaots a7.
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et c diminue peu à peu, mais bien avant que cette pression soit annulée, le disjoncteur "normal" (c'est-à-dire lent) déclenche et coupe complètement le courant, sans que le dis- joncteur ultra-rapide ait eu à intervenir:
en effet, une fois que ce dernier disjoncteur est privé de courant, il reste fortement fermé,
A supposer un court-circuit persistant, pouvant, par exemple, en un lape de temps de quelques millièmes de seconde laisser passer un courant assez fort à travers le disjoncteur ultra-rapide pour que son levier d'interruption a se place dans la position ouverte, ce levier continuera à occuper cette position ouverte malgré la diminution âuc- cessive du courant et laissera la résistance protectrice .4 à demeure dans le circuit et ce, aussi longtemps que dure le court-circuit, c'est-à-dire pendant le dixième de secon- de environ dont le disjoncteur "normal" a besoin pour se mettre à la hauteur de la situation et rompre tout courant.
Une fois que tout courant a disparu, le disjoncteur ultra.- rapide reprend sa position fermée.'
A supposer l'existence d'un court-circuit pas- sager ou même celle d'une pointe de courant un peu forte, choses qui arrivent fréquemment, le disjoncteur normal,. surtout s'il est muni d'un relais à action différée (par exemple d'un relais muni d'un dash-pot) n'aura pas le temps de rompre le circuit et seul le disjoncteur ultra-rapide aura inséré la résistance de protection pendant la durée très courte du courant accru pour se remettre aussitôt a- près dans la position de fermeture où les deux contacts â1 et ± sont réunis.
A supposer que l'appareil ait été démonté et remonté erronément avec les connexions inversées, il n'y aura pas d'inconvénient à cela, puisqu'il y aurait, à la ois, inversion du sens de courant à travers le levier a et inversion d'aimantation:: lteffet électromagnétique con- tinuera donc à s'opposer au ressort de rappel b. De même,
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s'il y a un dispositif de récupération d'énergie dans le réseau protégé par le, disjoncteur ultra-rapide avec-, évi- demment inversion de la direction du courant au un acci- dent inversant le courant, le fonctionnement du disjoncteur ultra-rapide n'en est, à son tour, nullement modifié.
A supposer qu'un court-circuit persistant se serait produit avec ouverture du disjoncteur normal, il suffit, après le déclenchement du disjoncteur normal, d'es- sayer de le refermer sans se préoccuper du disjoncteur \il.. tra-rapide. Au cas où le court-circuit durerait encore, le- dit disjoncteur ultra-rapide ouvre aussitôt, du fait que son ouverture n'est point empêchée par l'état fermé du dis- joncteur normal.
Selon uh deuxième type de modes de réalisation de l'invention, on peut obtenir, d'une part,, des avantages d'une meilleure utilisation du poids de l'appareil et, d'au- tre part, si on le désirs,une inertie moindre de l'équipa- ge qui est mobile, au moment de la séparation des contacts c et a. En effet, la construction selon la fig. 2 est criti- quable à ce dernier point de vue . Au moment de l'ouverture, ce n'est que la petite longueur 1 (fig. 2) qui est active pour produire de la force et elle doit vaincre l'inertie
2 importants du prolongement a. qui se trouve au delà du con- tact a1.En outre on peut critiquer que la hauteur de l'en- trefer est peu utilisée au moment qui précède l'ouverture.
Pour améliorer le disjoncteur sous (De dernier point de vue, on a recours au susdit deuxième type de ré- alisation, lequel consiste à utiliser deux ou plusieurs pièces mobiles placées soit dans le même champ magnétique (le même entrefer), soit dans plusieurs champs magnétiques (dans plusieurs entrefers) et à s'arranger pour que le cou- rant une fois que la séparation des contacts du disjonc-
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. teur ultra-rapide a e\\ lieu$ passe par un nombre ttafêrFa- des S'l.1.adite'6'; eéparati9n desdite contacte.; susdites p 02eVq2u=avant la séparation desdite contacts., les forcée électromagnétiques produites par les susdites
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pièces après la séparation desdits contacts s'ajoutant, grâce à des mesures appropriées, les unes aux autres pour empêcher le ressort de rappel de refermer lesdits contacts.
Pour réaliser un exemple de ce deuxième type de disjoncteur ultra-rapide, on établit un électro-aimant e (fig. 3) avec deux entrefers f et f1, situés par exemple dans le même plan. On agence dans le premier entrelfer f un levier interrupteur a porteur du contact al, lequel con- tact s'appuie sur le contact fixe ±. sous l'influence du ressort de rappel bet on relie lextrémité libre de ce le- vier interrupteur a avec un frotteur fixe h1. On agence
3 dans le deuxième entrefer f1, un deuxième levier a , ci-a- près appelé levier auxiliaire, et on en relie l'extrémité
2 libre à un second frotteur h faisant corps avec le susdit frotteur h ,les deux frotteurs étant destinés à toujours réunir électriquement les extrémités libres des deux le-
3 viers a et a.
On relie,, au point de vue électrique, le point d'articulation du susdit levier auxiliaire avec l'u- ne des extrémités de la résistance de protection g, dont l'autre extrémité est reliée au contact c. Le courant à li- miter entre dans l'appareil par le contact a, passe par le contact a1, le levier a, et sort du point d'articulation de ce levier. Le champ magnétique autour du levier peut être obtenu par tout moyen approprié (avec ou sans l'aide de fer) et être excité par des enroulements shunt.série ou compound. La fig. 3 montre le cas d'une excitation série, le courant sortant du point d'articulation du levier a et parcourant deux spires d'aimantation branchées en série.
Au point de vue mécanique, on peut relier les deux leviers par;une simple tringle rigide (cas général non représenté) mais il est préférable de relier le levier auxiliaire a3 au -'levier interrupteur a par une tringle k à oeil allongé, tringle disposée de façon qu'elle permette au contact a1 du levier a de se séparer librement de son contact fixe c,sans
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être obligé d'entraîner avec lui le levier auxiliaire ainsi a que le montre très nettement la fig. 4 où le levier .a/déjà bougé tandis que le levier auxiliaire.!. 3 est encore en pla- ce.
Cependant, à peine le levier interrupteur a-t-il bougé vers la droite, que le courant est désormais lancé dans le
3 levier auxiliaire a. ; celui-ci se meut à son tour vers la droite et empêche le levier interrupteur de retomber,puis- qu'il tire sur lui par la tringle k. La disposition prinoi pale de l'invention (à savoir l'allongement du courant dans l'entrefer dès que la résistance de protection ± est inter- calée pour l'affaiblir) est donc obtenu et ce tout en uti- lisant mieux la hauteur de l'entrefer* et de préférence tout en réduisant au minimum l'inertie des équipages.
Le résul tat sera donc une meilleure utilisation du pois de l'élec- tro-aimant e¯, et de celui de ses spires d'aimantation, En effet, un disjoncteur, réalisé plus ou moins selon les d'on- nées des fig. 3 et 4 est toujours plus léger et meilleur marché que celui réalisé plus ou moins selon la fig, 2.
Et, ou bien on se contente de s'y prendre ainsi qu'il a été dit, ou bien, et mieux on applique aux disjonc- teurs ultra-rapides décrits, ou à leurs congénères, certai- nes dispositions supplémentaires.
Un premier groupe de dispositions supplémentai res est décrit ci-dessous comme appliqué au premier mode de réalisation ci-dessus décrit (fig, 2) mais peut aussi ê- tre appliqué au second mode de réalisation ci-dessus décrit (fig. 3), ce premier groupe comprend les dis- positions suivantes.
Intercalation d'un shunt inductif 1 (fig. 5) en- tre le frotteur h et le point d'articulation du levier in- terrupteur a. Le résultat est que pour un courant station- naire, il passe une partie notable de -ce courant par le shunt inductif 1, ce qui diminue la grandeur du courant qui passe par le levier interrupteur a. Mais, du moment qu'un court -circuit brutal provoque un courant très rapide-
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ment croissant, il ne passe pour ainsi dire rien de l'ac- croissement de courant par le shunt inductif 1 et tout l'ac- croissement de courant se concentre dans le levier a pour en provoquer le mouvement particulièrement puissant. Le dé- clenchement aura donc lieu pour un courant moins fort si l'accroissement du courant est brusque, ce qui est logique, le danger étant alors plus grave.
Adjonction d'un frein unilatéral, à effet de dash-pot, au levier interrupteur et ce de façon que ce le- vier soit libre de séparer les contacts c et a1 sans être freiné, mais qu'il soit empêché de retomber brusquement dès que le disjoncteur normal rompt définitivement le cir- cuit.
Réalisation dudit frein unilatéral comme une roue à rochet m (fig. 5) entraînée par un cliquet n, mû par le levier interrupteur , ainsi que le montre nettement la- dite fig. 5; le frein (non représenté) qui agit sur ladite roue à rochet m pouvant être de toute construction appro- priée.
Réalisation du freinage de la roue à rochet en la montant sur un axe porteur d'un volant ordinairement au repos. L'inertie de ce volant s'oppose alors à un retour trop rapide du levier interrupteur a dans sa position où les contacts c et a1 sont réunis.
Etablissement d'une relation unilatérale appro- priée entre le disjoncteur ultra-rapide et le disjoncteur normal, par des moyens quelconques (électriques, pneumati- ques, mécaniques ou autres) et ce de façon que le disjonc- teur ultra-rapide puisse se mouvoir librement sans entrai- ner avec lui le disjoncteur normal, mais que, tant que ce dernier est ouvert, le disjoncteur ultra-rapide l'est aus- si, Il en résulte que, dès que le disjoncteur normal est ouvert, le disjoncteur ultra-rapide l'est forcément aussi.
'Réalisation mécanique du susdit dispositif de relation entre les deux disjoncteurs consistant simplement
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à les réunir par une tringle à oeil allongé telle que le montre nettement la fig. 6, où le disjoncteur ultra-rapide est schématiquement indiqué par ces organes principaux, où le disjoncteur normal est indiqué par son levier interrup- teur o que tend à ouvrir un ressort et lequel levier o est déclenché dés qu'un relais série déclencheur bute contre un crochet d'enclenchement p.
Les leviers o et a sont, confor- mément à la présente disposition de l'invention, reliés au moyen d'une tringle à action unilatérale q à oeil allongé donc une tringle telle que dessinée sur ladite fig. 6.L'in- tért qu'il peut y avoir à réaliser la susdite relation mé- canique entre les deux disjoncteurs découle des considéra- tions suivantes. Premièrement, dans le cas d'un court-cir- cuit passager, le disjoncteur ultra-rapide s'ouvre comme à l'or/dinaire, mais si le court-circuit cesse quelques ins- tants après, le disjoncteur normal ne déclenche pas, puis- qu'il est soumis à l'action d'un relais à maxima différé.
Le disjoncteur ultra-rapide se referme alors de lui-même au bout d'un certain temps qui dépend du réglage du frein, l'oeil allongé de la tringle k lui' laissant toute liberté.
Deuxièmement, dans le cas d'accroissement lent du courant, dès que l'intensité dépasse la normale, le disjoncteur nor- mal déclencher dans son mouvement d'ouverture, il entraîne par la tige q l'ouverture du disjoncteur ultra-rapide. Il est à remarquer que pour que cela puisse avoir lieu,, l'ef- fet du ressort du levier o sur la trinle q doit être plus fort que l'effet du ressort b du levier a, les deux res- sorts étant antagonistes. Troisièmement, lors de la ferme- ture du disjoncteur normal, le disjoncteur ultra-rapide est livré à lui-même, puisque l'oeil allongé de la tige q cou- lisse librement sur l'ergot du levier a. Le levier interrup- teur a se referme donc sous l'action de son ressort b, son mouvement de fermeture étant ralenti où non par un frein unilatéral (non représenté).
La. résistance de protection
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g aux bornes du disjoncteur ultra-rapide est, de la sorte, intercalée avant la fermeture définitive du circuit; elle joue,à ce moment, le rôle de résistance modératrice du choc de fermeture. Quatrièmement, à supposer que l'on fer-
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me le disjoncteur normal sur un court-circuit, ladite résis- tance de choc (résistance ±) évite tout acci ent, c e.zs ce Cas$ les forces électromagnétiques sont assez énergiques pour empêcher la fermeture du disjoncteur ultra-rapide. La refermeture de celui-ci est ainsi empêchée. Le dispositif pare-étincelle bien connu du disjoncteur normal (dessiné sur la fig. 6 à la partie supérieure du levier o de ce dis- joncteur) agit très favorablement en connexion avec le dis- joncteur ultra-rapide.
Pour le concevoir on peut, d'abord, imaginer son absence et s'imaginer qu'un court-circuit per- sistant existe sur le réseau, court-circuit qui avait ame- né, en premier lieu, l'ouverture du disjoncteur ultra-rapi- de, et, en deuxième lieu, le déclenchement du disjoncteur ordinaire, après quoi le ressort de rappel du disjoncteur reprend ses droits et referme ledit disjoncteur ultra-ra- pide. Qu'il soit supposé que là dessus, on essaie de re- fermer le disjoncteur normal.
Si celui-ci était privé d'un dispositif pare-étincelle (c'est-à-dire privé d'une paire de contacts Trotteurs E qui insère d'abord une résistance anti-choc de fermeture E1) le premier résultat du relève- ment du levier o serait de permettre au levier a, du disjonc- teur ultra-rapide de fermer, sous l'influence de son res- sort b,, ses contacts a1 et c, et ce avant que ledit levier o du disjoncteur normal ferme le circuit. Mais, étant donné l'existence d'un court-circuit persistant, de coupant et le disjoncteur ultra-rapi- de serait donc obligé de jouer à chaque essai de réenclen- chement sur ledit court-circuit persistant.
Cependant, grâ- ce au pare-étincelle E, El du disjoncteur normal, il se produit ceci qu'un certain courant traversera le disjonc-
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teur ultra-rapide un peu avant que la tringle ±, ait permis la fermeture du disjoncteur ultra-rapide. Il en résulte que le courant que laisse passer la résistance E1 trouve un levier a encore ouvert et ce courant l'ouvre aussitôt davantage encore.
Là dessus le disjoncteur normal est fermé à bloc, mais étant donné qu'il l'est sur un court-circuit, son crochet d'enclenchement p sera relevé,, donc mis hors action, et le levier o retombe en avertissant ainsi la. per- sonne manipulatrice que le court-circuit dure toujours,, Ce qui est important, c'est que cet avertissement a été donné sans que le ressort b et le courant aient à faire jouer le disjoncteur ultra-rapide.
Comme déjà dit plus haut,, la construction selon la fig, 6 comprend deux ressorts antagonistes, l'un b, dans le disjoncteur ultra-rapide,, devant être vaincu par celui du disjoncteur normal. Une disposition particulière de l'invention permet de se servir d'un seul ressort pour produire les forces élastiques pour les deux disjoncteurs reliés ainsi que cela est indiqué dans la fig. 12 pour le cas d'un disjoncteur ultra-rapide qui appartient par exem- ple au type de ceux analogues à la fig, 3. Cependant, le dispositif de cette fig, 12 pourrait, tout aussi bien, ser- vir à réunir les disjoncteurs représentés sur la fig. 6.
Selon la fig. 12,on établit un ressort unique, par exemple un ressort à boudin F, tendant à se raccourcir, et on en accroche une extrémité sur un point fixe et l'autre extré- mité sur un point médian d'un levier vertical G dont l'ex- trémité supérieure est articulée à une chape fixée sur le levier a du disjoncteur ultra-rapide et dont,l'extrémité inférieure est reliée, par une tringle H, à la queue d'en- clenchement o1 du levier o du disjoncteur normal,
A supposer que ce levier .0. soit enclenché (ain- si que le montre la fig. 12) on voit que le susdit ressort presse le contact al du levier a contre le contact fixe
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c, et qu'en môme temps il tend à déolencher le levier o de son crochet enclencheur p.
Le ressort F unique sert donc aux, deux conjoncteurs reliés. Le fonctionnement, en cas de court-circuit, est le suivant. Le court-circuit survient d'abord, a1 se sépare de c en tendant le ressort F; ensui- te le crochet 2 libère la queue o1, ensuite le levier o du disjoncteur normal retombe (étant tiré par l'extrémité in- férieure du levier G, par l'intermédiaire de la tringle H), donc le courant est définitivement coupé et le levier o tombe en poussant la tringle H vers la gauche, Pendant que la tringle H se déplace ainsi, le ressort F, très tendu, tendra à se raccourcir à fond, mais, grâce à l'agencement d'une butée appropriée J ne se raccourcit, en réalité que d'une quantité minime. La tringle H continuant à se mouvoir vers la gauche, oblige par ce mouvement le levier a à se mouvoir vers la droite.
De toute façon, les contacts c et a restent séparés dès que le levier ¯0, en tombant, a chaè- sé la tringle H vers la gauche, et c'est précisément ce fait qui est le but principal de la disposition des liaisons se- lon les fig. 6 et 12. Le but est donc atteint, dans la construction de la fig. 12, à l'aide de la mise en oeuvre d'un seul ressort F convenablement buté (c'est-à-dire li- mité dans sa retraite) par une butée J. Si l'on essaie de refermer le disjoncteur normal, la tringle H se trouve ê- tre tirée vers la droite, la partie médiane du levier ver- tical G est détachée de la butée J, le ressort F entre en action et le levier a du disjoncteur ultra-rapide amorce un mouvement de fermeture.
Mais, avant que le contact soit établi entre cet a1, les frotteurs E du dispositif pare-é- tincelle se touchent. Un certain courant, limité par la résistance E1, va traverser le disjoncteur ultra-rapide.
Dans le cas où le réseau est toujours encore en court-cir- cuit, ce courant sera assez intense pour empêcher la ferme- ture du disjoncteur ultra-rapide. Si, au contraire, le dé-
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faut a cessé, le disjoncteur ultra-rapide n'est traversé que par un courant assez faible qui lui permet de fermer.
On peut donc, avec des dispositifs établis soit selon la fig. 6, soit selon la fig. 12 impunément essayrer de fer- mer sur une ligne en court-circuit, à condition que le dispositif pare-étincelle E, E1 du disjoncteur normal soit convenablement établi.
Utilisation d'une relation unilatérale du gen- re de celles qui viennent d'être décrites peur réunir un disjoncteur normal et un disjoncteur ultra-rapide,mais uti- lisables cette fois-ci pour réunir mécaniquement entre eux toute une série de disjoncteurs ultra-rapides branchés en cascade et ce de manière à assurer l'ouverture successive desdits disjoncteurs en cascade avant que le disjoncteur normal ne déclenche.
Tous ces disjoncteurs seront alors verrouillés chacun au précédent selon un dispositif analo- gue à celui énoncé ci-dessus, Un exemple de cette combinai- son de plusieurs disjoncteurs en cascade en combinaison a- vec un disjoncteur normal est représenté sur la fig. 7, où o est le levier interrupteur du disjoncteur normal, où r1,
2 3 r1, r. sont respectivement les spires d'aimantation de trois disjoncteurs ultra-rapides branchés en cascade, dont les résistances de protection sont branchées en dérivation 2 et désignées par g1, g, g3 et dont les paires de contacts sont désignées par s1, s2 et s3. Dans 1*exemple de la fig.
7, le premier disjoncteur ultra-rapide est seul traversé par le courant en temps normal. En cas d'accident, il ou- vre le premier et insère la résistance g1, les deux autres
2 3 suivent en insérant les résistances get get le disjonc- teur normal déclenche en dernier; tous ces disjoncteurs é- tant verrouillés chacun au précédent selon une relation mé- canique analogue à celle qui est représentée schématique- ment sur la fig, 6. Avec cette construction la ure-
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mière paire de contacts s.1 #BfYEîavereée en temps normal r\ par le courant total; les autres disjoncteurs ultra-rapides
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et le disjoncteur normal peuvent par conséquent, être cons- truits très légèrement.
Utilisation de la sus-énonée combinaison de disjoncteurs ultra-rapides en cascade pour la réalisation d'un ensemble de contacteurs tel que utilisable, par exemple pour obtenir la suppression successive d'une résistance, par exemple, de celle pour démarrage de moteurs. En effet si} dans le cas du montage plus ou moins analogue à celui montré sur la fig, 7, l'on vient à fermer le disjoncteur
3 normal, celui de la paire de contacts ± se trouve déver- rouillé; il fermera si le courant n'est pas trop; intense,
3 et aussitôt la paire de contacts fermée, le disjoncteur
2 de la paire!.. sera libéré à son tour et ainsi de suite.
On obtient donc un ensemble qui fonctionne, à la fois, com- me disjoncteur et comme contacteur.
Réalisation d'un verrouillage entre les divers disjoncteurs-contacteurs dans un dispositif à contacteur a- nalogue à celui montré sur la fig, 7 mais cette foie-ci par la mise en oeuvre de moyens pneumatiques disposés con- formément à l'invention. qu'il soit supposé que le disposi- tif contacteur-disjoncteur à munir du verrouillage pneuma- tique consiste, ainsi que le montre la fig. 13, en deux disjoncteurs ultra-rapides excités par leurs bobines r1 et
2 2 r et comprenant des paires de contact s1 et!..
agissant sur des résistances de protection g1 et g2,et comprend, en ou-
3 tre, un disjoncteur normal à contacts ¯µ¯ , lequel disjoncteur normal est muni d'un dispositif pare-étincelle E, lequel dispositif pare-étincelle est commandé par la position du levier o de ce disjoncteur normal, levier rappelé par un res- sort vers sa position d'ouverture. Dans un tel cas, on réa- lise ledit verrouillage et la commande pneumatiques des trois disjoncteurs par exemple ainsi que suit.
On fait agir sur chacun des leviers de rupture des deux disjoncteurs ul- tra-rapides et sur le levier o du disjoncteur normal un pis- ton coulissant, respectivement, dans les cylindres K1, K2 et
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3 K.On s'arrange pour que la partie inférieure de ces trois cylindres puisse être alimentée par de l'air comprimé, cet air tendant à fermer lesdits trois disjoncteurs.
On établit une tuyauterie d'amenée d'air comprimé à partir d'un réser- voir d'air comprimé N laquelle tuyauterie aboutit en bas
3 du cylindre K du dispositif normal, On place dans cette tuyauterie l'un après l'autre, deux robinets de réglage, dont les manettes 0 et P peuvent placer chacun des robinets, indépendamment, soit dans une position permettant à l'air
3 comprimé d'agir sur le piston dudit cylindre K, soit per- mettant à l'air comprimé de ce cylindre de s'échapper dans l'atmosphère et ce,
tout en coupant l'écoulement de l'air
3 comprimé vers ledit cylindre K La première manette 0 est maniée à la main et la seconde manette P est actionnée par un relais p1 qui met ladite manette dans la position de la communication avec l'atmosphère dès que le courant atteint une valeur pour laquelle le disjoncteur normal (levier o) doit ouvrir.
Le relais P1 et la manette P sont donc ici les moyens de déclenchement surtout du disjoncteur normal, Le verrouillage entre celui-ci et les deux disjoncteurs ultra- rapides est obtenu très simplement en alimentant le cylindre
2 K du disjoncteur ultra-rapide médian par un tuyau prenant
3 origine dans la paroi du cylindre K du disjoncteur normal,
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30 et ce dans une lumière K placée de façon que l'air ne
2 pourra arriver au bas du cylindre K que lorsque le levier o du disjoncteur normal a été assez soulevé pour que son dispositif pare-étincelles E, entre en action (position dessinée sur la fig, 13).
Une fois cette position atteinte, le courant de la ligne passe au moteur Q, en étant limité
1 2 par les résistances ± et g,l'air parvenu dans le cylin-
2 dira K tend à soulever le piston mais n'y parvient pas tant que le courant n'eet descendu à une certaine valeur, par suite de la vitesse croissante du moteur, Une fois que les
2 contacts s sont fermés (ainsi que le montre la fig, 13),
2 d'une parte ± est court-circuité et, d'autre part, l'air passe par la lumière K20 dans le cylindre k1 et tend à sou- lever le piston du disjoncteur extrême gauche où le même
1 phénomène se reproduit, donc la dernière résistance ±. est court-cirouitée.
Le fonctionnement en disjoncteur est exac- tement le même que' celui de l'appareil décrit avec référen- ce à la fig, 7 et n'a pas besoin d'être rappelé en détail.
Combinaison -- pour le cas où le dispositif du genre pneumatique (fig. 13) serait appliqué à un véhicule (tel une locomotive électrique) --. de la commande pneuma- tique des freine avec celle de l'ensemble des disjoncteurs contacteurs.
Relation unilatérale spéciale entre le disjonc- teur ultra-rapide et le disjoncteur normal (par la mise en oeuvre de tout moyen approprié), cette relation étant défi- nie par son effet, qui doit être de provoquer, avec un cer- tain retard, le déclenchement du disjoncteur normal après
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l'ouverture maintenue du disjoncteur ultra-rapide (le but poursuivi étant d'éviter que la résistance de protection ± du disjoncteur ultra-rapide reste insérée trop longtemps).
Réalisation électrique de la susdite relation spéciale au moyen d'un inter-lodc agissant sur le relais différé du disjoncteur normal et capable de provoquer le déclenchement de ce dernier si le disjoncteur ultra-rapide reste ouvert,
Réalisation du susdit inter-lock électrique grosso-modo selon la fig. 8 où le disjoncteur normal coin* prend un relais supplémentaire t dont l'enroulement est en série avec la résistance de protection IL du disjoncteur ul- tra-rapide. ou bien ce relais t est remplacé par un bobina- ge supplémentaire placé sur celui du relais ordinaire.
Utilisât 10% comme à l'ordinaire. d'une partie du champ magnétique du dispositif pour le soufflage éle- tromagnétique de l'arc qui résulte au moment de la sépara- tion des contacts c et a1. (Disposition usuelle non repré- sentes qui consiste: premièrement à placer l'arc entre u- - ne paire de plaques de fer reliées aux pôles magnétiques N et S de l'entrefer; deuxièmement, à prévoir des cornes pour l'arc soufflé et troisièmement., ajouter une "botte de soufflage" (plaques d'amiante) pour le refroidissement de l'arc).
Un second groupe de dispositions supplémentai- res est destiné surtout au deuxième type des modes de réalisation de l'invention, donc aux types à levier inter- rupteur et à levier auxiliaire plus ou moins analogues à celui indiqué sur la fig. 3. Cee dispositions sont les sui- vante s :
Etablissement d'un shunt non inductif ± (fig,
9) d'une résistance ( valeur notablement plus élevée que celle du levier d'interruption a) entre l'extrémité libre de ce levier, donc entre le frotteur h et le point d'arti- culation dudit levier d'interruption a. Ce shunt ne sous-
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trait qu'une partie minime du courant qui arrive au con- tact c, de façon que ledit shunt u. ne modifie guère le fonc- tionnement pour le cas d'un lent accroissement de courant.
Mais qu'il soit supposé un brusque accroissement de courant normal accroissement survenant au point A de la courbe de la fig, 10 (courbe qui représente la variation du courant); il en résultera que le nombre de lignes de force magnéti- ques contenues dans la spire composée (fig, 9) par le rec- tangle formé par le levier interrupteur a, le frotteur h1 et la résitance u augmente très rapidement. Si la flèche 1 (à droite de la fig, 9) représente la direction du cou- rant électrique la règle du tire-bouchon indique (voir la flèche 2 à gauche de 1*entrefer f1) que dans cet entrefer la direction des lignes de force va de l'observateur vers le papier, c'est donc un polo magnétique SUD qui se présente à la vue, ainsi que l'indique la grande lettre B y inscrite.
La même règle du tire-bouchon (voir la flèche 3 à la droite de 1'entrefer f) indique que dane cet autre entrefer c'est un pôle NORD qui se présente à, la vue ainsi que l'indique la grosse lettre N y inscrite. Le courant traverse le le- vier dans la direction de bas en haut ainsi que l'indique la flèche 4 dessinée à sa base. La direction d'un courant induit par l'augementaition du nombre de lignes de force dans le rectangle a, h. , u est le môme, dans le levier a, que celle du courant qui y coule déjà, donc le courant induit (flèche 4' ) s'ajoute à celui qui coule déjà normalement à travers le levier interrupteur ainsi qu'on peut le voir immédiatement par application de la loi de LENZ.
Le résul- tat est que le-levier interrupteur a se déplacera vers la droite avec plus de force qu'il ne l'aurait fait sans l'in- tervention de la résistance ohmique u. Cette action entre seule en jeu, tant que le levier ne bouge point et que le courant augmente toujours (Phase de A à B dans la fig. 10).
Du moment où le levier a bouge et possède une vitesse, il engendre, de ce fait, une force contre-électromotrice diri-
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gée selon la flèche 4" et la résistance de l'arc entre les contacte c et a1 intervenant à son tour. le courant se met 'bientôt à couler de plus en plus à travers'la résistance de protection g, donc à baisser. pour atteindre en 0 (fig.10) la valeur de disjonction (Id) qui correspond à la valeur de ladite résistance de protection g.
Pendant la période allant de B à C, le flux magnétique baisse donc dans le rectangle a, h1,u et la direction de la force électromo- trice engendrée pendant cette période de courant décroissant est contraire à celle engendrée pendant la période du cou- rant croissant ainsi que l'indique la flèche 4""desinée en haut du levier a, Le résultat sera donc une diminution du courant traversant le levier a pendant ladite période de décroissance.
Cette décroissance de courant correspond à une diminution de la force exercée sur le levier déjà ouvert, diminution qui est désirable, à ce moment$étant donné que les contacts a1 et 9- sont déjà séparée pendant la période de courant décroissant et qu'il est alors inuti- le de forcer la vitesse du levier a et augmenter son choc final contre une butée ad hoc (non représentée).. En résu- mé,le shunt ±, agit comme accélérateur pendant laphase du courant croissant et comme amortisseur pendant la phase du courant décroissant. Etant donné que cette deuxième phase est peu importante, le shuntyq sera dénommé ci-après "shunt accélérateur".
Ce shunt accélérateur exerce encore un troi- sième effet favorable du fait des ampères-tours que repré- sente le courant accru circulant dans le rectangle ¯% h1, u dans le sens de la flèche 4'. En appliquant à la direction de cette flèche la règle du tire-bouchon pour voir comment il agit sur le champ magnétique dans l'entrefer f, on voit aussitôt que tout courant coulant dane le ions de la flèche 4' diminue le champ à droite du levier a et l'augmente à gauche.
Or ce courant est accru du fait de Inexistence du shunt u et il va accroître le champ magnétique à gauche du
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levier, donc le champ utilisé pour le soufflage de l'arc qui s'établit entre les contacts ± et al: le shunt u aug- mente donc l'efficacité du soufflage. Quant à eon action sur la vitesse du levier, elle est de l'augmenter pendant le danger et de le diminuer dans la suite, la vitesse fi- nale du levier étant approximativement la même comme si le shunt u. n'était pas intervenu;, mais on a pu obtenir une vi- tesse maxima plus grande sans que le choc final ait été ac- cru.
Adjonction auxdits disjoncteurs du genre de ceux qui viennent d'être décrits, donc par exemple à un dis- joncteur comportant un shunt d'accélération u d'une disposi- tion comportant, d'une part (fig. 11) un shunt supplémen- taire dit-shunt compensateur" x intercalé entre l'extrémi-
3 té libre du levier auxiliaire a et le point d'articulation de ce levier (ainsi que l'indique nettement ladite figure 11 dans laquelle.1 désigne une colonne conductrice portant les deux frotteurs hl et h2 et servant de point de départ au shunt accélérateur u) et, d'autre part, un moyen de liaison mécanique tel, que ce moyen placé entre le levier interrup-
3 teur .!:
. et le levier auxiliaire a, rende les mouvementé des deux leviers solidaires toutes les foie que c'est le levier auxiliaire qui tire sur l'autre, loir rende également solidaires quand c'est le levier interrupteur A qui pousse l'autre à condition que cette force de poussée soit compri- se entre zéro et un maximum prédéterminé, mais permette au levier d'interruption a de s'approcher du levier auxiliaire
3 a dès que la force par laquelle l'autre lvier lui résiste dépasse le susdit maximum prédétermina Autrement dit, on
3 établit,, entre les deux leviers a et a.
une liaison mécani- que sui est rigide pour les forces au-dessous d'une certai- ne limite mais devient unilatérale et capable de céder pour la les forces qui/dépassent, de telles liaisons étant bien connues, dans la technique et comportant, le plus souvent,
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moyen en question est établi en faisant comporter au levier interrupteur a une chape avec oeil allongé a , au levier
3- 30 auxiliaire a une chape a à oeil rond-et on intercale en- tre ces deux chapes un dispositif comportant une tringle dont l'extrémité droite est munie d'une cheville v1 artiou-
30 lée dans ladite chape a, et une extrémité gauche munie
2 d'une cheville jr. pouvant coulisser dans l'oeil allongé a ,
3 4 un corps cylindrique v et une collerette externe.1 du cô- té de son extrémité droite.
Ledit dispositif comprend$! en outre, un ressort à boudin .1. destiné à sappuyer par l'une de ses extrémités sur ladite collerette ± et par l'autre sur un anneau z1 solidaire de l'autre extrémité de ce ressorte cet anneau étant destiné à ne pas permettre au ressort Z u- ne détente libre du fait que, une foie que tout cet monté en place,, cet anneau z1 appuie sur les borde externes de la chape à oeil allongé a que comprend le levier a. Ainsi qu'il est facile de le vérifier, l'exemple ainsi donné réa- lise bien une relation mécanique rigide devenant unilatéra- le à partir de la force aveo laquelle son ressort z a été comprimé.
La combinaison simultanée du shunt x et du moyen à ressort buté z a pour but d'empêcher que Inaction accélé- ratrice très intense du shunt accélérateur u fasse jouer le disjoncteur ultra-rapide à la moindre pointe passagère sur-
3 venant dans le réseau* A supposer que la tringel v soit en- tièrement rigide, le shunt de compensation x annulerait pu rement et simplement tout effet accélérateur.
En effet., en ne considérant que le sens de la force électromotrice pro- duite pendant une phase de courant croissant., le courant in- duit qui tend à exister du fait du shunt accélérateur .!. au.. ra dans le levier a, la direction de la flèche 5, et celui tendant à exister du fait du shunt compensateur dans le levier a, aura la direction de la flèche 6, l'une et 1*au tre des deux flèches pointant dans cette figure de bas en haut, ainsi que cela est facile à vérifier par l'applica-
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tion de la loi de LENZ, Donc on a affaire à deux courants de sens identiques circulant dans des entrefers à sens de champ Magnétique opposé, ce qui revient à dire que les deux le-
3
Tiers a et.!.
tendent à se rapprocher sans qu'il y ait une - force libre agissant eur le système. Il en résulte que,, tant que l'anneau z1 ne coulisse pas sur la tringle v, 1$effet du shunt u tend à être annulé ou limité par l'effet du shunt compensateur x. Le résultat est que le disjoncteur ne bouge- ra, pas tant que l'augmentation du courant n'est pas trop rapide dans l'unité de temps, donc il ne réagira pas à des pointes de oourant pas trop graves. Mais que, au contraire, l'auementation du flux dans les entrefers devienne très rapide, le levier interrupteur comprimera (avec sa chape à oeil allongé a ) le ressort.!. pendant que l'autre levier s'approchera un peu du levier interrupteur.
Ce qui est certain c'est qu'à partir du moment où le ressort est comprimé, le shunt accélérateur reprend son action d*accé- lération pour la partie de courant qui dépasse celui qui est nécessaire à la compression du ressort z, Aussitôt que les contacts c et a1 sont séparés;
, le sens du courant est
3 renversé dans le levier de copensation a, de sorte que ce- lui-ci. désormais, au lieu de s'opposer au mouvement du le- vier a, tire dessus après que le ressort z a amené la che-
2 ville v dans l'extrémité droite de l'oeil allongé a , les deux leviers travaillent donc d'accord pour lutter contre la force de rappel du ressort b,
Comme il va de soi et comme il ressort déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqués;
elle en embrasse,'au contraire, toutes les variantes, notamment celles où les parties mobiles, au lieu de comprendre un simple levier ou de simples leviers [conducteurs parcourus par le courant, comprennent des spires
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dont une partie entre dans le champ magnétique (entrefer) et dont une autre reste en dehors de ce champ (de cet en- trefer) la longueur active desdites spires étant celle de la somme des longueurs des conducteurs (appartenant aux spires) plongées dans l'entrefer, cette longueur pouvant ê- tre modifiée par le nombre accru de spires mises en action pour la position ouverte du disjoncteur-ultra-rapide, con- formément à la disposition principale de l'invention;
celles où, pour le cas de courant alternatif, le champ magnétique du disjoncteur est alternatif, et celles où le champ magnétique est excité non pas en série, mais en shunt, en compound ou subit l'effet de tout bobinage approprié.
R É S U M É. a). Perfectionnements apportés aux disjoncteurs ultra-rapides,basés sur la force électromagnétique que su- bit, dans un champ magnétique, un conducteur mobile parcou- ru par le courant à limiter, et lesdits perfectionnements consistentprincipalement, à prendre des mesures telles que la diminution du champ magnétique du fait de la diminu- tion du courant, lors de l'ouverture du disjoncteur ultra- rapide, soit compensée par le lancement du courant à tra- vers ledit champ,. sur une longueur accrue.*, telle que le courant affaibli puisse,malgré le champ affaiblie exercer sur le levier interrupteur une force suffisante pour résis- ter à la force du ressort de rappel, de sorte que les con- tacts d'interruption du courant restent etatonnairement sé- parés, b).
Entre autres dispositions comportant appli- cation desdite perfectionnements. celles où on a recours, conformément au "deuxième type de réalisation" à deux ou plusieurs pièces mobiles placées soit dans le même champ magnétique (même entrefer) soit dans plusieurs champs magné.
ttiques (plusieurs entrefers) et à s'arranger pour que le
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courante une foie que la séparation des contaote du disjonc- teur ultra-rapide a eu lieu passe par un nombre des susdi- tes pièces plus grand qu'avant la séparation de édite contacts les forces électromagnétiques produites par les susdites pièces, après la séparation desdite contacts, s'ajoutant, grâce à des mesures appropriées, les unes aux autres pour empêcher le ressort de rappel de refermer lesdits contacte, c). Lee éléments, machines ou outils spéciaux Propres à l'obtention dee disjoncteurs ultra-rapides per- Lsotionnés, et les installations protégées pas, de semblables disjoncteurs ultra-rapides.