<Desc/Clms Page number 1>
"Interrupteur automatique à protection contre les courts-circuits" Dans le cas où des dérivations de puissance relativement faible sont raccordées à des réseaux de distribution de puissance élevée, il est connu que, spécialement dans les installations à basse tension, il est anti-économique et dans beaucoup de cas même impossible à cause du manque de place, d'intercaler, dans les dérivations, des interrupteurs dont la puissance de commutation correspond à la puissance de court-circuit du réseau de distribution.
Pour cette raison, il était d'usage, jusqu'à présent, surtout dans le cas de réseaux à basse tension, de donner aux interrupteurs de protection de moteurs et analogues, des dimensions telles qu'ilses suffisent seulement pour l'actionnement des consommateurs de courant raccordés en service normal, y compris la déconnexion à l'arrêt des moteurs correspondants, des sécurités étant toutefois intercalées avant ces interrupteurs pour maîtriser les courts-circuits éventuels. Dans les installations étendues comportant des dérivations de puissances très différentes, il est donc nécessaire de prévoir l'intercalation de très nombreuses sécurités fortement réparties.
Pour la clarté de la disposition et la facilité du remplacement des cartouches, les sécurités sont souvent montées dans un tableau commun, ce qui entraîne toutefois le désavantage que les conducteurs allant aux consommateurs doi-
<Desc/Clms Page number 2>
vent être beaucoup plus longs que lorsque ces conducteurs sont raccordés à une ligne circulaire.
Dans ces dispositions connues, les sécurités prévues sont protégées contre les courts-circuits, mais elles présentent tou- tefois les inconvénients suivants. Puisqu'elles constituent un danger d'incendie, elles doivent être montées sur un support ré- fractaire, bien qu'elles soient montées sur un socle en matière réfractaire. En plus, elles provoquent, lors d'un court-circuit, une interruption permanente jusqu'à ce que les cartouches soient remplacées. Il arrive très souvent que, en cas de court-circuit, les sécurités ne produisent pas l'interruption triphasée. Le mon- tage et le remplacement des sécurités occasionnent des frais élevés et, en outre, elles peuvent être aisément faussées, ce qui en- traîne une surcharge des conducteurs et une augmentation du danger d'incendie.
En tant qu'organe de protection contre les surcharges, les sécurités sont très imprécises, surtout dans le cas d'un faible courant nominal, de sorte que, eu égard à la sé- curité de service, il faut utiliser des conducteurs ayant une section transversale plus grande que celle qui serait réellement nécessaire. L'utilisation de matériaux est donc mauvaise, de sorte que par exemple avec un fil ayant 1 mm2 de section, on peut seulement intercaler une sécurité de 6 ampères, à cause de la dispersion entre los courants de rupture mesurés, quoiqu'un tel conducteur puisse transporter un courant permanent de 11 ampères. les sécurités ne peuvent donc pas être employées comme protection de moteur.
En outre, pour suffire au courant de dérnar- rage des moteurs, elles doivent être choisies pour un courant nominal de 1,5 à 3 fois plus grand.
Lorsque les sécurités sont utilisées uniquement comme protection contre les courts-circuits, non/seules, mais en combinaison avec des interrupteurs de protection de moteurs, tous les incon- vénients cités des sécurités existent quand même 'encore, à l'exception de leur imprécision de surintensité, laquelle est éliminée par l'interrupteur de surintensité, qui fonctionne d'une manière bure. Lorsqu'en vue d'économiser des sécurités, plusieurs interrupteurs sont protégés ensemble par des sécurités contre les courts-circuits, ce qui est permis par les prescriptions, il existe encore le désavantage que, lors d'un court-circuit dans une dérivation, tous les moteurs à sécurité commune sont mis si- multanément hors service.
En outre, tous lea conducteurs d'amenée de courant doivent, dans ce/cas, avoir des dimensions aussi fortes que la ligne principale, ou bien tous les interrupteurs doivent
<Desc/Clms Page number 3>
être montés en'groupes, comme interrupteurs commandés à distance, ce qui occasionne toutefois une grande consommation de matériaux conducteurs et ne permet aucune sélectivité en cas de courtcircuit.
Si l'on peut, par contre, introduire des interrupteurs commandés à distance, à protection contre les courts-circuits, on parvient à réaliser une disposition sélective, simple et de fonctionnement sür, qui ne comporte pas de sécurités et qui est en même temps particulièrement économique au point de vue de la consommation de matériaux conducteurs La canalisation principale doit alors seulement être dimensionnée en conformité avec le courant nominal total et est protégée par un interrupteur automatique d'installation.
La présente invention a pour but d'établir une disposition dans laquelle les interrupteurs automatiques normaux à puissance de rupture. limitée peuvent être rendus résistants aux-courtscircuits. de sorte qu'ils peuvent être utilisés dans tous les cas, sans qu'il faille considérer la puissance de court-circuit entrant en ligne de compte. Selon l'invention, ce résultat est atteint grâce au fait qu'une résistance dépendant da la température ou de la-puissance est montée en série avec l'interrupteur, laquelle résistance réduit le courant de court-circuit, lors d'un court-circuit, à la capacité de rupture de l'interrupteur produisant la mise hors circuit avec un certain retard.
Cette résistance, qui est établie en une matière très sensible à la température ou à la puissance, est rapidement chauffée par le courant de court-circuit et le retard de l'interrupteur est réglé de telle manière que celui-ci n'est ouvert que lorsque la résistance de court-circuit a eu suffisamment de temps pour s'échauffer. Cette résistance, qui limite alors fortement le courant de rupture, protège l'interrupteur en cas de court-circuit, au lieu des sécurités usuelles.
L'invention sera décrite d'une manière plus détaillée à l'appui des exemples d'exécution illustrés au dessin annexé.
La forme d'exécution la plus simple de l'invention est illustrée schématiquement en Fig. 1. Une résistance 2, établie en une matière sensible à la tension ou très sensible à la température, par exemple en fil de fer ou de nickel, est intercalée avant l'interrupteur 1. Ce dernier est réglé de telle façon qu'il ne commute qu'avec un certain retard, de sorte que, lors d'un court-circuit, la résistance 3 soit chauffée et que sa valeur de résistance monte à un multiple de sa valeur normale.
<Desc/Clms Page number 4>
De ce fait, le courant de court-circuit est réduit dans une mesure telle que l'interrupteur peut produire l'interruption sans danger. On peut donner de très faibles dimensions à la résistance 2, de sorte qu'elle ne produit, en service, qu'une chute de tension négligeable ou une perte insignifiante de watta- ge, si l'on considère les impédances minima, touj,ours existantes, des transformateurs du réseau et des conducteurs d'amenée du courant, ainsi que/des dispositifs de déclenchement thermiques ou magnétiques, montés dans l'interrupteur même.
En vue de réduire davantage, surtout pour des intensités très fortes du courant nominal, la faible perte provoquée par la résistance de court-circuit, qui est constamment mise en circuit, ou en vue d'éliminer morne complètement cette perte, il est possible, comme montré dans la disposition suivant Fig. 2, do ponter totalement ou partiellement la résistance 2 pendant le service normal, comme indiqué en traits interrompus, à l'aide d'un interrupteur auxiliaire automatique 3, par exemple un interrupteur électro-magnétique ou un interrupteur à déclenchement thermique, dont la bobine d'excitation ou la résistance de chauffage est montée en série avec l'interrupteur principal 1. Lors d'un courtcircuit, l'interrupteur auxiliaire 3 coupera toutefois le pont sans retard ou avec un retard beaucoup plus faible que celui de l'interrupteur principal 1.
Comme montré en Fig. 3, le pontage, en service normal, de la résistance de court-circuit 2, peut également être réalisé à l'aide d'une résistance en dérivation 4, qui est mise hors circuit par l'interrupteur auxiliaire automatique 3, en cas de court-circuit. Cette disposition présente l'avantage que l'inter- rupteur auxiliaire 3 peut être dimensionné pour une plus faible puissance, ce qui a surtout de l'importance dans le cas d'intensités élevées du courant nominal. la résistance en dérivation 4 peut être établie en la même matière que la résistance de courtcircuit 2 et, dans certaines conditions, elle peut ponter seuleruent une partie de cette dernière.
Dans les dispositions décrites, il est encore possible d'utiliser la résistance de court-circuit 2 en même temps comma résistance de chauffage pour l'interrupteur principal 1, qui est normalement pourvu d'un système de déclenchement à bimétal, ce qui donne lieu à une simplification appréciable.du couplage.
<Desc / Clms Page number 1>
"Automatic switch with protection against short-circuits" In the event that branches of relatively low power are connected to high-power distribution networks, it is known that, especially in low-voltage installations, it is uneconomic and in many cases even impossible because of the lack of space, to insert, in the branches, switches whose switching power corresponds to the short-circuit power of the distribution network.
For this reason, it has been customary, until now, especially in the case of low voltage networks, to give the protective switches of motors and the like, dimensions such that they are sufficient only for the actuation of consumers. current connected in normal service, including disconnection when the corresponding motors are stopped, safety devices being however inserted before these switches to control any short circuits. In extensive installations comprising branches of very different powers, it is therefore necessary to provide for the intercalation of a large number of highly distributed safety devices.
For clarity of layout and ease of cartridge replacement, safeties are often mounted in a common switchboard, which however results in the disadvantage that drivers going to consumers have to-
<Desc / Clms Page number 2>
wind be much longer than when these conductors are connected to a circular line.
In these known arrangements, the safety devices provided are protected against short circuits, but they nevertheless have the following drawbacks. Since they constitute a fire hazard, they must be mounted on a refractory support, although they are mounted on a base of refractory material. In addition, in the event of a short circuit, they cause a permanent interruption until the cartridges are replaced. It very often happens that, in the event of a short circuit, the safety devices do not produce the three-phase interruption. The installation and replacement of the safety devices are expensive and, moreover, they can easily be tampered with, which leads to overloading of the conductors and an increase in the danger of fire.
As an overload protection device, the safety devices are very imprecise, especially in the case of a low nominal current, so that, in view of the operational safety, it is necessary to use conductors with a cross section. transverse larger than that which would actually be necessary. The use of materials is therefore bad, so that for example with a wire having a cross section of 1 mm2, it is only possible to insert a safety of 6 amps, because of the dispersion between the measured breaking currents, although such a conductor can carry a permanent current of 11 amps. the safety devices cannot therefore be used as motor protection.
In addition, in order to be sufficient for the starting current of the motors, they must be chosen for a nominal current of 1.5 to 3 times greater.
When the safeties are used only as short-circuit protection, not / alone, but in combination with motor protection switches, all the aforementioned drawbacks of the safeties still exist, except for their imprecision. overcurrent, which is eliminated by the overcurrent switch, which operates in a bure manner. When, in order to save safety, several switches are protected together by safety devices against short-circuits, which is allowed by the regulations, there is still the disadvantage that, during a short-circuit in a branch, all common safety motors are taken out of service at the same time.
In addition, all current supply conductors must, in this case, be as large as the main line, or all switches must
<Desc / Clms Page number 3>
be mounted in groups, as remotely controlled switches, which however causes a high consumption of conductive materials and does not allow any selectivity in the event of a short circuit.
If, on the other hand, it is possible to introduce remotely controlled switches with protection against short-circuits, it is possible to achieve a selective, simple and safe operating arrangement, which does not include any safety devices and which is at the same time particularly economical from the point of view of the consumption of conductive materials. The main pipe must then only be dimensioned in accordance with the total nominal current and is protected by an automatic switch of installation.
The object of the present invention is to establish an arrangement in which the normal automatic switches with breaking power. limited can be made short-circuit resistant. so that they can be used in all cases, regardless of the short-circuit power involved. According to the invention, this result is achieved by virtue of the fact that a resistor depending on the temperature or the power is connected in series with the switch, which resistor reduces the short-circuit current, during a short-circuit. circuit, to the breaking capacity of the switch producing switching off with a certain delay.
This resistor, which is made of a material very sensitive to temperature or power, is quickly heated by the short-circuit current and the delay of the switch is set in such a way that it is only open. when the short circuit resistor has had sufficient time to heat up. This resistance, which then strongly limits the breaking current, protects the switch in the event of a short-circuit, instead of the usual safety devices.
The invention will be described in more detail in support of the exemplary embodiments illustrated in the accompanying drawing.
The simplest embodiment of the invention is schematically illustrated in FIG. 1. A resistor 2, established in a material sensitive to voltage or very sensitive to temperature, for example iron or nickel wire, is inserted before switch 1. The latter is adjusted in such a way that it does not switches only with a certain delay, so that during a short circuit resistor 3 is heated and its resistance value rises to a multiple of its normal value.
<Desc / Clms Page number 4>
As a result, the short circuit current is reduced to such an extent that the switch can safely produce the interrupt. Resistor 2 can be made very small in size, so that it produces, in service, only a negligible voltage drop or an insignificant loss of wattage, if we consider the minimum impedances, always, existing bears, mains transformers and current supply conductors, as well as thermal or magnetic tripping devices, mounted in the switch itself.
In order to further reduce, especially for very high intensities of the nominal current, the small loss caused by the short-circuit resistance, which is constantly switched on, or in order to completely eliminate this loss, it is possible, as shown in the arrangement according to Fig. 2, do totally or partially bridge resistor 2 during normal service, as indicated in broken lines, using an automatic auxiliary switch 3, for example an electromagnetic switch or a thermal trigger switch, including the coil excitation or the heating resistor is connected in series with the main switch 1. In the event of a short circuit, the auxiliary switch 3 will however cut the bridge without delay or with a much smaller delay than that of the main switch 1.
As shown in Fig. 3, the bridging, in normal service, of the short-circuit resistor 2, can also be achieved using a bypass resistor 4, which is switched off by the automatic auxiliary switch 3, in the event of short circuit. This arrangement has the advantage that the auxiliary switch 3 can be dimensioned for a lower power, which is especially important in the case of high intensities of the rated current. the shunt resistor 4 can be made of the same material as the short-circuit resistor 2 and, under certain conditions, it can bridge only a part of the latter.
In the arrangements described, it is still possible to use the short-circuit resistor 2 at the same time as the heating resistor for the main switch 1, which is normally provided with a bimetal tripping system, which gives rise to to an appreciable simplification of the coupling.