Disjoncteur automatique. La présente invention a pour objet un disjoncteur automatique pour un ou plusieurs circuits susceptibles d'agir, .en cas de ourin- tensité dans ce ou ces circuits, soit instan tanément, soit avec une action retardée, sui vant la valeur des surintensités.
Selon l'invention, le disjoncteur automa tique à au moins un pôle et pour au moins un circuit comporte un organe de manceuvre qui commande toua les contacts mobiles de différents points de coupure et un dispositif d'entraînement et de blocage unique assu rant le maintien de l'appareil en position en clenchée, combiné avec un dispositif -de dé clenchement à la main et avec des moyens pour assurer par action électromagnétique le déclenchement automatique retardé en cas .de surintensités faibles mais prolongées et le déclenchement. automatique immédiat en cas de surintensités brutales sur l'un au moins des fils à couper.
Ires fils à protéger peuvent comporter à l'intérieur @de l'appareil un ou plusieurs points de coupure, influencés directement ou indi rectement par l'intensité du :courant circu lant -dans ce fil.
Ce disjoncteur peut comporter un méca nisme de man#uvre unique, à la main ou automatique, quel que soit le nombre de pôles et de fils à couper.
Il peut comporter un organe mécanique unique destiné à maintenir l'appareil en po sition enclenchée et susceptible d'être ac tionné, en vue de produire le déclenchement, soit à la main, soit automatiquement par une action électromagnétique temporisée ou non dépendant -des variations 'd'intensité dans les circuits à protéger.
Il peut comporter un jeu de contacts pour chaque pôle; chaque élément de fonctionne ment automatique du déclenchement pouvant actionner un ou plusieurs jeux de -contact de pôles différents.
Les différents éléments -de l'appareil (électro-aimants .de déclenchements-contacts -de coupure) peuvent être indépendants pour chaque pôle et peuvent être logés dans un carter particulier et ces différents carters peuvent être superposés en nombre corres pondant au nombre des, pôles du disjoncteur, suivant les organes que l'on désire mettre en action. L'appareil ainsi composé d'élé ments superposés pourra comporter en outre un socle contenant les bornes de prise de -courant, éventuellement les -dispositifs de shuntage.
Il peut être muni par-dessus, par exem ple, -d'un carter renfermant l'organe d'enclen chement commun à tous les pôles et portant le mécanisme de manoeuvre unique -des points de coupure -de tous les pôles.
On pourrait, bien -entendu, constituer aussi un appareil en groupant plusieurs -car ters (avec leurs éléments internes) côte .à côte et les uns sur les autres, une manoeuvre uni que servant toujours à, commander les dif férents points -de -couture -des circuits à pro téger.
Ou dans un même carter on pourrait dis poser soit plusieurs points de coupure, soit plusieurs éléments de déclenchement électro magnétique, et toujours superposer et (ou) juxtaposer plusieurs carter.
L'action retardée -du ou des électro aimants peut être obtenue grâce à -des al liages thermo-magnétiques agissant comme retardateurs soit du fait que leur magné tisme disparaît pour une certaine tempéra ture, soit .du fait que leur magnétisme ap paraît ou augmente pour une certaine tempé rature; ces alliages pouvant être branchés di rectement comme -des résistances en série sur les circuits considérés, ou chauffés par des circuits spéciaux, et les variations de tempé rature étant produites par la loi de Joule appliquée -directement à la résistivité de l'al liage ou à un circuit dérivé toujours in fluencés par l'intensité du circuit actionnant l'électro-aimant.
Ces alliages peuvent constituer des arma tures ou -des palettes .des électro-aimants.
Comme substance dont le magnétisme ap paraît ou croît lorsque la température aug mente, on a -des alliages cuivre-nickel, acier- nickel, dans lesquels la teneur -de nickel va rie suivant les températures dangereuses en visagées.
Au moment du déclenchement, le pouvoir de coupure de l'arc peut être augmenté au moyen du soufflage magnétique produit par l'électro-aimant convenablement disposé par rapport à un ou plusieurs points de coupure.
Aux dessins ci-joints, on a représenté, à titre d'exemples non limitatifs, diverses for mes -de réalisation de l'objet de l'invention. Dans ces dessins ri ig. 1 est une vue schématique en éléva tion du mécanisme d'un disjoncteur bipolaire avec deux éléments de disjonction; Fig. 2, 3 et 4 sont des variantes d'électro- aim@ant à action retardée; Fig. 5 est une vue en élévation extérieure, à plus petite échelle d'un disjoncteur bipo laire;
Fig. 6 est une coupe montrant une autre forme de réalisation.
Le disjoncteur -de fig. 1 comporte un axe rotatif 1 mis en mouvement par un bouton 2 avec ressort de rappel 3.
L'axe 1 entraîne dans sa rotation deux jeux de -contacts 4--5 qui peuvent venir en prise avec des contaets fixes 6-7 et qui for ment respectivement les points de -coupure du premier et du deuxième pôle.
Lorsque les .contacts 4--6 et 6-7 sont en prise (après rotation convenablement impri mée au bouton 2 contre l'action -du ressort 3), un encliquetage quelconque approprié se pro duit en 8 avec une lame=ressort 9 pivotée en 10 et maintenue normalement relevée.
On a représenté en traits gras les -conduc- teurs électriques 11-12 et 13-14 d'amenée de courant à chaque pôle. 15-16-17-18 sont les bornes de prise de courant du disjonc teur. l'9 et 20 sont -des dispositifs de shuntage à prises multiples qui peuvent être prévus à la manière connue, de manière à permettre d'actionner les organes de manoeuvre auto matique sous un courant connu et constant et proportionnel à. celui parcourant le circuit à protéger.
Le déclenchement à la main du disjonc teur s'opère en appuyant sur un bouton 21, qui en fait basculer la lame 9, libère l'encli quetage 8 et permet au ressort de rappel 3 de ramener en arrière le bouton 2, l'arbre 1 et les contacts mobiles 4-5, ce qui -coupe le courant dans tous les circuits.
Le déclenchement automatique à action retardée s'opère à l'aide d'électro-aimants 22 (un pour chaque pôle dans l'exemple) monté en série dans les circuits à protéger et munis chacun d'un noyau de fer doux ordinaire 23. Chaque électro-aimant comporte, en fig. 1, une palette en fer doux 24, pivotée en 25 et accrochée à un ressort .de traction 26, et une deuxième palette en alliage thermomagné- tique <B>'27,</B> pivotée en 28 et parcourue par le courant sortant de l'enroulement de 1'é lectro- aimant 22;
cette deuxième palette 27 est re liée par un bras 29 à l'autre extrémité du res sort 26. L'alliage qui constitue la palette 2 7 a la. propriété de voir son magnétisme dispa raître à, une certaine température. Enfin, le bras portant .chaque palette en fer doux 24 est prolongé et se termine par une fourchette ou bague 30 qui emboîte une tige 31, sous un collet 3 2 de cette tige.
Le fonctionnement de ce déclenchement automatique à action retardée s'opère comme suit: En service normal, la température de l'al liage de la palette 27 est insuffisante pour amener la perte du magnétisme de cette -der nière; elle se trouve donc attirée par l'électro aimant 22 et son bras 29 tend le ressort 26 et empêche ainsi (jusqu'à une certaine valeur prédéterminée du courant) l'attraction -de la palette 24 par l'électro-aimant.
Lorsque -l'in tensité du courant vient à augmenter, la tem pérature de la palette 27, chauffée par effet Joule directement ou indirectement, s'élève, son magnétisme disparaît ainsi que son at traction, et le ressort 26 se trouve libéré, par le recul de 1a_ palette 27; la palette 24 peut alors être attirée par l'électroaimant et la bague 30 du prolongement de son bras vient agir sur le collet 32, le soulever ainsi que la tige 31. qui fait basculer la lame 9 et libérer l'encliquetage 8.
Dans la variante .de fig. 2, l'électro aimant 22 comporte une armature 33 en al liage thermo-magnétique dont le magnétisme apparaît ou augmente lorsque la température s'élève sous l'action de l'effet Joule, cette ar mature étant traversée par le courant sortant de l'électro-aimant. Normalement, la palette en fer doux 34 n'est pas attirée par l'arma ture 33 et le ressort 35 empêche également la palette 36 (butant en arrière sur 39) d'être attirée par le noyau de fer doux 23.
Mais lorsque l'intensité du courant vient à augmen ter la température et par conséquent le ma gnétisnie de l'armature 33 croît, et cette der nière attire la palette en fer .doux 34 dont le bras pivoté en 34', relâche le ressort 35 et permet ,à la palette 36 d'être attirée par le noyau 23 et d'agir par le prolongement de son bras sur la tige de déclenchement 31.
Dans la variante @de fia-. 3, c'est la pa lette 3.4, pivotée en 34' qui est en alliage dont le magnétisme apparaît ou augmente lorsque la température s'élève sous l'action -de l'effet Joule; les noyaux 33 et 23 sont en fer doux. Lorsque l'intensité du courant augmente, la température de la palette 34 augmente égale ment, elle devient assez magnétique pour être attirée par le noyau 3'3 et elle permet alors, en basculant, à la palette 36 (butant en 3.9) d'être attirée, -comme précédemment et -de pro voquer le déclenchement.
Dans la variante de fig. 4, 37 est une ar mature -en alliage dont le magnétisme dispa raît pour une certaine température (comme celui de la palette 27 .de fig. 1).
Lorsque le courant augmente et par conséquent la tem- pérature, -le magnétisme -de cette armature disparaissant, la palette 34 en fer doux (at tirée jusqu'ici) cesse de l'être et elle permet ainsi à la palette 36 butant en 39, en fer doux également, d'être attirée par le noyau en fer doux 38 et de produire, comme précédemment, le .déclenchement grâce à l'action de son bras prolongé sur une .tige telle que 31, de fig. 1.
Dans ces différents -dispositifs à action re tardée, on pourrait, bien entendu, prévoir un circuit spécial de chauffage des palettes ou noyaux en alliage thermo-magnétique. De même, la construction peut permettre de réa liser ces différents dispositifs en laissant libre et à circuit ouvert un des côtés de l'électro aimant comme .cela est réalisé sur le schéma de la fi-. 1 de façon à permettre l'utilisation du champ magnétique pour le soufflage d'un arc.
Egalement les ressorts 35 des .différentes figures sont prévus .de telle sorte qu'ils per mettent pour une valeur élevée connue l'ac tion non différée des palettes 36.
Comme on le voit en fig. 1 et 5, l'ensem ble du disjoncteur, quel que .soit le nombre de ses pôles, comporte un seul bouton 2, un seul bouton 21 et un seul mécanisme .d'encli quetage 8 renfermé dans un carter spécial g sur lequel les deux boutons font saillie.
Les contacts 4-J6 du premier pôle sont en fermés -dans un deuxième carter B, auquel correspond un carter identique D pour le deuxième pâle.
L'électro-aimant à. action retardée 22 du premier pôle est enfermé dans un troisième carter C, auquel correspond un carter iden tique E pour le deuxième pôle.
Enfin F est le carter-socle renfermant les éléments de shuntage et portant les bornes -de prise,de courant et les vis -de shuntage.
Ces différents .carters sont simplement su perposés et renfermés dans une enveloppe 39 (fig. 5).
Dans la variante de fig. 6, l'électro aimant comporte une bobine 40 avec un noyau de fer fige 41; à, la partie inférieure de la bobine 40 est disposée une rondelle 42 en alliage thermo-magnétique calorifugée de préférence par une masse isolante 43.
Le noyau fixe 41 est traversé suivant l'axe -de la bobine 40 par une tige 44 actionnant le mécanisme de dédlenchement. Cette tige 44 porte une rondelle d'entraînement 45 au con tact -d'un noyau mobile 46, entre le noyau fixe 41 et le noyau mobile 46 et s'appuyant respectivement sur les faces inférieure et su périeure desdits noyaux est disposé un res sort à boudin 47 choisi de manière à mainte nir légèrement le noyau mobile 46 au contact de la rondelle 42.
Le chauffage de -la ron delle 42 est assuré par une dérivation 48 du courant d'excitation -de l'électro-aimant. Avec le courant normal pour lequel est prévu le disjoncteur, le circuit 48 @de .chauffage de la rondelle 42 maintient ladite rondelle à une température pour laquelle 'l'alliage de consti tution est encore magnétique et le noyau mo bile 46 est maintenu :sur la rondelle 42.
En cas de surcharge, faible mais prolongée, le circuit 48 chauffe plus ou moins lentement suivant le calorifugeage interposé; pouz une certaine température considérée comme dan gereuse, la rondelle 42 idevient amagnétique, le noyau 46 n'est plus maintenu par la ron delle 42 et agit par :la rondelle d'entraîne ment 45 sur la tige 44 qui provoque la dis jonction.
En .as -de surcharge violente et brus que telle qu'un court-circuit, la rondelle 42 dont l'induction est nettement inférieure à celle du noyau est rapidement saturée et n'at tire plus le noyau mobile 46, de sorte que l'ensemble 44--46 est violemment actionné et que la disjonction se produit.
Si le disjoncteur comporte plus @de deux pôles, on ajoutera, ensemble ou séparément, pour chaque pôle en plus, .des carters iden tiques aux carters <I>B</I> et C ou<I>D</I> et E, avec leurs éléments intérieurs et l'arbre 1 et la tige 31 seront prolongés en conséquence, de manière ,à commander les contacts mobiles de tous les pôles ainsi que 'l'encliquetage 8.
Automatic circuit breaker. The present invention relates to an automatic circuit breaker for one or more circuits capable of acting, in the event of a current in this or these circuits, either instantaneously or with a delayed action, depending on the value of the overcurrents.
According to the invention, the automatic circuit breaker with at least one pole and for at least one circuit comprises an operating member which controls all the movable contacts of different cut-off points and a single drive and blocking device ensuring the maintenance. of the apparatus in the closed position, combined with a manual tripping device and with means for ensuring by electromagnetic action the delayed automatic tripping in the event of weak but prolonged overcurrents and tripping. immediate automatic in the event of sudden overcurrents on at least one of the wires to be cut.
The wires to be protected may have one or more cut-off points inside the device, influenced directly or indirectly by the intensity of the: current flowing in this wire.
This circuit breaker can include a single operating mechanism, by hand or automatically, regardless of the number of poles and wires to be cut.
It may include a single mechanical member intended to keep the device in the engaged position and capable of being actuated, with a view to producing the tripping, either by hand or automatically by a timed electromagnetic action or not depending on the variations. 'intensity in the circuits to be protected.
It can include a set of contacts for each pole; each automatic tripping operating element being able to actuate one or more sets of different pole contacts.
The different elements of the device (electromagnets. Of tripping-switching contacts) can be independent for each pole and can be housed in a particular casing and these different casings can be superimposed in number corresponding to the number of, poles of the circuit-breaker, according to the components that one wishes to put into action. The device thus composed of superimposed elements may further include a base containing the -current outlet terminals, optionally the shunt devices.
It can be provided over, for example, -a casing enclosing the latching member common to all the poles and carrying the single operating mechanism -of cut-off points -of all the poles.
One could, of course, also constitute an apparatus by grouping several -cards (with their internal elements) side by side and on top of each other, a united maneuver that always serves to control the different points -of- sewing - circuits to protect.
Or in the same casing one could say to pose either several cut-off points, or several electromagnetic tripping elements, and always superimpose and (or) juxtapose several casings.
The delayed action of the electromagnet (s) can be obtained by means of thermo-magnetic alloys acting as retarders either because their magnetism disappears for a certain temperature, or because their magnetism appears or increases for a certain temperature; these alloys being able to be connected directly as - resistors in series on the circuits considered, or heated by special circuits, and the variations in temperature being produced by Joule's law applied - directly to the resistivity of the alloy or to a branch circuit always in fluenced by the intensity of the circuit actuating the electromagnet.
These alloys can constitute armatures or -pallets. Electromagnets.
As a substance whose magnetism appears or increases when the temperature increases, there are copper-nickel alloys, steel-nickel, in which the nickel content varies according to the dangerous temperatures in view.
At the moment of triggering, the breaking capacity of the arc can be increased by means of the magnetic blowing produced by the electromagnet suitably placed with respect to one or more breaking points.
The accompanying drawings show, by way of nonlimiting examples, various forms of embodiment of the object of the invention. In these drawings ri ig. 1 is a schematic elevation view of the mechanism of a two-pole circuit breaker with two circuit breaker elements; Fig. 2, 3 and 4 are variants of the delayed action solenoid; Fig. 5 is an exterior elevational view, on a smaller scale, of a two-pole circuit breaker;
Fig. 6 is a section showing another embodiment.
The circuit breaker -de fig. 1 comprises a rotary axis 1 set in motion by a button 2 with return spring 3.
The axis 1 drives in its rotation two sets of -contacts 4--5 which can engage with fixed contaets 6-7 and which respectively form the cut-off points of the first and second pole.
When contacts 4--6 and 6-7 are engaged (after rotation suitably imparted to button 2 against the action of spring 3), any suitable snap occurs at 8 with a leaf = spring 9 pivoted in 10 and kept normally raised.
The electrical conductors 11-12 and 13-14 for supplying current to each pole have been shown in bold lines. 15-16-17-18 are the circuit breaker socket terminals. 9 and 20 are shunt devices with multiple taps which can be provided in the known manner, so as to allow actuation of the automatic actuators under a known current and constant and proportional to. the one traversing the circuit to be protected.
The manual release of the circuit breaker is effected by pressing a button 21, which causes the blade 9 to tilt, releases the snap-fit 8 and allows the return spring 3 to bring back button 2, the shaft 1 and moving contacts 4-5, which cuts off the current in all circuits.
The delayed action automatic tripping takes place using electromagnets 22 (one for each pole in the example) mounted in series in the circuits to be protected and each provided with an ordinary soft iron core 23. Each electromagnet comprises, in fig. 1, a soft iron pallet 24, pivoted at 25 and attached to a tension spring 26, and a second pallet in thermomagnetic alloy <B> '27, </B> pivoted at 28 and traversed by the outgoing current of the winding of the electromagnet 22;
this second pallet 27 is linked by an arm 29 to the other end of the spring 26. The alloy which constitutes the pallet 27 has. property of seeing its magnetism disappear at a certain temperature. Finally, the arm carrying .chaque soft iron pallet 24 is extended and ends with a fork or ring 30 which fits a rod 31, under a collar 3 2 of this rod.
The operation of this delayed-action automatic tripping takes place as follows: In normal service, the temperature of the alloying of the pallet 27 is insufficient to bring about the loss of magnetism of this -der nière; it is therefore attracted by the electromagnet 22 and its arm 29 tightens the spring 26 and thus prevents (up to a certain predetermined value of the current) the attraction of the pallet 24 by the electromagnet.
When the intensity of the current increases, the temperature of the paddle 27, heated by the Joule effect directly or indirectly, rises, its magnetism disappears as well as its traction, and the spring 26 is released, by the retraction of the pallet 27; the pallet 24 can then be attracted by the electromagnet and the ring 30 of the extension of its arm acts on the collar 32, lifting it as well as the rod 31. which causes the blade 9 to tilt and release the snap 8.
In the variant .of fig. 2, the electromagnet 22 comprises an armature 33 in thermo-magnetic alloy, the magnetism of which appears or increases when the temperature rises under the action of the Joule effect, this mature ar being traversed by the current exiting the 'electro magnet. Normally, the soft iron pallet 34 is not attracted to the armature 33 and the spring 35 also prevents the pallet 36 (abutting back 39) from being attracted to the soft iron core 23.
But when the intensity of the current increases the temperature and consequently the magnetism of the armature 33 increases, and the latter attracts the soft iron pallet 34 whose arm pivoted at 34 ', releases the spring 35 and allows the pallet 36 to be attracted by the core 23 and to act by the extension of its arm on the trigger rod 31.
In the @de fia- variant. 3, it is the paddle 3.4, pivoted at 34 ', which is made of an alloy, the magnetism of which appears or increases when the temperature rises under the action of the Joule effect; cores 33 and 23 are made of soft iron. When the intensity of the current increases, the temperature of the paddle 34 also increases, it becomes magnetic enough to be attracted by the core 3'3 and it then allows, by tilting, the paddle 36 (abutting at 3.9) to be attracted, -as before and -to trigger the trigger.
In the variant of fig. 4, 37 is a mature ar-alloy, the magnetism of which disappears for a certain temperature (like that of the pallet 27. Of fig. 1).
When the current increases and consequently the temperature, - the magnetism - of this armature disappearing, the soft iron pallet 34 (has been drawn so far) ceases to be so and it thus allows the pallet 36 to abut at 39 , also in soft iron, to be attracted by the soft iron core 38 and to produce, as before, the triggering thanks to the action of his extended arm on a rod such as 31, of FIG. 1.
In these various delayed-action devices, one could, of course, provide a special circuit for heating the thermomagnetic alloy pallets or cores. Likewise, the construction can make it possible to realize these various devices while leaving free and open circuit one of the sides of the electromagnet, as is shown in the diagram of fi-. 1 so as to allow the use of the magnetic field for blowing an arc.
Also the springs 35 of the different figures are provided so that they allow for a known high value the non-delayed action of the vanes 36.
As seen in fig. 1 and 5, the assembly of the circuit breaker, whatever the number of its poles, comprises a single button 2, a single button 21 and a single locking mechanism 8 enclosed in a special housing g on which the two buttons protrude.
Contacts 4-J6 of the first pole are closed -in a second housing B, to which corresponds an identical housing D for the second blade.
The electromagnet at. delayed action 22 of the first pole is enclosed in a third casing C, to which corresponds an identical casing E for the second pole.
Finally, F is the base housing enclosing the shunt elements and carrying the outlet and current terminals and the shunt screws.
These various .carters are simply known perposed and enclosed in an envelope 39 (Fig. 5).
In the variant of fig. 6, the electromagnet comprises a coil 40 with a solid iron core 41; at, the lower part of the coil 40 is disposed a washer 42 of thermomagnetic alloy preferably heat-insulated by an insulating mass 43.
The fixed core 41 is traversed along the axis of the coil 40 by a rod 44 actuating the release mechanism. This rod 44 carries a drive washer 45 in contact with a movable core 46, between the fixed core 41 and the movable core 46 and resting respectively on the lower and upper faces of said cores is arranged a res out coil 47 chosen so as to lightly maintain the movable core 46 in contact with the washer 42.
The heating of the ron delle 42 is provided by a bypass 48 of the excitation current of the electromagnet. With the normal current for which the circuit breaker is provided, the circuit 48 for heating the washer 42 maintains said washer at a temperature at which the constituent alloy is still magnetic and the moving core 46 is maintained: on the washer 42.
In the event of a weak but prolonged overload, the circuit 48 heats up more or less slowly depending on the insulation interposed; pouz a certain temperature considered dangerous, the washer 42 idevenir nonmagnetic, the core 46 is no longer held by the washer 42 and acts by: the drive washer 45 on the rod 44 which causes the disjunction.
In .as -de violent and sudden overload such as a short-circuit, the washer 42, the induction of which is markedly lower than that of the core, is quickly saturated and no longer pulls the mobile core 46, so that the assembly 44--46 is violently actuated and disjunction occurs.
If the circuit breaker has more than two poles, we will add, together or separately, for each additional pole, housings identical to the housings <I> B </I> and C or <I> D </I> and E, with their internal elements and the shaft 1 and the rod 31 will be extended accordingly, so as to control the movable contacts of all the poles as well as the snap 8.