EP0003447B1 - Dispositif de limitation et de coupure de courant - Google Patents
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- EP0003447B1 EP0003447B1 EP19790400014 EP79400014A EP0003447B1 EP 0003447 B1 EP0003447 B1 EP 0003447B1 EP 19790400014 EP19790400014 EP 19790400014 EP 79400014 A EP79400014 A EP 79400014A EP 0003447 B1 EP0003447 B1 EP 0003447B1
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H77/00—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting
- H01H77/02—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism
- H01H77/10—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening
- H01H77/107—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening characterised by the blow-off force generating means, e.g. current loops
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
- H01H71/10—Operating or release mechanisms
- H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
- H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
- H01H71/2418—Electromagnetic mechanisms combined with an electrodynamic current limiting mechanism
Definitions
- the performance of a conventional circuit breaker can be increased by connecting a limiter block in series, intended to limit the peak value of a short circuit current and to relieve the action of the conventional circuit breaker.
- These limiting circuit breaker assemblies can replace special circuit breakers with high breaking capacity and allow the marketing of a range of devices based on a standard device.
- circuit breaker and limiter blocks of the type corresponding to the preamble of claim 1 (publication FR-A-2,272,479).
- the circuit breaker and limiter blocks are simply juxtaposed and no interaction by electromagnetic or electrodynamic effect between the blocks is exploited.
- Certain copper elements and circuits. implemented in this known device are duplicated and the advantage of the circuit breaker block limiter assembly compared to a circuit breaker with high breaking capacity is reduced by a higher manufacturing cost.
- the object of the invention is to remedy this drawback and to achieve interaction between the circuit breaker and limiter blocks, more particularly between the circuits of these blocks to generate rapid opening of the contacts of the limiter and / or of the circuit breaker.
- the present invention is based on the observation that the limitation of the current results from a rapid opening of the contacts by electrodynamic effect, due to a repulsion or attraction between conductors traversed by short-circuit currents, this effect being sensitive on conductors separated by a wall of insulating material and which can be reinforced by magnetic yokes for concentration of the flux. Electrodynamic blowing of the drawn arcs increases the desired limiting effect.
- the limiting device is characterized in that said third conductor extends in the closed position of the contacts of the circuit breaker near said wall parallel to said first and second conductors of the limiter block and in that said first and third conductors are electrically connected in series to be traversed by currents generating an additional electrodynamic force of displacement of the first movable conductor in the open position of said fast opening contacts.
- This device requires additional moving parts and a mechanical transmission of movements which is difficult to achieve between a circuit breaker block and a removable limiter block according to the invention.
- the advantages obtained by the favorable arrangement of the circuits according to the invention consist, on the one hand, in the use of the circuit breaker circuit to increase the electrodynamic force of opening of the contacts of the limiter and on the other hand in an increased blowing of the 'bow drawn.
- an action of the circuit of the limiter block on the moving contact of the circuit breaker is provided to accelerate its opening and generate an additional limitation of the current.
- the blocks being joined back to back, the conductors are separated by the bottom of the molded case of the circuit breaker, and possibly the bottom of the limiter block, if this bottom exists, but in large-caliber devices interactions remain sufficient.
- the presence of magnetic yokes in the limiter block and / or the circuit breaker block allows a channeling of the magnetic flux and compensation of the spacing between the conductors, due to the presence of the bottom of the box.
- the circuit breaker is preferably without cylinder heads to keep a standard device.
- the electrical circuit in the limiter and circuit breaker blocks is advantageously in the form of a PCB, the central fixed conductor being surrounded by the movable conductors of the circuit breaker and of the limiter.
- the limiter block and the circuit breaker block may each comprise a pair of independent contacts and the associated interrupting chambers are advantageously opposite.
- the tenth contact of the circuit breaker can be replaced by a movable contact carried by an appendage of the movable conductor of the limiter block; which crosses the bottom of the housing and cooperates with the movable contact of the circuit breaker.
- This arrangement has the advantage of rapid separation of the two movable contacts of the circuit breaker and the elimination of the flexible connection between the limiter block and the circuit breaker block.
- the limiter-circuit breaker assembly comprises a single pair of contacts, one of which belongs to the circuit breaker block and the other of which is carried by an appendage of the movable conductor of the limiter block.
- the conductors and in particular the current supply (s) are arranged to exert on the arc a blowing effect, favoring the elongation and the entry of the arc into the breaking chamber.
- the association of the circuit breaker and limiter block is particularly simple and does not require any significant modification of the standard circuit breaker. This is limited to replacing the conductor of the fixed contact of the circuit breaker with a connection piece or in some cases by removing this fixed contact.
- the O-shaped structure of the electrical circuit retains the classic arrangement on the opposite sides of the input and output terminals, which facilitates connections and mounting in standard boxes and panels.
- a circuit breaker block 10 with molded case 12 is joined by its bottom 14 to a limiter block 16 with molded case 18 with the same basic dimensions, but with an open bottom.
- the bottom 14 constitutes a partition wall between the two blocks 10, 16 having an orifice 20 for passage of a flexible connection in the form of a braid 22 .
- the circuit breaker 10 of a well-known type, comprises in its part close to the bottom 14, a fixed contact 24 which cooperates with a movable contact 26, carried by an elongated arm 28, mounted for rotation on a pivot 30 adjacent to the contact 26
- a control mechanism 32 diagrammatically represented by a block, controls the opening and closing of the movable contact 26 by moving, for example, the pivot 30, the interaction between the mechanism 32 and the movable contact 26 being shown diagrammatically in the figures by a double arrow.
- a trip unit 34 controls the control mechanism 32 to trip the circuit breaker in the event of a fault, and a handle (not shown), allows manual control.
- a pair of contacts 24, 26 is associated with a breaking chamber 36 advantageously comprising deionization sheets (not shown).
- the rear part of the contact arm 28, opposite the movable contact 26 relative to the pivot 30, is framed by two magnetic yokes 36, 36 ', attached to the side walls and to the bottom 14 of the housing 12.
- a braid 38 connects this rear part from the arm 28 to an output pad 40 and a spring (not shown) biases the movable contact 26 in the closed position.
- the circuit breaker 10 When the circuit breaker 10 is used, only the fixed contact 24 is connected or ends with a contact pad 42, shown in broken lines. In combination with the limiter block 16, the area 42 is eliminated or, more precisely, the contact assembly 24, area 42 is replaced by a contact 24 allowing the connection of the braid 22. It is unnecessary to describe in detail the structure and operation of the circuit breaker 10 which are well known to specialists.
- the limiter block 16 comprises a fixed conductor 44, which carries at one of its ends, opposite the output range 40 of the circuit breaker 10, an input range 46 and at the other end a fixed contact 48.
- the fixed conductor 44 In position assembly of the boxes 12, 18 the fixed conductor 44 is pressed against the bottom 14 and extends parallel to the contact 24 and to the contact arm 28 of the circuit breaker 10.
- the fixed contact 48 cooperates with a movable contact 50, carried by an contact 52, the latter being articulated on an axis 54 disposed on the side of the input pad 46. In the closed position the arm 52 extends parallel and at a short distance from the fixed conductor 44.
- the contact arms 28, 52 are struggling in the same plane perpendicular to the bottom 14 and containing the fixed conductor 44.
- a spring 56 biases the arm 52 in the closed position of the contacts 48, 50 and the end of the arm 52, opposite the contact 50, is connected to the braid 22 Contacts 48, 50 cooperate with an interrupting chamber 58 arranged opposite of chamber 36.
- the arm 52 is framed by magnetic yokes 60, 60 'attached to the side walls of the housing 18 and to the bottom 14, these yokes being arranged as an extension of the yokes 36, 36' of the circuit breaker block 10 and having an air gap in which the arm 52 is inserted in the closed position of the contacts 48.50.
- the current limiting device operates as follows: In the closed position of the device, shown in FIGS. 1 and 2, the current enters through the range 46, travels through the fixed conductor 44, in the direction indicated by the arrow, the closed contacts 48, 50, the contact arm 52, the braid 22, the contacts 24, 26, the arm 28, the braid 38 and the output pad 40 following an o-shaped trajectory, the central branch of which is constituted by the fixed conductor 44 and the lateral branches respectively by the contact arm 52 and the arm 28. It is easy to see that the direction of current flow in the contact arm 52 is opposite to that in the fixed conductor 44, generating an electrodynamic repulsive force which tends to rotate the contact arm 52 in the clockwise direction of opening of the contacts 48; 50 against the spring 56.
- the direction of current flow in the fixed conductor 44 and the arm 28 is however the same and an electrodynamic force of attraction is exerted between these conductors 44, 28.
- the rear part of the arm 28 is longer than the front part which carries the contact 26 and is arranged on the opposite side of the pivot 30 so that the result of the electrodynamic forces tends to rotate the arm 28 clockwise corresponding to the opening of the contacts 24 , 26.
- the contacts 48, 50 and 24, 26 are kept closed by the contact pressure springs whose action is predominant.
- the magnetic circuit constituted by the yokes 36, 36 'extended by the yokes 60, 60' picks up and concentrates the magnetic flux to increase the action of the electrodynamic forces exerted on the contact arm 52. It should be noted that the presence of all or some of these yokes 36, 36 ', 60, 60' is not essential in large gauge devices where the electrodynamic forces generated are strong enough to quickly move the contacts.
- the combination according to the invention, of the limiting block 16 and of the standard circuit breaker block 10 allows interaction of the conductors arranged in these blocks which promotes the effect of limiting the current and the blowing of the arcs.
- the transformation of the standard circuit breaker is limited to the replacement or adaptation of the fixed contact 24 and the fixing of the braid 22. In the majority of cases the cylinder heads 36, 36 'are superfluous.
- FIG. 3 illustrates one of them, which has the advantage of eliminating the braid 22 and of opening the contacts of the circuit breaker as fast as that of the contacts of the limiter.
- the same reference numbers designate parts similar or identical to those identified by these numbers in FIGS. 1 and 2.
- the fixed contact 24 of the circuit breaker 10 is eliminated and replaced by a movable contact 62 carried by a appendix 64 of the contact arm 52, which passes through the orifice 20 formed in the bottom 14.
- the operation of the device naturally remains the same, but the speed of opening of the contacts 62, 26 of the circuit breaker block 10 is increased. From the start of the movement of the contact arm 52 carrying the appendage 64, the contacts 62, 26 separate at an increased speed by the almost simultaneous movement of the two contacts 62, 26 in the opposite direction.
- Appendix 64 facilitates the assembly of blocks 10, 16 and avoids any additional electrical connection.
- Figure 3 only the cylinder heads 60, 60 'of the limiter block have been retained.
- FIG. 4 illustrates an alternative embodiment derived from that of FIG. 3 and making use of a single pair of contacts 62, 26.
- the support appendage 64 of the contact 62 which cooperates with the movable contact 26 of the circuit breaker 10, belongs to a contact arm 52 ', which extends parallel to the fixed conductor 44 in the limiter block 16 and whose opposite end is rotatably mounted on a axis 54 'and is connected by a braid 66 to the end of the fixed conductor 44.
- a stop 68 limits the travel of the arm 52' in the closing direction of the contacts 62, 26 to allow a normal opening or tripping of the circuit breaker 10. In the event of a short circuit, the contacts 62, 26 quickly separate as described above.
- the structure of the limiter block 16 is notably simplified by the absence of the contacts and of the associated breaking chamber.
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Description
- L'invention est relative à un dispositif de limitation et de coupure de courant comprenant:
- - un bloc limiteur de courant ayant des contacts à ouverture rapide par effet électrodynamique.
- - un bloc disjoncteur de protection, à boîtier moulé, ayant des contacts et un mécanisme d'ouverture automatique des contacts en cas de surcharge et/ou de court-circuit, lesdits blocs étant connectés électriquement pour connecter en série lesdits contacts à ouverture rapide et lesdits contacts du disjoncteur, et étant solidarisés mécaniquement par accolement, de façon qu'une paroie du boîtier moulé sépare ce dernier du bloc limiteur,
- - un premier conducteur mobile, le terme mobile s'entendant mobile par rapport aux éléments fixes, ledit premier conducteur mobile portant un contact mobile desdits contacts à ouverture rapide et s'étendant à l'intérieur dudit bloc limiteur parallèlement à ladite paroi en position de fermeture desdits contacts à ouverture rapide,
- - un deuxième conducteur fixe s'étendant à l'intérieur dudit bloc limiteur parallèlement audit premier conducteur en position de fermeture, lesdits premier et deuxième conducteurs étant connectés électriquement en série pour être parcourus par des courants engendrant une force électrodynamique de déplacement dudit premier conducteur mobile en position d'ouverture desdits contacts à ouverture rapide,
- - un troisième conducteur s'étendant à l'intérieur dudit bloc disjoncteur en étant connecté électriquement en série desdits premier et deuxième conducteurs.
- Les performances d'un disjoncteur classique peuvent être accrues par connexion en série d'un bloc limiteur, destiné à limiter la valeur de crête d'un courant de court circuit et à soulager Faction du disjoncteur classique. Ces ensembles disjoncteur limiteur peuvent remplacer les disjoncteurs spéciaux à haut pouvoir de coupure et permettent la commercialisation d'une gamme d'appareils basés sur un appareil standard.
- On connaît déjà un dispositif de limitation et de coupure de courant à blocs disjoncteur et limiteur associés, du genre correspondant au préambule de la revendication 1 (publication FR-A-2.272.479). Les blocs disjoncteur et limiteur sont simplement juxtaposés et aucune interaction par effet électromagnétique ou électrodynamique entre les blocs n'est exploitée. Certains éléments et circuits en cuivre. mis en oeuvre dans ce dispositif connu, sont dédoublés et l'avantage de l'ensemble disjoncteur bloc limiteur par rapport à un disjoncteur à haut pouvoir de coupure se trouve diminué par un coût de fabrication plus élévé.
- L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de réaliser une interaction entre les blocs disjoncteur et limiteur, plus particulièrement entre les circuits de ces blocs pour engendrer une ouverture rapide des contacts du limiteur et/ou du disjoncteur.
- La présente invention est basée sur la constatation que la limitation du courant résulte d'une ouverture rapide des contacts par effet électrodynamique, dû à une répulsion ou attraction entre des conducteurs parcourus par des courants de court-circuit, cet effet étant sensible sur des conducteurs séparés par une paroi en matériau isolant et pouvant être renforcé par des culasses magnétiques de concentration du flux. Un soufflage électrodynamique des arcs tirés accroît l'effet de limitation recherché.
- Le dispositif de limitation selon l'invention est caractérisé en ce que ledit troisième conducteur s'étend en position de fermeture des contacts du disjoncteur à proximité de ladite paroi parallèlement auxdits premier et deuxième conducteurs du bloc limiteur et en ce que lesdits premier et troisième conducteurs sont connectés électriquement en série pour être parcourus par des courants engendrant une force électrodynamique additionnelle de déplacement du premier conducteur mobile en position d'ouverture desdits contacts à ouverture rapide. Il a déjà été proposé (publication FR-A-2.039.881) d'accroître les forces électrodynamiques agissant sur le contact mobile d'un disjoncteur, en articulant l'extrémité du bras porte-contact mobile sur un conducteur en forme de L, dont une branche est parallèle à un conducteur fixe de façon à engendrer des efforts électrodynamiques. Ce dispositif nécessite des pièces mobiles additionnelles et une transmission mécanique des mouvements difficilement réalisable entre un bloc disjoncteur et un bloc limiteur amovible selon l'invention.
- Les avantages obtenus par la disposition favorable des circuits selon l'invention, consistent d'une part en l'utilisation du circuit du disjoncteur pour accroître la force électrodynamique d'ouverture des contacts du limiteur et d'autre part en un soufflage accru de l'arc tiré. Selon un développement important on prévoit une action du circuit du bloc limiteur sur le contact mobile du disjoncteur pour accélérer son ouverture et engendrer une limitation additionnelle du courant. Les blocs étant accolés dos à dos, les conducteurs sont séparés par le fond du boîtier moulé du disjoncteur, et éventuellement le fond du bloc limiteur, si ce fond existe, mais dans les appareils de gros calibre les interactions restent suffisantes. Pour des petits calibres, la présence de culasses magnétiques dans le bloc limiteur et/ou le bloc disjoncteur permet une canalisation du flux magnétique et une compensation de l'espacement entre les conducteurs, dû à la présence du fond du boîtier. Le disjoncteur est de préférence démuni de culasses afin de conserver un appareil standard.
- Le circuit électrique dans les blocs limiteur et disjoncteur est avantageusement en forme de cp, le conducteur fixe central étant encadré par les conducteurs mobiles du disjoncteur et du limiteur. Le bloc limiteur et le bloc disjoncteur peuvent comporter chacun une paire de contacts indépendants et les chambres de coupure associées sont avantageusement opposées. Selon un développement de l'invention, le contact dixe du disjoncteur peut être remplacé par un contact mobile porté par un appendice du conducteur mobile du bloc limiteur; qui traverse le fond du boîtier et coopère avec le contact mobile du disjoncteur. Cette disposition présente l'avantage d'une séparation rapide des deux contacts mobiles du disjoncteur et la suppression de la connexion souple entre le bloc limiteur et le bloc disjoncteur.
- Selon un autre développement de l'invention, l'ensemble limiteur-disjoncteur comporte une paire unique de contacts, dont l'un appartient au bloc disjoncteur et dont l'autre est porté par un appendice du conducteur mobile du bloc limiteur. On évite ainsi la présence de deux zones de contact en série et les risques d'échauffement qui en résultent, notamment dans les appareils de gros calibre. L'encombrement total peut également être réduit.
- Les conducteurs et en particulier la ou les amenées de courant sont disposés pour exercer sur l'arc un effet de soufflage, favorisant l'allongement et l'entrée de l'arc dans la chambre de coupure. L'association bloc disjoncteur bloc limiteur est particulièrement simple et ne nécessite aucune modification notable du disjoncteur standard. Celle-ci se limite au remplacement du conducteur du contact fixe du disjoncteur par une pièce de connexion ou dans certains cas par la suppression de ce contact fixe. La structure en o du circuit électrique conserve la disposition classique sur les côtés opposés des bornes d'entrée et de sortie, ce qui facilite les connexions et le montage dans les coffrets et tableaux standard.
- Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant différents modes d'exécution.
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- La figure 1 est une coupe schématique d'un ensemble bloc disjoncteur-bloc limiteur selon l'invention;
- la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1;
- les figures 3 et 4 sont des vues analogues à celle de la figure 1, illustrant deux variantes de réalisation.
- Sur les figures 1 et 2, un bloc disjoncteur 10 à boîtier moulé 12 est accolé par son fond 14 à un bloc limiteur 16 à boîtier moulé 18 de même encombrement de base, mais à fond ouvert. En position assemblée des boîtiers 12, 18, par exemple par des vis (non représentées), le fond 14 constitue une paroi de séparation entre les deux blocs 10, 16 présentant un orifice 20 de passage d'une connexion souple en forme de tresse 22.
- Le disjoncteur 10, d'un type bien connu, comporte dans sa partie voisine du fond 14, un contact fixe 24 qui coopère avec un contact mobile 26, porté par un bras allongé 28, monté à rotation sur un pivot 30 voisin du contact 26. Un mécanisme de commande 32, schématiquement représenté par un bloc, commande l'ouverture et la fermeture du contact mobile 26 en déplaçant par exemple le pivot 30, l'interaction entre le mécanisme 32 et le contact mobile 26 étant schématisée sur les figures par une flèche double. Un bloc déclencheur 34 pilote le mécanisme de commande 32 pour déclencher le disjoncteur en cas de défaut, et une manette (non représentée), permet une commande manuelle. A la paire de contacts 24, 26 est associée une chambre de coupure 36 comprenant avantageusement des tôles de désionisation (non représentées). La partie arrière du bras de contact 28, opposée au contact mobile 26 par rapport au pivot 30, est encadrée de deux culasses magnétiques 36, 36', accolées aux parois latérales et au fond 14 du boîtier 12. Une tresse 38 relie cette partie arrière du bras 28 à une plage de sortie 40 et un ressort (non représenté) sollicite le contact mobile 26 en position de fermeture. Lorsque le disjoncteur 10 est utilisé seul le contact fixe 24 est relié ou se termine par une plage de contact 42, représentée en trait discontinu. En combinaison avec le bloc limiteur 16 la plage 42 est supprimée ou plus exactement l'ensemble contact 24, plage 42 est remplacé par un contact 24 permettant le raccordement de la tresse 22. Il est inutile de décrire en détail la structure et le fonctionnement du disjoncteur 10 qui sont bien connus des spécialistes.
- Le bloc limiteur 16 comporte un conducteur fixe 44, qui porte à l'une de ses extrémités, opposée à la plage de sortie 40 du disjoncteur 10, une plage d'entrée 46 et à l'autre extrémité un contact fixe 48. En position assemblée des boîtiers 12, 18 le conducteur fixe 44 est plaqué sur le fond 14 et s'étend parallèlement au contact 24 et au bras de contact 28 du disjoncteur 10. Le contact fixe 48 coopère avec un contact mobile 50, porté par un bras de contact 52, ce dernier étant articulé sur un axe 54 disposé du côté de la plage d'entrée 46. En position fermé le bras 52 s'étend parallèlement et à faible distance du conducteur fixe 44. Les bras de contact 28, 52 se débattent dans un même plan perpendiculaire au fond 14 et contenant le conducteur fixe 44. Un ressort 56 sollicite le bras 52 en position de fermeture des contacts 48, 50 et l'extrémité du bras 52, opposée au contact 50, est reliée à la tresse 22. Les contacts 48, 50 coopèrent avec une chambre de coupure 58 disposée à l'opposé de la chambre 36. Le bras 52 est encadré par des culasses magnétiques 60, 60' accolées aux parois latérales du boîtier 18 et au fond 14, ces culasses étant disposées en prolongement des culasses 36, 36' du bloc disjoncteur 10 et présentant un entrefer dans lequel est inséré le bras 52 en position de fermeture des contacts 48,50.
- Le dispositif de limitation de courant selon l'invention fonctionne de la manière suivante: En position fermée du dispositif, représentée sur les fig. 1 et 2, le courant entre par la plage 46, parcourt le conducteur fixe 44, dans le sens indiqué par la flèche, les contacts fermés 48, 50, le bras de contact 52, la tresse 22, les contacts 24, 26, le bras 28, la tresse 38 et la plage de sortie 40 en suivant une trajectoire en forme de o dont la branche centrale est constituée par le conducteur fixe 44 et les branches latérales respectivement par le bras de contact 52 et le bras 28. Il est facile de voir que le sens de parcours du courant dans le bras de contact 52 est opposé à celui dans le conducteur fixe 44, engendrant une force de répulsion électrodynamique qui tend à faire pivoter le bras de contact 52 dans le sens horaire d'ouverture des contacts 48; 50 à l'encontre du ressort 56. Le sens de parcours du courant dans le conducteur fixe 44 et le bras 28 est par contre le même et une force électrodynamique d'attraction s'exerce entre ces conducteurs 44, 28. La partie postérieure du bras 28 est plus longue que la partie antérieure qui porte le contact 26 et est disposée du côté opposé du pivot 30 de façon que la résultante des forces électrodynamiques tende à faire pivoter le bras 28 dans le sens horaire correspondant à l'ouverture des contacts 24, 26. En fonctionnement normal les contacts 48, 50 et 24, 26 sont maintenus fermés par les ressorts de pression de contact dont l'action est prépondérante. Lors de l'apparition d'un court-circuit, les efforts électrodynamiques deviennent prépondérants et déplacent d'une part le bras de contact 52 en position d'ouverture des contacts 48, 50 et d'autre part le bras 28 en position d'ouverture des contacts 24, 26, cette dernière ouverture étant confirmée par la suite par le mécanisme 32 commandé par le bloc déclencheur 34 qui a vu le court-circuit. Après extinction des arcs tirés entre les contacts 24, 26 et 48, 50, ces derniers contacts se referment sous l'action du ressort 56 le circuit étant interrompu par la séparation des contacts 24, 26 restés ouverts. L'ouverture des contacts 24, 26 et 48, 50 est extrêmement rapide et engendre une limitation efficace du courant. Les courants de même sens parcourant le conducteur fixe 44 et le bras 28 agissent tous deux sur le bras de contact 52 parcouru par un courant de sens inverse pour le déplacer rapidement et le sens du courant dans les conducteurs 24, 52, 28 et la plage 40 est favorable à un soufflage magnétique de l'arc, tiré entre les contacts 48, 50 dans la chambre de coupure 58. Le circuit magnétique, constitué par les culasses 36, 36' prolongées par les culasses 60, 60' capte et concentre le flux magnétique pour accroître l'action des forces électrodynamiques s'exerçant sur le bras de contact 52. Il est à noter que la présence de toutes ou de certaines de ces culasses 36, 36', 60, 60' n'est pas indispensable dans les appareils de gros calibre où les forces électrodynamiques engendrées sont suffisamment fortes pour déplacer rapidement les contacts.
- L'action exercée par le courant parcourant le conducteur fixe 44 sur le bras 28 accélère l'ouverture des contacts 24, 26 et contribue à l'effet de limitation du bloc limiteur 16. La combinaison selon l'invention, du bloc limiteur 16 et du bloc disjoncteur standard 10 permet une interaction des conducteurs disposés dans ces blocs qui favorise l'effet de limitation du courant et le soufflage des arcs. La transformation du disjoncteur standard se limite au remplacement ou à l'adaptation du contact fixe 24 et à la fixation de la tresse 22. Dans la majorité des cas les culasses 36, 36' sont superflues.
- Différentes variantes de réalisation sont concevables et la figure 3 illustre l'une d'entre elles, qui présente l'avantage de la suppression de la tresse 22 et d'une ouverture des contacts du disjoncteur aussi rapide que celle des contacts du limiteur. Sur les figures 3 et 4, les mêmes numéros de référence désignent les pièces analogues ou identiques à celles repérées par ces numéros sur les figures 1 et 2. Le contact fixe 24 du disjoncteur 10 est supprimé et remplacé par un contact mobile 62 porté par un appendice 64 du bras de contact 52, qui traverse l'orifice 20 ménagé dans le fond 14. Le fonctionnement de l'appareil reste bien entendu le même, mais la rapidité d'ouverture des contacts 62, 26 du bloc disjoncteur 10 est accrue. Dès le début du déplacement du bras de contact 52 portant l'apprendice 64, les contacts 62, 26 se séparent à une vitesse accrue par le déplacement quasi simultané des deux contacts 62, 26 en direction opposée.
- L'appendice 64 facilite l'assemblage des blocs 10, 16 et évite toute connexion électrique additionnelle. Sur la figure 3 seules les culasses 60, 60' du bloc limiteur ont été conservées.
- Dans les appareils de gros calibre la présence de deux zones de contacts 62, 26; 48, 50 peut être à l'origine d'un échauffement excessif et la figure 4 illustre une variante de réalisation dérivée de celle de la figure 3 et faisant usage d'une seule paire de contacts 62, 26. L'appendice 64 de support du contact 62, qui coopère avec le contact mobile 26 du disjoncteur 10, appartient à un bras de contact 52', qui s'étend parallèlement au conducteur fixe 44 dans le bloc limiteur 16 et dont l'extrémité opposée est montée à rotation sur un axe 54' et est reliée par une tresse 66 à l'extrémité du conducteur fixe 44. Une butée 68 limite le débattement du bras 52' en direction de fermeture des contacts 62, 26 pour permettre une ouverture ou un déclenchement normal du disjoncteur 10. En cas de court-circuit les contacts 62, 26 se séparent rapidement de la manière décrite ci-dessus. La structure du bloc limiteur 16 est notablement simplifiée par l'absence des contacts et de la chambre de coupure associée.
- D'autres dispositions et connexions des conducteurs soumis ou engendrant des forces électrodynamiques peuvent bien entendu être conçues.
Claims (10)
1. Dispositif de limitation et de coupure de courant comprenant:
- un bloc (16) limiteur de courant ayant des contacts (48, 50; 62, 26) à ouverture rapide par effet électrodynamique,
- un bloc (10) disjoncteur de protection, à boîtier moulé, ayant des contacts (24, 46) et un mécanisme d'ouverture automatique des contacts (24, 26) en cas de surcharge et/ou de court-circuit, lesdits blocs (10, 16) étant connectés électriquement pour connecter en série lesdits contacts à ouverture rapide (48, 50; 62, 26) et lesdits contacts (24, 26) du disjoncteur, et étant solidarisés mécaniquement par accolement, de façon qu'une paroi (14) du boîtier moulé sépare ce dernier du bloc limiteur,
- un premier conducteur (52) mobile, le terme mobile s'entendant mobile par rapport aux éléments fixes, ledit premier conducteur (52) mobile portant un contact mobile (50; 62) desdits contacts (48, 50; 62, 26) à ouverture rapide et s'étendant à l'intérieur dudit bloc limiteur (16) parallèlement à ladite paroi (14) en position de fermeture desdits contacts (48, 50; 62, 26) à ouverture rapide,
- un deuxième conducteur (44) fixe s'étendant à l'intérieur dudit bloc limiteur (16) parallèlement audit premier conducteur (52) en position de fermeture, lesdits premier (52) et deuxième (44) conducteurs étant connectés électriquement en série pour être parcourus par des courants engendrant une force électrodynamique de déplacement dudit premier conducteur (52) mobile en position d'ouverture desdits contacts (48, 50; 62, 26) à ouverture rapide,
- un troisième conducteur (28) s'étendant à l'intérieur dudit bloc disjoncteur (10) en étant connecté électriquement en série desdits premier (52) et deuxième (44) conducteurs, caractérisé en ce que ledit troisième conducteur (28) s'étend en position de fermeture des contacts (24, 26; 62, 26) du disjoncteur (10) à proximité de ladite paroi (14), parallèlement auxdits premier (52) et deuxième (44) conducteurs du bloc limiteur (16), et en ce que lesdits premier (52) et troisième (28) conducteurs sont connectés électriquement en série pour être parcourus par des courants engendrant une force électrodynamique additionnelle de déplacement du premier conducteur (52) mobile en position d'ouverture desdits contacts (48, 50; 62,26) à ouverture rapide.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le troisième conducteur (28) est mobile et porte un contact mobile (26) du bloc disjoncteur (10) et est soumis à une force électrodynamique de déplacement en position d'ouverture des contacts (24, 26) du disjoncteur (10) engendrée par les courants parcourant le troisième conducteur (28) et le deuxième conducteur (44) du bloc limiteur (16).
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel lesdits conducteurs (28, 44, 52) constituent un circuit en forme de q J dont la branche centrale est constituée par le deuxième conducteur (44) fixe encadré par les premier (52) et troisième (28) conducteurs.
4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel les deuxième (44) et troisième (28) conducteurs sont parcourus par des courants de même sens engendrant une force électrodynamique d'attraction du troisième conducteur (28) mobile en position d'ouverture des contacts (24, 26) du disjoncteur (10) et dans lequel le premier conducteur (52) mobile est parcouru par un courant de sens opposé à celui des courants parcourant les deuxième (44) et troisième (28) conducteurs, les courants de sens opposés engendrant une force électrodynamique de répulsion du premier conducteur (52) en une position d'ouverture des contacts (48, 50; 62, 26) à ouverture rapide.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 3 et 4, dans lequel lesdits conducteurs (28, 44, 52) s'étendent dans un même plan correspondant au plan de débattement des premier (52) et troisième (28) conducteurs mobiles.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des culasses ferromagnétiques (36, 36'; 60, 60') sont disposées dans le bloc disjoncteur (10) et/ou le bloc limiteur (16) pour accroître les forces électrodynamiques s'exerçant sur les premier (52) et troisième (28) conducteurs mobiles.
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel des culasses (60, 60') encadrent le deuxième conducteur (44) et présentent un entrefer dans lequel pénètre le premier conducteur (52) en position de fermeture des contacts (48, 50; 62, 26) à ouverture rapide.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième conducteur (44) est accolé à la paroi de séparation (14) des blocs (10, 16) et se termine par une borne de connexion (46) et dans lequel le contact fixe (24) du bloc disjoncteur (10) est relié électriquement au premier conducteur (52) du bloc limiteur (16), le troisième conducteur (28) étant raccordé à une borne de connexion (40) du bloc disjoncteur (10) disposé du côté opposé de la borne (46) du bloc limiteur (16).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier conducteur (52) porte le contact mobile (50) des contacts (48, 50) du bloc limiteur (16) et un appendice (64) traversant ladite paroi (14) et portant un contact mobile (62) coopérant avec le contact mobile (26) porté par le troisième conducteur (28).
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le premier conducteur (52') se prolonge par une partie recourbée (64) traversant la paroi (14) et portant un contact mobile (62) coopérant avec le contact mobile (26) porté par le troisième conducteur (28), le bloc limiteur (16) étant dépourvu de contacts.
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