EP0047696A2 - Miniature circuit breaker with arcing-contacts - Google Patents
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- EP0047696A2 EP0047696A2 EP81401363A EP81401363A EP0047696A2 EP 0047696 A2 EP0047696 A2 EP 0047696A2 EP 81401363 A EP81401363 A EP 81401363A EP 81401363 A EP81401363 A EP 81401363A EP 0047696 A2 EP0047696 A2 EP 0047696A2
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- contacts
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
- H01H73/02—Details
- H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
- H01H9/38—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
Definitions
- the invention relates to a power cut device: for a low voltage electrical installation with low currents, comprising a molded plastic housing housing one or more poles, a pair of separable contact parts for each of the poles and a control mechanism for separating said contact parts.
- the contacts are delicate points in the electrical equipment and their quality generally determines the reliability and the resistance over time of the device.
- the heating of the contact parts is directly linked to the contact resistance and in low-voltage devices with low currents, the contacts are almost exclusively made of an alloy with a high silver content, in particular in silver pellets of low resistivity, fixed on copper contact parts.
- the pads are of sufficient thickness to resist wear by friction during successive operations and they withstand without too much damage, in this case without welding or excessive erosion, the action of arcs or sparks appearing at the opening. .
- the contacts with silver pellets are nevertheless complex and expensive to manufacture and their price constitutes a non-negligible part of that of the device.
- the object of the present invention is to remedy these drawbacks and to allow the production of a device for breaking low low voltage currents having contact parts devoid of silver or silver alloy contact pads.
- the apparatus according to the invention is characterized in that one of said contact pieces has two spatially distinct contact areas, a main contact area and an arcing contact area, which the associated contact piece has a first part cooperating with said main contact zone of said one contact part to constitute main contacts and a second semi-mobile part capable of effecting a limited relative movement and of cooperating with said arc contact zone to constitute arcing contacts, the assembly being arranged.
- said main contacts and arcing contacts connected in parallel are both closed and said relative movement delays the separation of the arcing contacts with respect to the separation of the main contacts during an opening movement, said main contacts being devoid of contact pads and being made of a material ensuring good electrical contact, in particular coated with an antioxidant material and said arcing contacts being made of a material resistant to action of an arc or spark, generated when the device is opened or closed.
- the semi-mobile part provided on one of the contact parts allows the conservation of the device opening kinematics and the opening or closing in two phases, the arcing contact carried by the semi-mobile part accompanying in a first step the associated contact in its course and opening with delay. It is clear that the only modification of the mechanism of the device, in this case a small elongation of the stroke of the movable contact, does not present any difficulty and that the overall size is easily respected. These modifications can be made on existing series of devices.
- the semi-mobile part is advantageously constituted by a one-piece elastic blade or attached to the associated contact part, or a part resiliently mounted on this contact. It is preferably provided on the fixed contact of the device to cooperate with an arcing contact area of the movable contact adjacent to the main contact area, but an arrangement on the movable contact is conceivable without significant complication as will become clear of an example of implementation described below.
- the invention is applicable to any low-voltage device using contact pieces with silver discs, in particular to switches, contactors, circuit breakers, remote control switches, whether these devices are single cut or double cut.
- devices fitted with arc extinguishing chambers in particular in miniature circuit breakers, electrodes or guide horns; from the arc to the extinguishing chamber can be easily modified to constitute the arcing contacts without requiring additional parts.
- a particularly simple embodiment comprises a flexible blade incorporated or integral part of the electrode connecting the fixed contact to the extinguishing chamber, the end of the blade constituting the fixed arcing contact.
- the flexible blade is advantageously shaped as a blowing loop from the arc to the extinguishing chamber.
- An articulated or sliding piece can obviously replace the elastic blade.
- the contact parts made of copper or copper alloy or possibly aluminum, can wear an antioxidant coating, for example silver or tin in the main contact area to reduce the contact resistance and the arcing contacts can be a tellurium copper alloy or any other material resistant to the action of the arc, for example steel.
- FIG. 1 shows such a miniature circuit breaker and corresponds to Figure 1 of patent application No. 79 25859, filed by plaintiff on October 16, 1979, to which one will advantageously refer for further details on the constructive characteristics of this circuit breaker.
- the molded housing 10 having on the front face 12 an operating handle 14 and on the two narrow lateral faces of the connection terminals 16, 18.
- a movable contact 20 and a fixed contact 22 In the housing 10 are housed a movable contact 20 and a fixed contact 22, the latter being connected by a loop conductor 24 to terminal 16.
- Le movable contact 20 is controlled by a control mechanism, designated by the general reference 25.
- the housing 10 also contains a thermal trip device formed by a bimetallic strip 26 and an electromagnetic trip device 28 capable of causing an opening in the event of overload or short-circuit automatic contact 20, 22.
- a breaking chamber 30 constituted by a stack of sheets 32, which extend parallel to the rear face 34 of the housing 10. Clamps 36 carried by the rear face 34 cooperate with a symmetrical DIN rail for support in a manner well known to specialists.
- the breaking chamber 30 is delimited by end plates or plates 38, 40 parallel to the rear face 34, the plate 38 being attached to this rear face 34.
- the movable contact 20 is carried by a contact piece 42, mounted with limited rotation on an axis 43 carried by a contact arm 44, pivotally mounted on an axis 45.
- the movable contact 20 moves in a direction substantially parallel to that of the sheets 32, the arc drawn between the separate contacts moving along an electrode of guide 46 connecting the conductor 24 to the end plate 38 to spread at the entrance to the breaking chamber 30.
- a circuit breaker and its operation are well known to specialists.
- the movable contact 20 and the fixed contact 22 are devoid of silver pellets.
- the silver or tin coating is weak thickness and has the sole purpose of opposing the oxidation of the contact surface.
- the movable contact piece 42 extends beyond the movable contact 20 into a curved horn 48 for guiding the arc towards the breaking chamber 30, this curved horn 48 having movable an arc contact area / 50 capable of cooperate with a semi-fixed arcing contact 52.
- the semi-fixed arcing contact 52 is carried by an elastic blade 54, formed by an extension of the end plate 38.
- the elastic blade 54 passes through an orifice formed in the electrode 46 and protrudes from the latter at a point close to the fixed contact 22, interposed between this last contact 22 and the breaking chamber 30.
- the elastic blade 54 and the semi-fixed contact 52 can be made of a copper alloy - tellurium or any other suitable material resistant to the action of an arc.
- the pair of contacts 20, 22 and the pair of contacts 50, 52 are both closed, the current passing in its quasi-totality the path of least. resistance, constituted by the contacts 20, 22, forming main contacts.
- the semi-fixed contact 52 accompanies in a first phase the movable contact piece 42 in its movement thanks to the elasticity of the elastic blade 54 allowing separation of the main contacts 20; 22 without arc, the current being switched to the arc circuit comprising the arcing contacts 50, 52 remaining in contact (fig. 2).
- the elastic blade 54 is retained in abutment, so as to cause the separation of the arcing contacts 50, 52 with the formation of an arc.
- the arc quickly switches over the guide electrode 46 to direct itself towards the breaking chamber 30 in the usual manner.
- the arcing contacts 50, 52 close first, the main contacts 20, 22 being closed after deformation of the elastic blade 54 pushed back by the movable contact piece 42. It is easy to see that the main contacts 20, 22 open and close without an arc and are thereby freed from any risk of welding or erosion due to a closing or opening arc or spark.
- the main contacts 20, 22 can therefore be made without contact pads.
- the arcing contacts 50, 52 do not participate in the conduction of the permanent current and can be made of a material chosen for its properties of resistance to the action of the arc.
- the mechanism of the circuit breaker can be fully preserved, the only modification consisting in a slight increase in the pivoting stroke of the movable contact piece 42, corresponding to the deflection of the elastic blade 54.
- the elastic blade 54 can be a piece independent of the end plate 38 of the same material or of a material different from the latter. In the example illustrated in Figure 1, the elastic blade 54 extends at the rear of the electrode 46 forming with the latter a closed loop.
- L 2 inventive device takes advantage of the one hand presence of an arc horn 48 on the movable contact piece 42 to create an arc contact zone, and on the other hand, the presence of the electrode 46 for guiding the arc towards the breaking chamber 30 to insert a semi-fixed contact 52 acting as an arcing contact.
- the structure and the arrangement of the arcing contacts according to the invention allow conservation of the size of the circuit breaker. It is obvious that the arcing contact system according to the invention can be applied with the same advantages to miniature circuit breakers of another type or that the arcing contacts can be produced in a different way, some variants being described below by way of examples, with reference to FIGS. 4 to 6, in which the same reference numerals designate parts similar or identical to that of FIG. 1.
- the semi-fixed arcing contact 52 is carried by a rigid part 56 mounted with pivoting limited by its end 58 opposite the arcing contact 52 on the plate 38.
- the rigid part 56 extends forward of electrode 46. and is biased towards the projection of electrode 46 in contact with the contact movable arc 50 by a compression spring 60 bearing on the housing 10. The movement of the part 56 is limited by stops (not shown).
- a braid 61 connects the rigid part 56 to the conductor 24 to ensure a good electrical connection. It is understood that the operation of the circuit breaker according to Figure 4 is identical to that described with reference to Figures 1 to 3.
- the material of the rigid part 56 may be different from that of the end plate 38, and the articulation of the the end 58 on the plate 38 can be of any type.
- the rigid part 56 can be arranged as an arc guiding electrode and in this case replace the electrode 46.
- FIG. 5 illustrates another variant, in which the semi-fixed arcing contact 52 is carried by an extension 62 of the end plate 38, the extension 62-plate 38 assembly being mounted with neck. smoothing parallel to the rear face 34 to bring the semi-fixed arcing contact 52 closer or further apart from the movable contact 50.
- a spring 64 biases the extension 62-plate 38 assembly in the projecting position from the semi-fixed arcing contact 52
- the extension 62 can extend into a slot made in the electrode 46, but it is clear that this extension 62 can be arranged as an arc guide electrode and replace the electrode 46.
- the braid 61 electrically connects the conductor 24 at the free end of the extension 62 to ensure a good electrical connection.
- the operation of the circuit breaker according to FIG. 5 is the same as that described above.
- FIG. 6 illustrates a variant in which the movable contact part 42 carries a semi-mobile arcing contact 66.
- the conductor 24 has on the one hand a main contact zone 22, which cooperates with the main mobile contact 20 carried by the mobile contact piece 42 and on the other hand offset in the direction of the guiding electrode 46, an arcing contact zone 68 cooperating with the semi-movable arcing contact 66.
- This latter semi-movable contact 66 is carried by an elastic blade 70 secured to the moving contact piece 42, so as to urge the semi-movable arcing contact 66 in the direction of the associated fixed contact 68.
- the main contacts 20, 22 separate before the arcing contacts 66, 68, the semi-movable arcing contact 68 being driven in rotation after coming into abutment of the end of the movable main contact 20 against the elastic blade 70.
- the semi-movable arcing contact 66 can obviously be articulated or mounted with limited sliding on the movable contact piece 42.
- the arcing contacts are offset with respect to the main contacts in the direction of travel of the arc towards the breaking chamber 30 to avoid any action of the arcing on the main contacts 20, 22. It is not would not depart from the scope of the invention by juxtaposing or incorporating the arcing contacts in the main contacts, the risk of arcing on the main contacts being eliminated by any appropriate means.
- FIG. 7 illustrates such an application to a circuit breaker described in the applicant's patent application N ° 79 00827 of 11-1-1979 .
- Figure 7 which corresponds to Figure 1 of the aforementioned patent, we recognize the moving element 72 in the form of a slide capable of being locked in the closed position by an attachment 74.
- the attachment 74 is controlled by a bimetallic strip 76 or an electromagnetic trip device 78 to release the slider 72 in the event of an overload or a fault, and to authorize its displacement towards an open position.
- the slider 72 carries a movable contact piece 80 in the form of a contact bridge carrying at its ends movable main contacts 82, 84, capable of cooperating with main fixed contacts 86, 88, formed by contact zones formed on parts fixed contact 90, 92.
- the displacement in the open position of the slide 72 causes separation of the contacts 82, 86; 84, 88 by drawing two arcs at the entry of extinguishing chambers 94, 96.
- the present invention .on associating with the movable contact piece 80 an elastic blade 98 extending at its two ends the piece 80 and carrying semi-movable arcing contacts 100, 102 cooperating with arcing contact zones 104, 106 formed on the fixed contact parts 90, 92.
- the elastic mounting of the semi-movable contacts 100, 102 is arranged to delay the opening of the arcing contacts 100 , 104; 102, 106, as described above with reference to FIG. 6, and allow an opening without arc of the main contacts 82, 86; 84, 88.
- the arcing contacts 100, 104; 102, 106 are interposed between the main contacts 82, 86; 84, 88 and the associated arc extinguishing chambers 94, 96, preventing any migration of the arcs to the main contacts 82, 86; 84, 88.
- the device is particularly simple and allows the use of contacts without silver pellets.
- the semi-fixed or semi-mobile arcing contacts can be associated with the fixed contact parts 90, 92 in a manner similar to that illustrated in FIGS. 1 to 5.
Landscapes
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Abstract
Description
L'invention est relative à un appareil de coupure de courant:pour une installation électrique basse tension à faibles courants, comprenant un boîtier en matière plastique moulée de logement d'un ou de plusieurs pôles, une paire de pièces de contact séparables pour chacun des pôles et un mécanisme de commande de séparation desdites pièces de contact..The invention relates to a power cut device: for a low voltage electrical installation with low currents, comprising a molded plastic housing housing one or more poles, a pair of separable contact parts for each of the poles and a control mechanism for separating said contact parts.
Les contacts sont des points délicats de l'appareillage électrique et leur qualité détermine généralement la fiabilité et la tenue dans le temps de l'appareil. L'échauffement des pièces de contact est directement lié à la résistance de contact et dans les appareils basse tension de faibles courants, les contacts sont presque exclu- sivement en alliage à haute teneur en argent, notamment en pastilles d'argent de faible résistivité,fixées sur des pièces de contact en cuivre. Les pastilles sont d'une épaisseur suffisante pour résister à l'usure par frottement lors des manoeuvres successives et elles supportent sans trop de dommages, en l'occurrence sans soudure ou érosion excessive, l'action des arcs ou étincelles apparaissant à l'ouverture. Les contacts à pastilles d'argent sont néanmoins d'une fabrication complexe et coûteuse et leur prix constitue une part non négligeable de celui de l'appareil.The contacts are delicate points in the electrical equipment and their quality generally determines the reliability and the resistance over time of the device. The heating of the contact parts is directly linked to the contact resistance and in low-voltage devices with low currents, the contacts are almost exclusively made of an alloy with a high silver content, in particular in silver pellets of low resistivity, fixed on copper contact parts. The pads are of sufficient thickness to resist wear by friction during successive operations and they withstand without too much damage, in this case without welding or excessive erosion, the action of arcs or sparks appearing at the opening. . The contacts with silver pellets are nevertheless complex and expensive to manufacture and their price constitutes a non-negligible part of that of the device.
On a déjà proposé la suppression des pastilles d'argent et d'assurer le contact directement par le cuivre. Les appareils, en l'occurrence les disjoncteurs miniatures, équipés de tels contacts, ont une résistance de contact correcte et ils résistent bien à des coupures de courants de forte intensité, mais des soudures de contact pouvant provoquer la destruction de l'appareil,sont fréquentes.It has already been proposed to remove the silver pellets and to ensure contact directly with the copper. The devices, in this case miniature circuit breakers, equipped with such contacts, have a correct contact resistance and they resist well to high current cuts, but contact welds which can destroy the device, are frequent.
Il est également connu, essentiellement dans les appareils à moyenne et haute tensions, de réaliser les contacts de façon que la rupture ou séparation ne s'effectue pas sur les parties assurant le passage du courant permanent, quand l'appareil est fermé, mais ces dispositifs sont compliqués et leur encombrement et coût de fabrication s'opposent à leur emploi dans les appareils à basse tension tels que des disjoncteurs miniatures, petits interrupteurs ou contacteurs.It is also known, essentially in medium and high voltage devices, to make the contacts so that the breaking or separation does not take place on the parts ensuring the passage of the permanent current, when the device is closed, but these devices are complicated and their size and manufacturing cost preclude their use in low voltage devices such as miniature circuit breakers, small switches or contactors.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un appareil de coupure de faibles courants basse tension ayant des pièces de contact dépourvues de pastilles de contact en argent ou alliage d'argent.The object of the present invention is to remedy these drawbacks and to allow the production of a device for breaking low low voltage currents having contact parts devoid of silver or silver alloy contact pads.
L'appareil selon l'invention est caractérisé par le fait que l'un: desdites pièces de contact présente deux zones de contact spatialement distinctes, une zone de contact principal et une zone de contact d'arc, que la pièce de contact associée présente une première partie coopérant avec ladite zone de contact principal de ladite une pièce de contact pour constituer des contacts principaux et une deuxième partie semi-mobile susceptible d'effectuer un mouvement relatif limité et de coopérer avec ladite zone de contact d'arc pour constituer des contacts d'arc, l'ensemble étant agencé. pour qu'en position de fermeture de l'appareil lesdits contacts principaux et contacts d'arc connectés en parallèle sont tous deux fermés et que ledit mouvement relatif retarde la séparation des contacts d'arc par rapport à la séparation des contacts principaux lors d'un mouvement d'ouverture, lesdits contacts principaux étant dépourvus de pastilles de contact et étant en un matériau assurant un bon contact électrique, en particulier revêtu d'un matériau anti-oxydant et lesdits contacts d'arc étant en un matériau résistant à l'action d'un arc ou d'une étincelle, engendré lors de l'ouverture ou de la fermeture de l'appareil.The apparatus according to the invention is characterized in that one of said contact pieces has two spatially distinct contact areas, a main contact area and an arcing contact area, which the associated contact piece has a first part cooperating with said main contact zone of said one contact part to constitute main contacts and a second semi-mobile part capable of effecting a limited relative movement and of cooperating with said arc contact zone to constitute arcing contacts, the assembly being arranged. so that in the device closed position, said main contacts and arcing contacts connected in parallel are both closed and said relative movement delays the separation of the arcing contacts with respect to the separation of the main contacts during an opening movement, said main contacts being devoid of contact pads and being made of a material ensuring good electrical contact, in particular coated with an antioxidant material and said arcing contacts being made of a material resistant to action of an arc or spark, generated when the device is opened or closed.
La partie semi-mobile ménagée sur l'une des pièces de contact permet la conservation de la cinématique d'ouverture de l'appareil et la réalisation de l'ouverture ou de la fermeture en deux phases, le contact d'arc porté par la partie semi-mobile accompagnant en un premier st.ade le contact associé dans sa course et s'ouvrant à retardement. Il est clair que la seule modification du mécanisme de l'appareil, en l'occurrence un faible allongement de la course du contact mobile, ne présente aucune difficulté et que l'encombrement général est facilement respecté. Ces modifications peuvent être apportées sur des séries existantes d'appareils.The semi-mobile part provided on one of the contact parts allows the conservation of the device opening kinematics and the opening or closing in two phases, the arcing contact carried by the semi-mobile part accompanying in a first step the associated contact in its course and opening with delay. It is clear that the only modification of the mechanism of the device, in this case a small elongation of the stroke of the movable contact, does not present any difficulty and that the overall size is easily respected. These modifications can be made on existing series of devices.
La partie semi-mobile est avantageusement constituée par une lame élastique monobloc ou rapportée à la pièce de contact associée, ou une pièce montée élastiquement sur ce contact. Elle est de préférence prévue sur le contact fixe de l'appareil pour coopérer avec une zone de contact d'arc du contact mobile adjacente à la zone de contact principal, mais une disposition sur le contact mobile est concevable sans complication notable comme il ressortira clairement d'un exemple de mise en oeuvre décrit ci-dessous.The semi-mobile part is advantageously constituted by a one-piece elastic blade or attached to the associated contact part, or a part resiliently mounted on this contact. It is preferably provided on the fixed contact of the device to cooperate with an arcing contact area of the movable contact adjacent to the main contact area, but an arrangement on the movable contact is conceivable without significant complication as will become clear of an example of implementation described below.
L'invention est applicable à tout appareil basse tension utilisant des pièces d.e contact à pastilles en argent, notamment aux interrupteurs, contacteurs, disjoncteurs, télérupteurs, que ces appareils soient à simple coupure ou à double coupure. Dans les appareils équipés de chambres d'extinction d'arc, en particulier dans les disjoncteurs miniatures, les électrodes ou cornes de guidage ; de l'arc vers la chambre d'extinction peuvent être aisément modifiées pour constituer les contacts d'arc sans nécessiter de pièces additionnelles. Une réalisation particulièrement simple comporte une lame flexible incorporée ou.partie intégrante de l'électrode reliant le contact fixe à la chambre d'extinction, l'extrémité de la lame constituant le contact d'arc fixe. La lame flexible est avantageusement conformée en boucle de soufflage de l'arc vers la chambre d'extinction. Une pièce articulée ou montée à coulissement peut évidemment remplacer la lame élastique.The invention is applicable to any low-voltage device using contact pieces with silver discs, in particular to switches, contactors, circuit breakers, remote control switches, whether these devices are single cut or double cut. In devices fitted with arc extinguishing chambers, in particular in miniature circuit breakers, electrodes or guide horns; from the arc to the extinguishing chamber can be easily modified to constitute the arcing contacts without requiring additional parts. A particularly simple embodiment comprises a flexible blade incorporated or integral part of the electrode connecting the fixed contact to the extinguishing chamber, the end of the blade constituting the fixed arcing contact. The flexible blade is advantageously shaped as a blowing loop from the arc to the extinguishing chamber. An articulated or sliding piece can obviously replace the elastic blade.
Les pièces de contact, en cuivre ou alliage de cuivre ou éventuellement en aluminium, peuvent porter un revêtement anti-oxydant, par exemple en argent ou étain dans la zone de contact principal pour diminuer la résistance de contact et les contacts d'arc peuvent être en un alliage cuivre tellure ou en tout autre matériau résistant à l'action de l'arc, par exemple en acier.The contact parts, made of copper or copper alloy or possibly aluminum, can wear an antioxidant coating, for example silver or tin in the main contact area to reduce the contact resistance and the arcing contacts can be a tellurium copper alloy or any other material resistant to the action of the arc, for example steel.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de différents modes de mise en oeuvre de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure est une vue schématique en élévation d'un disjoncteur miniature selon l'invention, représenté en position fermée, la paroi latérale étant supposée enlevée;
- la figure 2 est une vue partielle de la figure 1, montrant les contacts en cours de séparation, les contacts principaux étant ouverts et les contacts d'arc encore fermés;
- la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, montrant les contacts en position ouvert;
- les figures 4 et 5 sont des vues partielles analogues à celle de la figure 1, illustrant deux variantes de réalisation;
- la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 1, montrant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, comportant un contact mobile portant un contact d'arc semi-mobile;
- la figure 7 est une vue schématique d'un disjoncteur à double coupure selon l'invention, seules les pièces constitutives étant représentées.
- the figure is a schematic elevation view of a circuit breaker miniature according to the invention, shown in the closed position, the side wall being assumed to be removed;
- Figure 2 is a partial view of Figure 1 showing the contacts being separated, the main contacts being open and the arcing contacts still closed;
- Figure 3 is a view similar to that of Figure 2, showing the contacts in the open position;
- Figures 4 and 5 are partial views similar to that of Figure 1, illustrating two alternative embodiments;
- Figure 6 is a view similar to that of Figure 1, showing another embodiment of the invention, comprising a movable contact carrying a semi-movable arcing contact;
- Figure 7 is a schematic view of a double break circuit breaker according to the invention, only the component parts being shown.
L'invention est décrite par la suite dans son application préférentielle à un disjoncteur miniature du type commercialement dénommé C 32. La figure 1 représente un tel disjoncteur miniature et correspond à la figure 1 de la demande de brevet N° 79 25859, déposée par la demanderesse le 16 octobre 1979, à laquelle on se reportera avantageusement pour de plus amples détails sur des caractéristiques constructives de ce disjoncteur. On reconnaît sur la figure 1 le boîtier moulé 10 ayant sur la face avant 12 une manette 14 de manoeuvre et sur les deux faces latérales étroites des bornes de connexion 16, 18. Dans le boîtier 10 sont logés un contact mobile 20 et un contact fixe 22, ce dernier étant relié par un conducteur en boucle 24 à la borne 16. Le ; contact mobile 20 est commandé par un mécanisme de commande, désigné par le repère général 25. Le boîtier 10 contient également un déclencheur thermique formé par un bilame 26 et un déclencheur électromagnétique 28 susceptible de provoquer en cas de surcharge ou de court-circuit une ouverture automatique des contacts 20, 22. Dans la partie inférieure du boîtier 10 est disposée une chambre de coupure 30 constituée par un empilage de tôles32, qui s'étendent parallèlement à la face arrière 34 du boîtier 10. Des griffes de fixation 36 portées par la face arrière 34 coopèrent avec un rail DIN symétrique de support d'une manière bien connue des spécialistes La chambre de coupure 30 est délimitée par des plaques ou tôles d'extrémité 38, 40 parallèles à la face arrière 34, la plaque 38 étant accolée à cette facearrière 34. Le contact mobile 20 est porté par une pièce de contact 42, montée à rotation limitée sur un axe 43 porté par un bras de contact 44, monté à pivotement sur un axe 45. Lors d'un pivotement en position d'ouverture de la pièce de contact mobile 42, le contact mobile 20 se déplace suivant une direction sensiblement parallèle à celle des tôles 32, l'arc tiré entre les contacts séparés se déplaçant le long d'une électrode de guidage 46 reliant le conducteur 24 à la plaque d'extrémité 38 pour s'étaler à l'entrée de la chambre de coupure 30. Un tel disjoncteur ainsi que son fonctionnement sont bien connus des spécialistes.The invention is described below in its preferred application to a miniature circuit breaker of the type commercially known as
Selon la présente invention, le contact mobile 20 et le contact fixe 22 sont démunis de pastilles en argent. La pièce de contact 42 en cuivre, éventuellement argentée ou étamée, vient directement au contact du conducteur 24 également en cuivre, éventuellement argenté ou étamé. Le revêtement en argent ou en étain est de faible épaisseur et a pour unique but de s'opposer à l'oxydation de la surface de contact. La pièce de contact mobile 42 se prolonge au-delà du contact mobile 20 en une corne recourbée 48 de guidage de l'arc vers la chambre de coupure 30, cette corne recourbée 48 présentant mobile une zone de contact d'arc/50 susceptible de coopérer avec un contact d'arc semi-fixe 52. Le contact d'arc semi-fixe 52 est porté par une lame élastique 54, constituée par un prolongement de la plaque d'extrémité 38. La lame élastique 54 traverse un orifice ménagé dans l'électrode 46 et fait saillie de cette dernière en un point voisin du contact fixe 22, intercalé entre ce dernier contact 22 et la chambre de coupure 30. La lame élastique 54 et le contact semi-fixe 52 peuvent être en un alliage cuivre - tellure ou en tout autre matériau approprié résistant à l'action d'un arc. En position de fermeture du disjoncteur, représentée à la figure 1, la paire de contacts 20, 22 et la paire de contacts 50, 52 sont toutes deux fermées, le courant empruntant dans sa quasi-.totalité le parcours de moindre. résistance, constitué par les contacts 20, 22, formant des contacts principaux. Lors d'un pivotement de la pièce de contact mobile 42 dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 1 vers la position d'ouverture; le contact semi-fixe 52 accompagne dans une première phase la pièce de contact mobile 42 dans son déplacement grâce à l'élasticité de la lame élastique 54 permettant une séparation des contacts principaux 20; 22 sans arc, le courant étant commuté vers le circuit d'arc comprenant les contacts d'arc 50, 52 restés en contact (fig. 2). Lors d'un mouvement poursuivi de la pièce de contact mobile 42, la lame élastique 54 est retenue en butée, de façon à provoquer la séparation des contacts d'arc 50, 52 avec formation d'un arc. L'arc commute rapidement sur l'électrode de guidage 46 pour se diriger vers la chambre de coupure 30 de la manière usuelle. D'une manière analogue, lors d'un pivotement de la pièce de contact mobile 42 en position de fermeture, les contacts d'arc 50, 52 se ferment en premier, la fermeture des contacts principaux 20, 22 s'effectuant après déformation de la lame élastique 54 repoussée par la pièce de contact mobile 42. Il est facile de voir que les contacts principaux 20, 22 s'ouvrent et se ferment sans arc et sont de ce fait affranchis de tout risque de soudure ou d'érosion dû à un arc ou à une étincelle de fermeture ou d'ouverture. Les contacts principaux 20, 22 peuvent de ce fait être réalisés sans pastilles de contact. Les contacts d'arc 50, 52 ne participent pas à la conduction du courant permanent et peuvent être réalisés en un matériau choisi pour ses propriétés de résistance à l'action de l'arc. Le mécanisme du disjoncteur peut être intégralement conservé, la seule modification consistant en une faible augmentation de la course de pivotement de la pièce de contact mobile 42, correspondant à la déflexion de la lame élastique 54. Il est évident que la lame élastique 54 peut être une pièce indépendante de la plaque d'extrémité 38 en un même matériau ou en un matériau différent de celle-ci. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, la lame élastique 54 s'étend à l'arrière de l'électrode 46 en formant avec cette dernière une boucle fermée. En position de fermeture du disjoncteur le courant passe directement par les contacts principaux 20, 22, mais dès la séparation de ces derniers le courant venant de la borne 16 parcourt le conducteur 24, l'électrode 46, la lame 54, les contacts d'arc 50, 52 suivant une trajectoire en boucle engendrant un champ - magnétique de soufflage de l'arc tiré lors de la séparation des contacts d'arc 50, 52. Dès la formation de l'arc, ce dernier commute sur l'électrode 46 mettant à nouveau hors circuit la boucle constituée par la lame élastique 54. Ce soufflage magnétique présent lors de la formation de l'arc favorise la migration rapide vers la chambre de coupure 30. L2 dispositif inventif met.à profit d'une part la présence d'une corne d'arc 48 sur la pièce de contact mobile 42 pour créer une zone de contact d'arc, et d'autre paît, la présence de l'électrode 46 de guidage de l'arc vers la chambre de coupure 30 pour insérer un contact semi-fixe 52faisant office de contact d'arc. La struc ture et la disposition des contacts d'arc selon l'invention permettent une conservation de l'encombrement du disjoncteur. Il est évident que le système de contact d'arc selon l'invention peut être appliqué avec les mêmes avantages à des disjoncteurs miniatures d'un autre type ou que les contacts d'arc peuvent être réalisés d'une manière différente, quelques variantes étant décrites ci-après à titre d'exemples, en référence aux figures 4 à 6 , dans lesquelles les mêmes numéros de repère désignent des pièces analogues ou identiques à celle de la figure 1.According to the present invention, the
Sur la figure 4, le contact d'arc semi-fixe 52 est porté par une pièce rigide 56 montée à pivotement limité par son extrémité 58 opposée au contact d'arc 52 sur la plaque 38. La pièce rigide 56 s'étend en avant de l'électrode 46. et est sollicitée en direction de saillie de l'électrode 46 au contact du contact mobile d'arc 50 par un ressort de compression 60 prenant appui sur le boîtier 10. Le débattement de la pièce 56 est limité par des butées (non représentées). Une tresse 61 relie la pièce rigide 56 au conducteur 24 pour assurer une bonne connexion électrique. On comprend que le fonctionnement du disjoncteur selon la figure 4 est identique à celui décrit en référence aux figures 1 à 3. Le matériau de la pièce rigide 56 peut être différent de celui de la plaque d'extrémité 38, et l'articulation de l'extrémité 58 sur la plaque 38 peut être d'un type quelconque.In FIG. 4, the
La pièce rigide 56 peut être agencée en électrode de guidage de l'arc et remplacer dans ce cas l'électrode 46.The
La figure 5 illustre une autre variante, dans laquelle le contact d'arc semi-fixe 52 est porté par une extension 62 de la plaque d'extrémité 38, l'ensemble extension 62-plaque 38 étant monté à cou-. lissement parallèlement à la face arrière 34 pour rapprocher ou écarter le contact d'arc semi-fixe 52 du contact mobile 50. Un ressort 64 sollicite l'ensemble extension 62-plaque 38 en position de saillie du contact d'arc semi-fixe 52. L'extension 62 peut s'étendre dans une fente pratiquée dans l'électrode 46, mais il est clair que cette extension 62 peut être agencée en électrode de guidage de l'arc et remplacer l'électrode 46. La tresse 61 relie électriquement le conducteur 24 à l'extrémité libre de l'extension 62 pour assurer une bonne connexion électrique. Le fonctionnement du disjoncteur selon la figure 5 est le même que celui décrit ci-dessus.FIG. 5 illustrates another variant, in which the
On peut noter que la pièce de contact d'arc semi-fixe ou semi-mobile n'est pas obligatoirement associée à la partie fixe du contact du disjoncteur, et la figure 6 illustre une variante dans laquelle la pièce de contact mobile 42 porte un contact d'arc semi-mobile 66. Le conducteur 24 présente d'une part une zone de contact principal 22, qui coopère avec le contact mobile principal 20 porté par la pièce de contact mobile 42 et d'autre part décalée en direction de l'électrode de guidage 46,une zone de contact d'arc 68 coopérant avec le contact d'arc semi-mobile 66. Ce dernier contact semi-mobile 66 est ,porté par une lame élastique 70 assujettie à la pièce de contactimobile 42, de manière à solliciter le contact d'arc semi-mobile 66 en direction du contact fixe associé 68. On comprend que lors d'un pivotement de la pièce de contact mobile 42 vers la position d'ouverture, les contacts principaux 20, 22 se séparent avant les contacts d'arc 66, 68, le contact d'arc semi-mobile 68 étant entraîné en rotation après la venue en butée de l'extrémité du contact principal mobile 20 contre la lame élastique 70. Le contact d'arc semi-mobile 66 peut évidemment être articulé ou monté à coulissement limité sur la pièce de contact mobile 42.It can be noted that the semi-fixed or semi-mobile arcing contact part is not necessarily associated with the fixed part of the circuit breaker contact, and FIG. 6 illustrates a variant in which the
Dans les exemples susmentionnés, les contacts d'arc sont décalés par rapport aux contacts principaux dans la direction de cheminement de l'arc vers la chambre de coupure 30 pour éviter toute action de l'arc sur les contacts principaux 20, 22. On ne sortirait pas du cadre de l'invention en juxtaposant ou en incorporant les contacts d'arc dans les contacts principaux, le risque d'amorçage de l'arc sur les contacts principaux étant éliminé par tout moyen approprié.In the aforementioned examples, the arcing contacts are offset with respect to the main contacts in the direction of travel of the arc towards the breaking
L'invention est applicable à d'autres types de disjoncteurs ou interrupteurs, notamment à double coupure, et la figure 7 illustre une telle application à un disjoncteur décrit dans la demande de brevet de la demanderesse N° 79 00827 du 11-1-1979. Sur la figure 7; qui correspond à la figure 1 du brevet précité, on reconnaît l'équipage mobile 72 en forme de coulisseau susceptible d'être verrouillé en position de fermeture par un accrochage 74. L'accrochage 74 est piloté par un bilame 76 ou un déclencheur électromagnétique 78 pour libérer le coulisseau 72 en cas de surcharge ou de défaut, et autoriser son déplacement vers une position d'ouverture. Le coulisseau 72 porte une pièce de contact mobile 80 en forme de pont de contact portant à ses extrémités des contacts principaux mobiles 82, 84, susceptibles de coopérer avec des contacts fixes principaux 86, 88, constitués par des zones de contact ménagées sur des pièces de contact fixe 90, 92. Le déplacement en position d'ouverture du coulisseau 72 provoque une séparation des contacts 82, 86; 84, 88 en tirant deux arcs à l'entrée de chambres d'extinction 94, 96. Une description détaillée du disjoncteur et d,e son fonctionnement est donnée dans le brevet précité, auquel on se référera avantageusement. Selon la présente invention,.on associe à la pièce de contact mobile 80 une lame élastique 98 prolongeant à ses deux extrémités la pièce 80 et portant des contacts d'arc semi-mobiles 100, 102 coopérant avec des zones de contact d'arc 104, 106 ménagées sur les pièces de contact fixes 90, 92. Le montage élastique des contacts semi-mobiles 100, 102 est agencé pour retarder l'ouverture des contacts d'arc 100, 104; 102, 106, de la manière décrite ci-dessus en référence à la figure 6, et permettre une ouverture sans arc des contacts principaux 82, 86; 84, 88. On peut noter qu'à nouveau les contacts d'arc 100, 104; 102, 106 sont intercalés entre les contacts principaux 82, 86; 84, 88 et les chambres d'extinction d'arc 94, 96 associées, évitant toute migration des arcs vers les contacts principaux 82, 86; 84, 88. Le dispositif est particulièrement simple et permet l'emploi de contacts dépourvus de pastilles en argent. Les contacts d'arc semi-fixes ou semi-mobiles peuvent être associés aux pièces de contact fixes 90, 92 d'une manière analogue à celle illustrée par les figures 1 à 5.The invention is applicable to other types of circuit breakers or switches, in particular double break, and FIG. 7 illustrates such an application to a circuit breaker described in the applicant's patent application N ° 79 00827 of 11-1-1979 . In Figure 7 ; which corresponds to Figure 1 of the aforementioned patent, we recognize the moving
Les exemples de réalisation décrits ci-dessus montrent clairement- que l'invention n'est nullement limitée à un type de contact ou d'appareil particulier. Elle s'applique à un disjoncteur, à un interrupteur ou à un contacteur à simple ou à double coupure, ainsi qu'à des appareils d'intensité moyenne avec effet de supprimer 'ou seulement de réduire la quantité d'argent nécessaire à la fabrication des contacts.The embodiments described above clearly show that the invention is in no way limited to a particular type of contact or device. It applies to a circuit breaker, a switch or a contactor with single or double break, as well as to medium intensity devices with the effect of eliminating 'or only reducing the amount of money necessary for manufacturing contacts.
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