EP0161945A1 - Bloc auxiliaire de commande à distance d'un disjoncteur électrique - Google Patents
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Definitions
- the object of the present invention is to improve the embodiment of the closing stage of the auxiliary remote control unit of the circuit breaker.
- the remote-controlled circuit breaker according to the invention is characterized in that the said kinematic chain comprises a transmission system by cable or belt, coupled between the movable core and a driving drum of the lever towards the stable closing position of the circuit breaker during the excitation of the control coil of the closing electromagnet, and that the drum cooperates with an elastic means of reminder to return the movable core to the separated position after de-energizing of said coil.
- the drum is pivotally mounted on a fixed axis extending orthogonally to the direction of movement of the movable core.
- the intermediate part of the transmission system cable passes over a return roller which is part of a tensioner.
- An adjustment screw makes it possible to adjust the relative position of the tensioner with respect to the movable core and the drum.
- the elastic return means comprises a torsion spring threaded on the axis of the drum to urge the latter towards an inactive position allowing local manual control of the handle of the circuit breaker.
- the main circuit breaker block has a multipole structure comprising a stack of poles, the handles of which are mechanically coupled together by means of a common bar.
- the latter is advantageously secured to an intermediate lever which reproduces at all times the exact position of the levers.
- the lever is pivotally mounted on the axis of the drum, the latter being arranged to unidirectionally drive the intermediate lever in the direction closing when the coil is energized, and to return to the inactive position after de-energizing the coil.
- an auxiliary electrical remote control unit 10 is attached by snap-fastening to a side face of a main circuit breaker main unit 12 standard to form a remote-controlled three-pole circuit breaker with molded case intended to ensure the opening-closing command from a distance and the protection '' a low voltage distribution circuit.
- each pole R, S, T of the circuit breaker block 12 which can be of the type described in French patent N ° 2,350,680.
- Each pole R, S, T comprises a pair of connection terminals 14, 16, separable contacts (not shown) and an actuation mechanism (not shown) of the movable contact between the open and closed positions.
- the mechanism cooperates with a manual control lever 18 with two stable positions, and with the thermomagnetic trip device for automatic triggering in the event of an overload or short-circuit.
- the levers 18 of the different poles R, S, T of the circuit breaker block 12 are mechanically coupled together by means of a common bar 20, described for example in French patents Nos. 2,494,031 and 2,414,784.
- the remote opening-closing command function is performed by the remote control unit 10 equipped with one or two terminal blocks 22 for external connection.
- the outline of the housing 21 of the remote control unit 10 corresponds to that of the circuit breaker unit 12 to form, after assembly, a one-piece assembly.
- the assembly of the two modular housings of the blocks 10, 12 takes place by means of a latching device described in French patent No. 2,411,329.
- the side face 24 (fig. 3) of the housing 21 of the remote control unit 10 has a latching element 26 of the latching device, centering pins 28 which fit into conjugated housings of the housing of the pole T in position adjoining the blocks 10, 12Jet means 30, 32 for transmitting the tripping movement between the two blocks 10, 12.
- the transmission means 30, 32 form first and second mechanical control links between the mechanism of the circuit breaker block 12 and the opening stage of the remote control unit 10. The opening stage of the latter does not form part of the invention and will not be described below.
- the closing stage of the remote control unit 10 comprises a closing electromagnet 34 (FIGS. 2 and 3) with a control coil 36 surrounded by a ferromagnetic yoke 38.
- the tubular coil 36 is mounted coaxially on an insulating sheath 40 inside which is arranged a movable sliding core 42 cooperating by magnetic attraction with a fixed core 44 secured to the yoke 38.
- the electromagnet 34 rests on the bottom of the housing 21, and the active end 45 of the movable core 42 is connected to the bar 20 for coupling the levers 18 of the circuit breaker block 12 by means of a transmission system 46 by flexible cable 48.
- the transmission system 46 includes a connection unidirectional drum drag 50 provided with an extension 51 acting on an arm of an intermediate lever 52 secured to the bar 20.
- the drum 50 and the intermediate lever 52 are pivotally mounted on a fixed axis 54 arranged in the upper part of the housing 21 extending parallel to the bar 20 and orthogonally to the direction of movement of the mobile core 42.
- the cable 48 is provided with an end piece 56 anchored in a yoke 58 pivoting on an axis 60 auxiliary to the drum 50.
- the part intermediate of the cable 48 passes over a deflection roller 62 mounted for rotation on an axis 66 of a caliper 64.
- the roller 62 and caliper assembly constitutes a tensioner 65 whose position is adjustable by means of an adjustment screw 68 .
- An elastic return means biases the drum 50 clockwise in abutment against a stop formed by the wall of the housing 21.
- the elastic means comprises a torsion spring 70 threaded on the axis 54, one of the ends of the spring 70 being anchored to the drum 50 and the opposite end bearing on a boss 72 of the housing 21.
- the return of the drum 50 to the inactive position takes place automatically after the coil 36 of the closing electromagnet 34 has de-energized and simultaneously causes the movable core 42 to return to the separated position thanks to the cable connection 48.
- the arrangement of the transmission system 46 does not require any auxiliary return spring between the fixed 44 and mobile 42 cores of the electromagnet 34.
- the intermediate lever 52 follows the bar 20 during the opening and closing movement of the circuit breaker, and reproduces at all times the exact position of the levers 18.
- the remote control unit 10 further comprises a padlocking device 74 intended for electrical locking and mechanical circuit breaker in open position.
- the padlocking device 74 comprises a slide 76 which can be moved in a groove 78 located in the upper part of the housing 21 and in the extension of the bar 20.
- the slide 76 carries a contact system 80 cooperating by sliding with a fixed contact 82 inserted in the electrical supply circuit of the electromagnet 34.
- a compression spring 84 biases the slide 76 towards an unlocking position (fig. 3) in which the contacts 80, 82 are closed. In the depressed locking position of the slide 76, the contacts 80, 82 are open and prevent the excitation of the electromagnet 34.
- the remote closing of the circuit breaker is moreover mechanically condemned by blocking by the slide 76 of the intermediate lever 52.
- a padlock (not shown) can be introduced into an ear 86 of the slide 76 which is locked between two protrusions 88, 90 of the housing 21.
- the bar 20 In the open position of the circuit breaker contacts following a fault tripping or manual opening, the bar 20 is in the stable open position and the intermediate lever 52 of the transmission system 46 is supported by the extension 51 of the drum 50.
- a remote closing order can be sent to the terminal block 22 of the remote control unit 10, causing the coil 36 of the closing electromagnet 34 to be excited.
- the movable core 42 is attracted (in dotted lines in FIG. 2) against the fixed core 44, and exerts traction on the cable 48 whose displacement in the direction of the arrow F 2 causes the drum 50 to pivot from the inactive position to a position active (dotted in fig. 2).
- the pivoting of the drum 50 takes place in a counterclockwise direction against the return spring 70, so as to drive the intermediate lever 52 and the bar 20 towards the closed position of the circuit breaker.
- a change-over contact (not shown) automatically interrupts the supply of the coil 36, and the return spring 70 returns the drum 50 to the inactive position and the movable core 42 to the separated position while the bar 20 remains stationary in the stable closed position.
- a remote opening order can be applied to the opening stage of the remote control unit 10.
- the opening order is transmitted in a conventional manner by the means 30, 32 to the circuit breaker release.
- the closing stage of block 10 remains at rest during this tripping operation, but can be reactivated as soon as the contacts of the circuit breaker are open.
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Abstract
Description
- L'invention concerne un disjoncteur télécommandé à basse tension formé par l'association d'un bloc auxiliaire de commande d'ouverture et de fermeture à distance, accouplé à un bloc principal disjoncteur ayant un mécanisme à manette de commande manuelle et à déclencheur automatique sur défaut, ledit bloc auxiliaire comprenant :
- - un premier électro-aimant d'ouverture à distance associé à une liaison mécanique de commande avec le bloc principal disjoncteur pour transmettre un ordre de déclenchement dudit premier électro-aimant au déclencheur du mécanisme,
- - un deuxième électro-aimant de fermeture à distance dont le noyau mobile est relié au mécanisme du bloc principal par une chaîne cinématique de transformation de mouvement,
- - un bornier de raccordement de la commande à distance pour l'alimentation desdits électro-aimants,
- - et un dispositif de cadenassage pour le verrouillage électrique et mécanique du disjoncteur en position ouvert.
- Cette technique modulaire d'assemblage du bloc auxiliaire de commande à distance à la face latérale d'un bloc disjoncteur principal impose des contraintes de fabrication et de conception pour loger les différents éléments dans un encombrement donné par les dimensions du boîtier de chaque bloc. Une chaîne cinématique utilisant un embiellage compliqué pour transmettre l'ordre de fermeture du deuxième électro-aimant au mécanisme du bloc disjoncteur n'est pas adaptée à ce type d'appareillage modulaire.
- La présente invention a pour but de perfectionner la réalisation de l'étage de fermeture du bloc auxiliaire de commande à distance du disjoncteur.
- Le disjoncteur télécommandé selon l'invention est caractérisé par le fait que ladite chaîne cinématique comporte un système de transmission par câble ou courroie, accouplé entre le noyau mobile et un tambour d'entraînement de la manette vers la position stable de fermeture du disjoncteur lors de l'excitation de la bobine de commande de l'électro-aimant de fermeture, et que le tambour coopère avec un moyen élastique de rappel pour ramener le noyau mobile en position écartée après désexcitation de ladite bobine.
- L'utilisation d'une transmission directe par câble simplifie la réalisation de l'étage de fermeture dont la structure plate répond aux impératifs d'encombrement. Aucun ressort auxiliaire de rappel n'est nécessaire au niveau de l'électro-aimant de fermeture, étant donné que le moyen élastique du tambour ramène automatiquement le noyau mobile en position écartée par l'intermédiaire du câble.
- Le tambour est monté à pivotement sur un axe fixe s'étendant orthogonalement à la direction de déplacement du noyau mobile. La partie intermédiaire du câble du système de transmission passe sur un galet de renvoi faisant partie d'un tendeur. Une vis de réglage permet d'ajuster la position relative du tendeur par rapport au noyau mobile et au tambour.
- Le moyen élastique de rappel comprend un ressort de torsion enfilé sur l'axe du tambour pour solliciter ce dernier vers une position inactive autorisant une commande manuelle locale de la manette du disjoncteur.
- Selon un développement de l'invention, le bloc principal disjoncteur présente une structure multipolaire comportant un empilage de pôles dont les manettes sont accouplées mécaniquement entre elles au moyen d'une barrette commune. Cette dernière est avantageusement solidarisée à un levier intermédiaire qui reproduit à chaque instant la position exacte des manettes. Le levier est monté à pivotement sur l'axe du tambour, ce dernier étant agencé pour entraîner unidirectionnellement le levier intermédiaire dans le sens de fermeture lors de l'excitation de la bobine, et pour revenir en position inactive après désexcitation de la bobine.
- D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels:
- - la figure 1 est une vue schématique en élévation partiellement arrachée d'un disjoncteur télécommandé selon l'invention;
- - les figures 2 et 3 montrent des coupes transversale et longitudinale de l'étage de fermeture du bloc auxiliaire de commande à distance.
- Sur les figures, un bloc auxiliaire de télécommmande 10 électrique est accolé par encliquetage à une face latérale d'un bloc principal disjoncteur 12 standard pour former un disjoncteur tripolaire télécommandé à boîtier moulé destiné à assurer la commande ouverture - fermeture à distance et la protection d'un circuit de distribution à basse tension.
- La fonction protection, notamment contre les surcharges et les courts-circuits, est assurée par un déclencheur magnétothermique logé dans chaque pôle R,S,T du bloc disjoncteur 12, qui peut être du type décrit dans le brevet français N° 2.350.680. Chaque pôle R, S, T comporte une paire de bornes 14, 16 de connexion, des contacts séparables (non représentés) et un mécanisme d'actionnement (non représenté) du contact mobile entre les positions d'ouverture et de fermeture. Le mécanisme coopère avec une manette 18 de commande manuelle à deux positions stables, et avec le déclencheur magnétothermique pour le déclenchement automatique en cas de surcharge ou de court-circuit. Les manettes 18 des différents pôles R, S, T du bloc disjoncteur 12 sont accouplées mécaniquement entre elles au moyen d'une barrette 20 commune, décrite par exemple dans les brevets français Nos. 2.494.031 et 2.414.784.
- La fonction commande ouverture - fermeture à distance est réalisée par le bloc de télécommande 10 équipé d'un ou de deux borniers 22 de raccordement extérieur. Le contour du boîtier 21 du bloc de télécommande 10 correspond à celui du bloc disjoncteur 12 pour former après assemblage un ensemble monobloc. L'assemblage des deux boîtiers modulaires des blocs 10, 12 intervient au moyen d'un dispositif d'encliquetage décrit dans le brevet français N° 2.411.329. La face latérale 24 (fig. 3) du boîtier 21 du bloc de télécommande 10 présente un élément d'accrochage 26 du dispositif d'encliquetage, des tétons de centrage 28 venant s'emboîter dans des logements conjugués du boîtier du pôle T en position accolée des blocs 10, 12Jet des moyens 30, 32 de transmission du mouvement de déclenchement entre les deux blocs 10, 12. Les moyens 30, 32 de transmission forment une première et une deuxième liaisons mécaniques de commande entre le mécanisme du bloc disjoncteur 12 et l'étage d'ouverture du bloc de télécommande 10. L'étage d'ouverture de ce dernier ne fait pas partie de l'invention et ne sera pas décrit par la suite.
- L'étage de fermeture du bloc de télécommande 10 comporte un électro-aimant de fermeture 34 (fig. 2 et 3) à bobine 36 de commande entourée par une culasse 38 ferromagnétique. La bobine 36 tubulaire est montée coaxialement sur un fourreau 40 isolant à l'intérieur duquel est agencé un noyau mobile 42 coulissant coopérant par attraction magnétique avec un noyau fixe 44 solidaire de la culasse 38. L'électro-aimant 34 repose sur le fond du boîtier 21, et l'extrémité active 45 du noyau mobile 42 est reliée à la barrette 20 d'accouplement des manettes 18 du bloc disjoncteur 12 par l'intermédiaire d'un système de transmission 46 par câble 48 souple.
- Le système de transmission 46 comprend une liaison d'entraînement unidirectionnelle à tambour 50 doté d'une extension 51 agissant sur un bras d'un levier 52 intermédiaire solidarisé à la barrette 20. Le tambour 50 et le levier 52 intermédiaire sont montés à pivotement sur un axe 54 fixe agencé dans la partie supérieure du boîtier 21 en s'étendant parallèlement à la barrette 20 et orthogonalement à la direction de déplacement du noyau mobile 42. Le câble 48 est doté d'un embout 56 ancré dans une chape 58 pivotante sur un axe 60 auxiliaire du tambour 50. La partie intermédiaire du câble 48 passe sur un galet 62 de renvoi monté à rotation sur un axe 66 d'un étrier 64. L'ensemble galet 62 et étrier 64 constitue un tendeur 65 dont la position est ajustable au moyen d'une vis de réglage 68.
- Un moyen élastique de rappel sollicite le tambour 50 dans le,sens horaire en appui contre une butée formée par la paroi du boîtier 21. Le moyen élastique comprend un ressort de torsion 70 enfilé sur l'axe 54, l'une des extrémités du ressort 70 étant ancrée au tambour 50 et l'extrémité opposée prenant appui sur un bossage 72 du boîtier 21.
- Le rappel du tambour 50 vers la position inactive s'opère automatiquement après désexcitation de la bobine 36 de l'électro-aimant de fermeture 34 et provoque simultanément le retour du noyau mobile 42 en position écartée grâce à la liaison par câble 48. L'agencement du système de transmission 46 ne nécessite aucun ressort de rappel auxiliaire entre les noyaux fixe 44 et mobile 42 de l'électro-aimant 34.
- Le levier intermédiaire 52 suit la barrette 20 lors du mouvement d'ouverture et de fermeture du disjoncteur, et reproduit à chaque instant la position exacte des manettes 18.
- Le bloc de télécommande 10 comporte de plus un dispositif de cadenassage 74 destiné au verrouillage électrique et mécanique du disjoncteur en position d'ouverture. Le dispositif de cadenassage 74 comporte un coulisseau 76 pouvant être déplacé dans une rainure 78 se trouvant dans la partie supérieure du boîtier 21 et dans le prolongement de la barrette 20. Le coulisseau 76 porte un système de contacts 80 coopérant par glissement avec un contact fixe 82 inséré dans le circuit électrique d'alimentation de l'électro-aimant 34. Un ressort de compression 84 sollicite le coulisseau 76 vers une position de déverrouillage (fig. 3) dans laquelle les contacts 80, 82 sont fermés. En position enfoncée de verrouillage du coulisseau 76, les contacts 80, 82 sont ouverts et interdisent l'excitation de l'électro-aimant 34. La fermeture à distance du disjoncteur est de plus condamnée mécaniquement grâce au blocage par le coulisseau 76 du levier intermédiaire 52.
- Dans cette position un cadenas (non représenté) peut être introduit dans une oreille 86 du coulisseau 76 qui se trouve verrouillé entre deux protubérances 88, 90 du boîtier 21.
- Le fonctionnement du disjoncteur télécommandé est le suivant :
- En l'absence d'un ordre d'ouverture ou de fermeture à distance, le bloc de télécommande 10 se trouve en position de repos. Sous l'action du ressort 70 de rappel, le tambour 50 du système de transmission 46 de l'étage de fermeture est en position inactive, représentée en traits continus sur la figure 2. Le câble 48 est sollicité dans le sens de la flèche F1 et maintient le noyau mobile 42 de l'électro-aimant 34 en position écartée. Le disjoncteur peut être ouvert et fermé manuellement par l'actionnement local de la barrette 20 d'accouplement des manettes 18.
- En position d'ouverture des contacts du disjoncteur suite à un déclenchement sur défaut ou à une ouverture manuelle, la barrette 20 se trouve en position stable d'ouverture et le levier intermédiaire 52 du système de transmission 46 prend appui sur l'extension 51 du tambour 50. Un ordre de fermeture à distance peut être envoyé au bornier 22 du bloc de télécommande 10, entraînant l'excitation de la bobine 36 de l'électro-aimant de fermeture 34. Le noyau mobile 42 est attiré (en pointillé sur la fig. 2) contre le noyau fixe 44, et exerce une traction sur le câble 48 dont le déplacement dans le sens de la flèche F2 provoque le pivotement du tambour 50 de la position inactive vers une position active (en pointillé sur la fig. 2). Le pivotement du tambour 50 s'opère dans le sens trigonométrique à l'encontre du ressort de rappel 70, de manière à entraîner le levier intermédiaire 52 et la barrette 20 vers la position de fermeture du disjoncteur. En position fermée des contacts, un contact inverseur (non représenté) interrompt automatiquement l'alimentation de la bobine 36, et le ressort de rappel 70 remet le tambour 50 en position inactive et le noyau mobile 42 en position écartée alors que la barrette 20 reste immobile dans la position stable de fermeture.
- En position de fermeture des contacts du disjoncteur, un ordre d'ouverture à distance peut être appliqué à l'étage d'ouverture du bloc de télécommande 10. L'ordre d'ouverture est transmis d'une manière classique par les moyens 30, 32 au déclencheur du disjoncteur. L'étage de fermeture du bloc 10 reste au repos durant cette opération de déclenchement, mais peut être réactivé dès que les contacts du disjoncteur sont ouverts.
- L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences électromécaniques, notamment celle dans laquelle le câble 48 du système de transmission 46 serait remplacé par tout autre organe souple de transmission de la force de commande de fermeture, notamment une sangle, une courroie ou une chaîne.
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