EP0179677A1 - Dispositif de commutation à composition variable - Google Patents

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EP0179677A1
EP0179677A1 EP85401693A EP85401693A EP0179677A1 EP 0179677 A1 EP0179677 A1 EP 0179677A1 EP 85401693 A EP85401693 A EP 85401693A EP 85401693 A EP85401693 A EP 85401693A EP 0179677 A1 EP0179677 A1 EP 0179677A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
switch
modular
electromagnet
control
triggering
Prior art date
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Granted
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EP85401693A
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German (de)
English (en)
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EP0179677B1 (fr
Inventor
Jean-Pierre Guery
Gérald Gashet
Jacques Olifant
Raymond Plumeret
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Telemecanique SA
Original Assignee
Telemecanique Electrique SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Telemecanique Electrique SA filed Critical Telemecanique Electrique SA
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Publication of EP0179677B1 publication Critical patent/EP0179677B1/fr
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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
    • H01H71/2409—Electromagnetic mechanisms combined with an electromagnetic current limiting mechanism
    • 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
    • H01H71/40—Combined electrothermal and electromagnetic mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H89/00—Combinations of two or more different basic types of electric switches, relays, selectors and emergency protective devices, not covered by any single one of the other main groups of this subclass
    • H01H89/06—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device
    • H01H89/08—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device with both devices using the same contact pair

Definitions

  • control and / or protection devices are usually designed so as to produce a switching of the switch device compatible with the function performed.
  • the means of protection against overcurrents due for example to short circuits must be designed so as to produce relatively high breaking speeds, to avoid deterioration of the contact elements by the cutting arc.
  • the first type of measure consists in increasing the force exerted by the control and / or protection device concerned, which leads, in the case where the resistant force of the moving part of the switch is large, to oversize the control device and the means associated therewith.
  • the commands emanating from control elements producing an order at energy and at sufficiently high speed to ensure correct switching of the switching device act directly on a surface of support of at least one basic module.
  • This action can be carried out directly or by means of a mechanical transmission device, it being understood that in both cases, it is the force exerted by the modular control element which is used to effect the switching. This is the reason why the elements of control of this type have been called modular direct switching control elements.
  • control elements producing an insufficiently high energy and / or speed command command act on the bearing surface of the base module (s) by means of the above-mentioned triggering device which, by . the only potential energy previously accumulated, produces the trigger. This is the reason why these control elements have been called modular indirect switching control elements.
  • the storage of the potential energy used for the triggering phase takes place during or immediately after the passage from the triggered position to the armed position of the arming means and therefore, independently of the switch, the movable assembly of which is then stressed only by the elastic means associated with it.
  • the amount of potential energy accumulated is not limited by the mechanical characteristics of a particular switch. It is therefore possible to use a single abrupt tripping device for several switches, by adjusting the potential stored energy to the desired level and, of course, by using appropriate mechanical transmission means between the actuating means of the tripping device. and the bearing surface of the operating members of these switches.
  • the trigger of the trigger device is associated with several control and / or protection devices, it is also possible to provide suitable mechanical transmission means for controlling the action of these devices to said trigger.
  • control forces applied to the bearing surface of the operating member of each of the switches can emanate from a direct action of one or more control devices, which can act on one or more switches.
  • means for mechanically securing the operating members of all the switches can be provided.
  • the switching device can involve one or more switches of the same type or of a different type. These switches can for example be of the normally open or normally closed type. Each switch may include one or more pairs of movable and fixed contact elements, each of which can perform the function of a normally closed and / or normally open type switch.
  • the aforementioned switch, the triggering device and the various control devices are each housed in separate boxes which can be assembled to each other according to the desired composition of the device of commutation.
  • this switch can also include all the equipment with which the switches are usually fitted, such as, for example, fins for dividing the arcs 15, decompression channels, etc.
  • the conductors 5 and 6 have a folded shape allowing the development of repulsion forces acting on the movable contact carrier 8 under the effect of the current flowing in the switch.
  • this switch is in the normally closed position, the opening then being obtained by exerting on the pusher 12 an axial pressure antagonistic to that of the spring 13.
  • a electromagnet 17 housed inside a housing 18, the movable armature 19 of which is coupled to an oscillating lever 20, one arm 21 of which passes through the housing 18 and cooperates with the pusher 12 as follows: In the state excited, the movable armature 19 of the electromagnet is applied against the fixed armature 19 'by pivoting the lever 20 which, disengaging from the stop 32, releases the pusher 12; under the effect of the spring 13, the movable contact elements 9, 10, carried by the contact carrier 8, are therefore applied to the fixed contact elements 3, 4, the switch is then in the closed state .
  • the movable armature 19 which is biased by a spring (not shown) moves away from the fixed armature 19 '; the lever 20 then switches by pushing the pusher 12 against the action of the spring 13, so that the movable contact elements 9, 10 are spaced from the fixed contact elements 3, 4; the switch is then in the open state.
  • the invention is not limited to this single mode of control of the first type.
  • the switch 1 could also be actuated by a manual or automatic control device acting directly or via a transmission mechanism on the pusher.
  • a transmission mechanism could possibly comprise, as shown in dashed lines, a cam 23 or the like, mounted on a rotary axis 23 'whose rotational movements are controlled by one or more control devices.
  • the axis 23 ′ may comprise several cams each cooperating with the push-button of a respective switch.
  • the controls of the second type involve a trigger device with potential energy accumulation 16 which comprises, as shown in the figure 1, an actuating rod 24 located in line with the push-button 12, a reset button 25 and a trigger 26.
  • the actuating rod 24 in the armed state of the triggering device 16, the actuating rod 24 is in the retracted position, position in which it does not stress the pusher 12 and enables thus closing the switch 1. From this position, the triggering phase is obtained by switching the trigger 26 under the effect of a control action (arrow 27). This tilting causes a sudden deployment of the actuating rod 24 which pushes back the pusher 12 by causing an opening at high speed of the switch 1.
  • the electromagnet is energized and the triggering device 16 is in the armed state, state in which the actuating rod 24 is in the retracted state, while the pusher reset 25 is in the depressed state.
  • the pusher 12 of the switch 1 is therefore not biased by an external action and, consequently, the movable assembly biased by the spring 13 is disposed in the closed position.
  • this stop button 28 causes the triggering device 16 to go into the triggered state.
  • a control action exerted on the trigger 26 in the direction of the arrow 27 causes the trigger device to go into the triggered state.
  • the actuating rod 24 suddenly goes into the deployed state by pushing back the pusher 12, and bringing, consequently , switch 1 in the open state.
  • the arming push-button 25 is in the deployed state, while the stop push-button 28 changes to the depressed state (FIG. 3).
  • the electromagnet can remain in the excited state and remain in the position where it is in Figures 2 and 3.
  • the tripping device 16 can also cause the opening of an auxiliary contact interrupting l supply of the solenoid coil, when it is in the tripped state.
  • the opening of the switch 1 by the tripping device is confirmed by the action of the lever 20 which then comes to bear on the pusher 12, as shown in FIG. 5.
  • the return to the armed state of the triggering device 16 is obtained by exerting on the arming push-button 25 manual or possibly automatic pressure, causing it to sink.
  • This action entails both the return of the stop pusher 28 in the deployed position, the return of the actuating rod 24 in the retracted state and the accumulation of a determined quantity of potential energy intended to be applied. on the actuating rod 24 during the triggering phase.
  • the triggering device 16 When in the armed state, the triggering device 16 does not oppose the control actions exerted directly on the pusher 12 of the switch 1.
  • the electromagnet can act independently on the switch 1 by causing, as the case may be, either its opening or its closing.
  • the trigger device 16 is in the armed state, while the electromagnet is in the de-energized state.
  • the movable armature 19 of the electromagnet has moved away from the fixed armature 19 'and has caused the lever 20 to tilt, the arm 21 of which then comes at its end, press push-button 12, and thus keep switch 1 in the open state.
  • the control of the trip device 26 of the trip device 16 is ensured, on the one hand, by an electromagnet 29 forming part of a protection device for example against sudden overcurrents or short-circuits. circuits, and by a transmission device comprising a cam 30 cooperating with the trigger 26 and mounted on a rotary axis 31 which can be driven in rotation by one or more control devices provided to effect a sudden cut of the switch. It should be noted in this connection that these control devices can act both on the trigger 26 and on the push-button 12 of the switch 1 or the transmission device 23, 23 'associated therewith.
  • FIG. 6 is a theoretical diagram of a contactor with high breaking capacity that can be produced from a structure such as that shown in FIG. 1.
  • the triggering device S can also activate, by means of a mechanical or electrical connection, the auxiliary switch K I so as to cause the circuit which supplies the coil of the electromagnet of the automatic control device A to be cut, in order to confirm the switch off caused by the triggering device S.
  • the detection member Rth, the fault detector D and the control device M can respectively act, in an analogous manner on the auxiliary contacts K 2 , Kq, K 4 of the supply circuit of the coil B of the electromagnet A.
  • control device A and the control device sensitive to a lack of voltage M act directly on the moving element 8 of the switch. This implies that the action of these control devices A and M is powerful enough and fast enough to obtain good switching.
  • control means having too slow and / or insufficiently powerful movements such as the detection member Rth, the fault detector D, the overcurrent detector I, and the manual control member Ma act on the device trigger S.
  • the invention is not limited to a switch having a structure such as that shown in FIGS. 1 to 6.
  • this switch could just as easily include a mobile assembly comprising a plurality of pairs, fixed contact elements / mobile contact elements, designed for normally open type operation. and / or normally closed type.
  • FIGS. 8 and 9 schematically represent a switching device for a three-phase circuit involving, mounted on the same mobile assembly, three pairs of mobile contact elements 9 ', 9 ", 9"' - 10 ' , 10 ", 10" 'cooperating with three pairs of fixed contact elements 3', 3 ", 3" '- 4', 4 ", 4" 'respectively.
  • the movable assembly 35 which is, as previously, biased by a spring 36, comprises three recesses or cages 37 through each of which passes a movable contact carrier 38 provided with two movable contacts 9 '- 10', .
  • the moving element 35 which can be made of a light material to allow high cutting speeds to be obtained, is returned to the working position (closed position of the switch) by the spring 36, the forces in contact being supplied by the springs 38 '.
  • FIG. 10 illustrates the multiple compositions that the switching device according to the invention can take.
  • the switch 40 is controlled by an automatic control device 55, by a manual control device 5e with abrupt release and a transmission device 57 actuated by the operating member 58 of a release device 59 of the type previously described.
  • the switch 46 is controlled, by the transmission device 57, by a manual control device 60 with abrupt release and by a transmission device 61 actuated in particular by an automatic control device 62.
  • the automatic control devices 55 and 62 are designed so as to have an actuation speed sufficient to ensure switching under normal load conditions (they can consist, for example, of electromagnets).
  • the switch 47 is controlled by the transmission device 61 and by a trip device 63 similar to the device 59.
  • the trip device 64 of the trip device 59 is itself controlled by two control and / or pro tection 65, 66, and by a transmission device 67 actuated by two control and / or protection devices 68, 69.
  • the trigger 71 of the trigger device 63 is in turn controlled by the transmission device 67 and by a control and / or protection device 72 for example.
  • the transmission device 67 acts on the transmission device 61.
  • control and / or protection devices 65 and 66 may respectively consist of a thermal protection device and a manual control device.
  • the control devices 68 and 69 may consist of undervoltage trip devices, magnetic trip devices, etc. which constitute fast-acting protections.
  • the device 72 can then consist of a pneumatic, hydraulic, etc. plunger of any speed.
  • the pushers 45, 12, 54 of the switches 40, 46 and 47 can be connected by a transmission rod shown diagrammatically in FIG. 10 by the combination of the transmission devices 57 and 61 and by the extensions represented in dashed lines, so as to obtain a simultaneous control of the three switches 40, 46 and 47 whatever the order of control.
  • This transmission rod is furthermore designed so as to be actuated by the automatic control devices 55, 62, by the trigger devices 59, 63 and by the manual control devices with trigger abrupt ment 56 and 60 of which the respective connections have been shown in dashed lines.
  • the movable armature 94, 95 of each of the electromagnets comprises two lateral pins 96, 97 on which the ends 98, 99 come to engage in the form of a fork of an oscillating lever formed using a metallic or plastic wire in the shape of a U, the wings 101, 102 of which are folded at a right angle in their middle part, forming a loop 103, 103 ′ through which passes a hinge pin 104, 105.
  • the core 106 of this oscillating lever carries a pad 107 located to the right of the pusher 85, 86 of the corresponding switch 75, 76.
  • the electromagnet 87 is excited and, consequently, the switch 75 is in the closed position. Conversely, the electromagnet 88 is at rest and keeps the switch 76 open.
  • the two electromagnets 87, 89 are associated with a mechanical locking device L 1 , L 2 allowing the maintenance in the open state of one of the electromagnets when the second is closed.
  • the trigger device 93 is designed to act on the pushers 85, 86 of the switches 75, 76 by means of a transmission device consisting of a U-shaped spreader whose wings 109, 110 are articulated by their ends on the pins 104 and 105 and whose core 111 carries, in line with the pushers 85, 86 of the support pads 113, 114.
  • the actuating rod l12 of the trigger device 93 is then designed so as to act on the central part of the web 111 of the lifter.
  • the actuating rod 112 which passes in the deployed state, causes the tilting of the spreader 109, 110, 111.
  • the pusher 85 of the switch 75 which was at the closed state is suddenly pushed back by the corresponding support pad 113, until the switch is fully open
  • the aforesaid modular elements of automatic control, of fast switching control and of protection include means allowing their assembly and their fixing on the basic element, as well as means of electrical coupling and suitable mechanical transmission suitable for make the electrical connections and mechanical transmissions described above.
  • the modular elements 127, 129 are provided with through holes 132, 133 to allow access to the upstream and downstream connection means 124 of the basic modular element 120.

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Abstract

Le dispositif selon l'invention fait intervenir un élément modulaire de base incorporant au moins un dispositif interrupteur commandable, un élément modulaire de commande de commutation directe (17) et/ou un élément modulaire de commande de commutation indirecte (29). Cet élément de commande de commutation indirecte (29) agit sur l'élément modulaire de base par l'intermédiaire d'un dispositif de déclenchement à accumulation d'énergie potentielle (16). L'invention permet de réaliser, par assemblage de ces éléments modulaires, diverses fonctions de commutation telles que, par exemple, celles d'un interrupteur, d'un contacteur ou d'un contacteur-disjoncteur.

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de commutation à composition variable faisant notamment invervenir :
    • - d'une part, un ou plusieurs dispositifs interrupteurs comprenant chacun au moins un élément de contact fixe, au moins un élément de contact mobile monté sur un équipage mobile, de manière à pouvoir prendre au moins deux positions, à savoir, une première position dans laquelle l'élément de contact mobile est appliqué contre l'élément de contact fixe (état fermé), et une deuxième position dans laquelle l'élément de contact mobile se trouve écarté de l'élément de contact fixe (état ouvert), et des moyens élastiques exerçant sur l'équipage mobile un effort tendant à amener l'élément de contact mobile dans l'une ou l'autre des deuxdites positions, et
    • - d'autre part, au moins un dispositif de commande et/ou de protection apte à provoquer un changement d'état de l'interrupteur, en exerçant sur l'équipage mobile une action antagoniste à celle des moyens élastiques.
  • Les dispositifs de commande et/ou de protection utilisables dans les dispositifs de commutation de ce genre peuvent être de nature variée ; ils peuvent notamment consister en :
    • - des dispositifs de commande manuelle,
    • - des dispositifs de commande automatique par exemple à électroaimant,
    • - des moyens de protection permettant de provoquer une commutation automatique du dispositif interrupteur lors de perturbations affectant le courant appliqué aux éléments de contact.
  • Ces dispositifs de commande et/ou de protection sont habituellement conçus de manière à produire une commutation du dispositif interrupteur compatible avec la fonction réalisée.
  • Ainsi, par exemple, dans le cas où le dispositif interrupteur est de type normalement fermé, les moyens de protection contre les surintensités dues par exemple à des court-circuits doivent être conçus de manière à produire des vitesses de coupure relativement élevées, pour éviter la détérioration des éléments de contact par l'arc de coupure.
  • Pour obtenir de telles vitesses de coupure, deux types de mesures peuvent être envisagés, séparément ou en combinaison.
  • Le premier type de mesures consiste à accroître l'effort exercé par le dispositif de commande et/ou de protection concerné, ce qui conduit, dans le cas où l'effort résistant de l'équipage mobile de l'interrupteur est important, à surdimensionner le dispositif de commande et les moyens qui lui sont associés.
  • Le deuxième type de mesures consiste à réduire au minimum l'effort résistant de l'équipage mobile :
    • - en diminuant la raideur des moyens élastiques associés à l'équipage mobile, ce qui, dans le cas d'un dispositif interrupteur de type normalement fermé, s'effectue au détriment de la qualité du contact électrique en position fermée, et/ou
    • - en limitant autant que possible le nombre de dispositifs interrupteurs associé à un dispositif de commande et en diminuant l'inertie des équipages mobiles de ces dispositifs interrupteurs, notamment en réduisant le nombre de contacts mobiles portés par ces équipages mobiles.
  • Il est clair que ces mesures vont à l'encontre du concept de composition variable du dispositif de commutation proposé qui implique la possibilité d'associations multiples de fonctions élémentaires et, en particulier, la commande de plusieurs interrupteurs pouvant chacun comprendre une pluralité d'éléments de contact fixes et mobiles, par un seul dispositif de commande et/ou de protection exigeant une vitesse de coupure rapide.
  • L'invention a pour but de supprimer ces inconvénients. Elle propose un dispositif de commutation à composition variable faisant intervenir un ensemble d'éléments modulaires assemblables les uns aux autres en vue de réaliser diverses fonctions de commutation telles que par exemple celles d'un interrupteur, d'un contacteur, d'un contacteur-disjoncteur, ledit ensemble comprenant, d'une part, au moins un élément modulaire de base incorporant un dispositif interrupteur commandable comportant :
    • - au moins un élément de contact fixe ;
    • - un équipage mobile comprenant au moins un élément de contact mobile et pouvant se déplacer entre deux positions, à savoir, une position dans laquelle l'élément de contact mobile est en contact avec l'élément de contact fixe, et une position dans laquelle l'élément de contact mobile est écarté de l'élément de contact fixe ;
    • - des moyens élastiques exerçant sur l'équipage mobile un effort tendant à l'amener dans une première des deuxdites positions, et
    • - un organe de manœuvre solidaire de l'équipage mobile ou faisant corps avec celui-ci, cet organe de manoeuvre comprenant au moins une surface d'appui sur laquelle peut être appliquée une force de commande antagoniste à celle des moyens élastiques, pour amener l'équipage mobile dans la seconde position, et, d'autre part, l'un au moins des éléments modulaires suivants :
    • un élément modulaire de commande de commutation directe comprenant des moyens d'actionnement à action directe, aptes à exercer sur la surface d'appui d'au moins un module de base, une action de commande suffisamment rapide, avec une force suffisante pour assurer une commutation correcte du dispositif de commutation, et
    • - un élément modulaire de commande de commutation indirecte comprenant des moyens d'actionnement qui, en réponse à un ordre trop lent et/ou à énergie insuffisante pour assurer une commutation correcte, agissent sur la surface d'appui d'au moins un élément modulaire de base par l'intermédiaire d'un dispositif de déclenchement à accumulation d'énergie potentielle.
  • Selon l'invention, ce dispositif est plus particulièrement caractérisé en ce que le dispositif de déclenchement à énergie potentielle peut prendre deux états stables, à savoir, un état armé et un état déclenché, ainsi que deux phases transitoires à savoir une phase d'armement et une phase de déclenchement, ce dispositif de déclenchement comprenant :
    • - des moyens d'actionnement pouvant prendre successivement deux positions stables correspondant aux deux susdits états, à savoir, une position déclenchée dans laquelle ils exercent sur la surface d'appui de l'organe de manoeuvre du dispositif interrupteur une action antagoniste à celle des moyens élastiques, pour assurer le maintien de l'équipage mobile dans la seconde position, et une position armée dans laquelle ils autorisent le retour de l'équipage mobile dans la première position ;
    • - des moyens d'accumulation d'énergie potentielle propres à stocker de l'énergie potentielle, lors de la phase d'armement, et de la restituer, sous forme d'énergie mécanique sur les moyens d'actionnement pour provoquer le passage de l'équipage mobile de la première à la seconde position, lors de la phase de déclenchement ;
    • - un dispositif d'armement comprenant au moins un organe d'armement sur lequel peut être appliquée une énergie lors de la phase d'armement et un mécanisme d'armement propre à faire passer, sous l'effet de ladite énergie, les moyens d'actionnement de la position déclenchée à la position armée et, parallèlement, à transmettre aux moyens d'accumulation une partie de ladite énergie, et
    • - un déclencheur comprenant au moins un organe de déclenchement sur lequel peut être appliquée au moins une action de commande pour engendrer la phase de déclenchement, cette action de commande pouvant être produite par un ou plusieurs dispositifs de commande et/ou de protection destinés à provoquer un changement d'état brusque de l'interrupteur.
  • Il convient de constater tout d'abord que, dans le dispositif précédemment décrit, les commandes émanant d'éléments de commande produisant un ordre à énergie et à vitesse suffisamment élevées pour assurer une commutation correcte du dispositif de commutation agissent directement sur une surface d'appui d'au moins un module de base. Cette action peut s'effectuer directement ou par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission mécanique, étant entendu que dans les deux cas, c'est l'effort exercé par l'élément modulaire de commande qui est utilisé pour effectuer la commutation. C'est la raison pour laquelle les éléments de commande de ce type ont été appelés éléments modulaires de commande de commutation directe.
  • Par contre, les commandes émanant d'éléments de commande produisant un ordre de commande à énergie et/ou à vitesse insuffisamment élevées agissent sur la surface d'appui du ou des modules de base par l'intermédiaire du susdit dispositif de déclenchement qui, par. la seule énergie potentielle précédemment accumulée, produit le déclenchement. C'est la raison pour laquelle ces éléments de commande ont été appelés éléments modulaires de commande de commutation indirecte.
  • Il convient de noter par ailleurs que pendant la phase d'armement, le stockage de l'énergie potentielle servant à la phase de déclenchement s'effectue pendant ou immédiatement après le passage de la position déclenchée à la position armée des moyens d'armement et donc, indépendamment de l'interrupteur, dont l'équipage mobile n'est alors sollicité que par les moyens élastiques qui lui sont associés. De même, la quantité d'énergie potentielle accumulée ne se trouve pas limitée par les caractéristiques mécaniques d'un interrupteur particulier. Il est donc possible d'utiliser un seul dispositif de déclenchement brusque pour plusieurs interrupteurs, en ajustant l'énergie potentielle stockée au niveau souhaité et, bien entendu, en utilisant des moyens de transmission mécanique appropriés entre les moyens d'actionnement du dispositif de déclenchement et la surface d'appui des organes de manoeuvre de ces interrupteurs.
  • De même, dans le cas où le déclencheur du dispositif de déclenchement est associé à plusieurs dispositifs de commande et/ou de protection, il est également possible de prévoir des moyens de transmission mécanique appropriés de l'action de commande de ces dispositifs audit déclencheur.
  • En outre, les forces de commande appliquées sur la surface d'appui de l'organe de manoeuvre de chacun des interrupteurs peuvent émaner d'une action directe d'un ou plusieurs dispositifs de commande, lesquels peuvent agir sur un ou plusieurs interrupteurs. Dans ce dernier cas, des moyens de solidarisation mécanique des organes de manoeuvre de l'ensemble des interrupteurs peuvent être prévus.
  • Comme précédemment mentionné, le dispositif de commutation peut faire intervenir un ou plusieurs interrupteurs de même type ou de type différent. Ces interrupteurs peuvent par exemple être de type normalement ouvert ou normalement fermé. Chaque interrupteur peut comprendre un ou plusieurs couples d'éléments de contact mobiles et fixes pouvant chacun assurer la fonction d'interrupteur de type normalement fermé et/ou normalement ouvert.
  • Selon un mode d'exécution particulièrement avantageux de l'invention, le susdit interrupteur, le dispositif de déclenchement et les différents dispositifs de commande sont, chacun, logés dans des boîtiers distincts pouvant s'assembler les uns aux autres selon la composition recherchée du dispositif de commutation.
  • Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • La figure 1 est une coupe schématique d'un dispositif de commutation selon l'invention faisant office de contacteur-disjoncteur à haut pouvoir de coupure.
    • Les figures 2 à 5 sont des représentations schématiques permettant d'illustrer le fonctionnement d'un dispositif de commutation du type de celui représenté sur la figure 1.
    • La figure 6 est un schéma électromécanique d'un contacteur du type de celui représenté sur la figure 1.
    • La figure 7 est une représentation schématique du circuit d'alimentation de la bobine de l'électoaimant utilisé sur la figure 6.
    • Les figures 8 et 9 sont des représentations schématiques d'un dispositif interrupteur pour circuit triphasé.
    • La figure 10 est une représentation schématique permettant d'illustrer les possibilités de combinaisons multiples du dispositif de commutation selon l'invention.
    • La figure 11 est une représentation schématique d'un dispositif de commutation monté en inverseur.
    • La figure 12 représente un dispositif de commutation réalisé à l'aide de blocs de fonction de structure modulaire.
  • Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le dispositif de commutation comprend tout d'abord un interrupteur commandable 1, logé à l'intérieur d'un boîtier 2, et comportant, de façon classique :
    • - deux éléments de contact fixes 3, 4 portés par deux conducteurs respectifs 5, 6 montés sur la paroi supérieure 7 du boîtier 2 ;
    • - un équipage mobile comprenant un porte-contact mobile 8 en un matériau électriquement conducteur et sur lequel sont montés deux éléments de contact mobiles 9, 10 destinés à coopérer avec les éléments de contact fixes respectifs 3, 4 ;
    • - un organe de manoeuvre consistant en un poussoir 12, en un matériau électriquement isolant, solidaire du porte-contact mobile 8 et passant au travers d'un orifice 12' prévu dans la paroi supérieure 7 du boîtier 2, dans l'espace compris entre les deux éléments de contact fixes 3, 4, et
    • - un ressort 13, disposé entre la paroi inférieure 14 du boîtier 2 et le porte-contact mobile 8 de manière à exercer une force tendant à amener les éléments de contact mobiles 9, 10 contre les éléments de contact fixes 3, 4.
  • Bien entendu, cet interrupteur peut en outre comprendre tous les équipements dont sont habituellement munis les interrupteurs tels que, par exemple, des ailettes de fractionnement des arcs 15, canaux de décompression, etc... Par ailleurs, les conducteurs 5 et 6 présentent une forme repliée permettant le développement des forces de répulsion agissant sur le porte-contact mobile 8 sous l'effet du courant circulant dans l'interrupteur.
  • Il est clair que du fait de l'action du ressort 13, cet interrupteur se trouve en position normalement fermée, l'ouverture étant alors obtenue en exerçant sur le poussoir 12 une pression axiale antagoniste à celle du ressort 13.
  • Comme précédemment mentionné, on peut distinguer deux types de commande d'ouverture de cet interrupteur 1, à savoir les commandes dites usuelles qui ne nécessitent pas de coupures brutales du circuit et les commandes exigeant des vitesses de coupure élevées, par exemple pour éviter la détérioration des éléments de contact 3, 4, 9, 10 par l'arc de coupure. Les commandes du premier type sont assurées par une action directe sur le poussoir 12, tandis que les commandes du deuxième type sont assurées par l'intermédiaire d'un déclencheur à accumulation d'énergie potentielle 16.
  • Dans l'exemple représenté sur la figure 1, à titre de commande du premier type, on a simplement représenté un électroaimant 17 logé à l'intérieur d'un boîtier 18 dont l'armature mobile 19 est accouplée à un levier oscillant 20 dont un bras 21 passe au travers du boîtier 18 et coopère avec le poussoir 12 de la façon suivante : A l'état excité, l'armature mobile 19 de l'électroaimant vient s'appliquer contre l'armature fixe 19' en faisant pivoter le levier 20 qui, en se dégageant de la butée 32, libère le poussoir 12 ; sous l'effet du ressort 13, les éléments de contact mobiles 9, 10, portés par le porte-contact 8, viennent donc s'appliquer sur les éléments de contact fixes 3, 4, l'interrupteur est alors à l'état fermé.
  • Dès que le courant cesse de circuler dans la bobine de l'électroaimant, l'armature mobile 19 qui se trouve sollicitée par un ressort (non représenté) s'écarte de l'armature fixe 19' ; le levier 20 bascule alors en repoussant le poussoir 12 à l'encontre de l'action du ressort 13, de sorte que les éléments de contact mobiles 9, 10 se trouvent écartés des éléments de contact fixes 3, 4 ; l'interrupteur est alors à l'état ouvert.
  • Bien entendu, l'invention ne se limite pas à ce seul mode de commande du premier type. A ce titre, l'interrupteur 1 pourrait également être actionné par un dispositif de commande manuel ou automatique agissant directement ou par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission sur le poussoir. Un tel mécanisme de transmission pourrait éventuellement comprendre, comme représenté en traits interrompus, une came 23 ou analogue, montée sur un axe rotatif 23' dont les mouvements de rotation sont commandés par un ou plusieurs dispositifs de commande. On notera en outre que l'axe 23' peut comprendre plusieurs cames coopérant chacune avec le poussoir d'un interrupteur respectif.
  • Les commandes du second type font quant à elles intervenir un dispositif de déclenchement à accumulation d'énergie potentielle 16 qui comprend, comme représenté sur la figure 1, une tige d'actionnement 24 située au droit du poussoi 12, un poussoir de réarmement 25 et un déclencheur 26.
  • Comme cela sera expliqué plus en détail à propos des figures 2 à 5, à l'état armé du dispositif de déclenchement 16, la tige d'actionnement 24 se trouve en position rentrée, position dans laquelle elle ne sollicite pas le poussoir 12 et habilite ainsi la fermeture de l'interrupteur 1. A partir de cette position, la phase de déclenchement s'obtient par un basculement du déclencheur 26 sous l'effet d'une action de commande (flèche 27). Ce basculement provoque un déploiement brutal de la tige d'actionnement 24 qui vient repousser le poussoir 12 en provoquant une ouverture à grande vitesse de l'interrupteur 1.
  • Ainsi, dans l'exemple représenté sur la figure 2, l'électroaimant est excité et le dispositif de déclenchement 16 est à l'état armé, état dans lequel la tige d'actionnement 24 est à l'état rétracté, tandis que le poussoir de réarmement 25 est à l'état enfoncé. Le poussoir 12 de l'interrupteur 1 n'est donc pas sollicité par une action extérieure et, en conséquence, l'équipage mobile sollicité par le ressort 13 est disposé en position de fermeture.
  • Il convient de noter que dans cet exemple, le dispositif de déclenchement comprend, à proximité du poussoir de réarmement 25, un poussoir d'arrêt 28, pouvant prendre deux positions inverses de celles du poussoir de réarmement 25, c'est-à-dire :
    • - une position déployée lorsque le poussoir de réarmement 25 est enfoncé, et
    • - une position enfoncée lorsque le poussoir de réarmement 25 est déployé.
  • L'enfoncement de ce poussoir d'arrêt 28, à partir de sa position déployée, provoque le passage à l'état déclenché du dispositif de déclenchement 16.
  • Comme précédemment mentionné, une action de commande exercée sur le déclencheur 26 dans le sens de la flèche 27 provoque le passage à l'état déclenché du dispositif de déclencheur. Au cours de la phase de déclenchement, sous l'effet de l'énergie potentielle stockée dans le dispositif de déclenchement 16, la tige d'actionnement 24 passe brutalement à l'état déployé en refoulant le poussoir 12, et en amenant, en conséquence, l'interrupteur 1 à l'état ouvert. Parallèlement, le poussoir d'armement 25 se dispose à l'état déployé, tandis que le poussoir d'arrêt 28 passe à l'état enfoncé (figure 3).
  • Dans cette position, l'électroaimant peut demeurer à l'état excité et rester dans la position où il se trouve dans les figures 2 et 3. Toutefois, le dispositif de déclenchement 16 peut également provoquer l'ouverture d'un contact auxiliaire interrompant l'alimentation de la bobine de l'électro-aimant, lorsqu'il se trouve à l'état déclenché. Dans ce cas, l'ouverture de l'interrupteur 1 par le dispositif de déclenchement se trouve confirmée par l'action du levier 20 qui vient alors prendre appui sur le poussoir 12, comme représenté figure 5.
  • Le retour à l'état armé du dispositif de déclenchement 16 s'obtient en exerçant sur le poussoir d'armement 25 une pression manuelle ou éventuellement automatique, provoquant son enfoncement.
  • Cette action entraîne à la fois, le retour du poussoir d'arrêt 28 en position déployée, le retour de la tige d'actionnement 24 à l'état rétracté et l'accumulation d'une quantité déterminée d'énergie potentielle destinée à être appliquée sur la tige d'actionnement 24 lors de la phase de déclenchement.
  • Lorsqu'il se trouve à l'état armé, le dispositif de déclenchement 16 ne s'oppose pas aux actions de commande exercées directement sur le poussoir 12 de l'interrupteur 1. Ainsi, par exemple, l'électroaimant pourra agir indépendamment sur l'interrupteur 1 en provoquant, selon le cas, soit son ouverture, soit sa fermeture.
  • Dans l'exemple représenté sur la figure 4, le dispositif de déclenchement 16 se trouve à l'état armé, tandis que l'électroaimant est à l'état désexcité. Dans cette position, sous l'effet du ressort, l'armature mobile 19 de l'électroaimant s'est écartée de l'armature fixe 19' et a provoqué un basculement du levier 20 dont le bras 21 vient alors, par son extrémité, appuyer sur le poussoir 12, et maintenir ainsi l'interrupteur 1 à l'état ouvert.
  • Dans l'exemple représenté sur la figure 1, la commande du déclencheur 26 du dispositif de déclenchement 16 est assurée, d'une part, par un électroaimant 29 faisant partie d'un dispositif de protection par exemple contre les surintensités brutales ou les court-circuits, et par un dispositif de transmission comprenant une came 30 coopérant avec le déclencheur 26 et montée sur un axe rotatif 31 pouvant être entraîné en rotation par un ou plusieurs dispositifs de commande prévus pour effectuer une coupure brusque de l'interrupteur. Il convient de noter à ce sujet que ces dispositifs de commande peuvent à la fois agir sur le déclencheur 26 et sur le poussoir 12 de l'interrupteur 1 ou le dispositif de transmission 23, 23' qui lui est associé.
  • La figure 6 est un schéma théorique d'un contacteur à haut pouvoir de coupure réalisable à partir d'une structure telle que celle représentée figure 1.
  • Dans cet exemple, l'interrupteur comprend au moins deux éléments de contact fixes 3, 4 raccordés aux deux parties 33, 34 d'une ligne de transport de courant. A ces deux éléments de contact fixes 3, 4 sont associés deux éléments de contact mobiles 9, 10 montés sur un porte-contact mobile 8 sollicité par un ressort 13 qui exerce une force F tendant à refermer l'interrupteur. L'ouverture de cet interrupteur peut être provoquée par une pluralité de moyens capables d'exercer sur l'équipage mobile 8 une force antagoniste à celle du ressort 13 et de valeur plus élevée. Dans cet exemple, ces moyens comprennent plus particulièrement :
    • - un dispositif de commande automatique A pouvant consister en l'électroaimant représenté sur les figures 1 et 2 à 5 ; ce dispositif de commande pouvant en outre comprendre quatre contacts auxiliaires K1, K2, K3 et K4 montés en série dans le circuit d'alimentation de la bobine B de l'électroaimant, comme représenté figure 7 ;
    • - un dispositif de commande M sensible à un manque de tension, par exemple sur les circuits de contrôle, le contact référencé CI figurant la commande par manque de tension, et
    • - un dispositif de déclenchement S du type de celui précédemment décrit dont le déclencheur est commandé par un détecteur de surintensité I, par un organe de détection Rth d'une élévation d'intensité se prolongeant dans le temps, par un détecteur de défaut D sensible à un défaut constaté dans la ligne ou dans un appareil alimenté par la ligne, ce détecteur de défaut pouvant avoir une action instantanée ou temporisée, directe ou différentielle, etc..., et par un organe de commande manuelle Ma.
  • Le dispositif de déclenchement S peut en outre actionner, grâce à une liaison mécanique ou électrique l'interrupteur auxiliaire KI de manière à provoquer la coupure du circuit qui alimente la bobine de l'électroaimant du dispositif de commande automatique A, en vue de confirmer la coupure de l'interrupteur provoqué par le dispositif de déclenchement S.
  • De même, l'organe de détection Rth, le détecteur de défaut D et le dispositif de commande M peuvent respectivement agir, d'une façon analogue sur les contacts auxiliaires K2, Kq, K4 du circuit d'alimentation de la bobine B de l'électroaimant A.
  • Il ressort clairement de la figure 6 que seuls le dispositif de commande A et le dispositif de commande sensible à un manque de tension M agissent directement sur l'équipage mobile 8 de l'interrupteur. Ceci implique que l'action de ces dispositifs de commande A et M soit suffisamment puissante et suffisamment rapide pour obtenir une bonne commutation. Par contre, les moyens de commande ayant des mouvements trop lents et/ou insuffisamment puissants tels que l'organe de détection Rth, le détecteur de défaut D, le détecteur de surintensité I, et l'organe de commande manuelle Ma agissent sur le dispositif de déclenchement S.
  • Une attention particulière doit être apportée aux fonctions Rth et D. Ainsi qu'il vient d'être dit, ces protections agissent, respectivement par les liaisons m et o, sur le dispositif de déclenchement S quand on veut une vitesse d'ouverture de C supérieure à celle obtenue par le dispositif à commande directe. Il est bien évident que lorsque les surcharges surveillées par Rth et/ou lorsque les défauts détectés par D peuvent être supportés pendant des durées nettement supérieures au temps de réponse du dispositif à commande directe, le dispositif de déclenchement peut ne pas être nécessaire et les susdites protections n'agissent alors que sur les contacts auxiliaires K2, K3 par les liaisons respectives n et p.
  • Il convient de noter que l'invention ne se limite pas à un interrupteur présentant une structure telle que celle représentée sur les figures 1 à 6.
  • En effet, cet interrupteur pourrait tout aussi bien comprendre un équipage mobile comprenant une pluralité de couples, éléments de contact fixes/éléments de contact mobiles, conçus pour un fonctionnement de type normalement ouvert et/ou de type normalement fermé.
  • A titre d'exemple, les figures 8 et 9 représentent schématiquement un dispositif de commutation pour circuit triphasé faisant intervenir, montés sur un même équipage mobile, trois couples d'éléments de contact mobiles 9', 9", 9"'-10', 10", 10"' coopérant avec trois couples d'éléments de contact fixes 3', 3", 3"' - 4', 4", 4"' respectifs. Dans cet exemple, l'équipage mobile 35 qui est, comme précédemment, sollicité par un ressort 36, comprend trois évidements ou cages 37 au travers de chacun desquels passe un porte-contact mobile 38 muni de deux contacts mobiles 9' - 10', . 9" - 10", 9"' - 10"' qui coopèrent avec deux contacts fixes respectifs 3' - 4', 3" - 4", 3"' - 4"'. La liaison entre chacun des porte-contacts mobiles et l'équipage mobile est assurée par un ressort de compression 38'agissant dans le même sens que le ressort 36.
  • Ainsi, l'équipage mobile 35, qui peut être réalisé en un matériau léger pour permettre d'obtenir des vitesses de coupure élevées, est rappelé en position de travail (position fermée de l'interrupteur) par le ressort 36, les forces au contact étant fournies par les ressorts 38'.
  • La figure 10 illustre les multiples compositions que peut prendre le dispositif de commutation selon l'invention.
  • Ce dispositif de commutation fait intervenir trois interrupteurs commandables, à savoir :
    • - un interrupteur de type normalement ouvert 40, comprenant au moins deux éléments de contact fixes 41, au moins deux éléments de contact mobiles 42 portés par un équipage mobile 43 sollicité par un ressort 44 dans le sens de l'ouverture et un poussoir 45 solidaire de l'équipage mobile 43,
    • - un interrupteur 46 de type normalement fermé d'un type similaire à celui représenté sur la figure 1 et comprenant, au moins, deux éléments de contact fixes 3, 4, deux éléments de contact mobiles 9, 10 portés par un équipage mobile 8 sollicité à la fermeture par un ressort 13 et un poussoir 12 solidaire de l'équipage mobile 8, et
    • - un interrupteur 47 comprenant au moins deux contacts à fonctionnement inversé, à savoir un premier contact faisant intervenir un élément de contact fixe 48 et un élément de contact mobile 49 monté à l'une des extrémités d'un levier oscillant 50, et un second contact faisant intervenir un élément de contact fixe 51 et un élément de contact mobile 52 monté à l'autre extrémité du levier oscillant 50, ce levier oscillant étant sollicité d'un côté par un ressort 53 tendant à assurer l'ouverture de l'un des contacts et la fermeture de l'autre, et étant solidaire, de l'autre côté, d'un poussoir de commande 54.
  • L'interrupteur 40 est commandé par un dispositif de commande automatique 55, par un dispositif de commande manuelle 5e à déclenchement brusque et un dispositif de transmission 57 actionné par l'organe de manoeuvre 58 d'un dispositif de déclenchement 59 du type de celui précédemment décrit.
  • L'interrupteur 46 est commandé, par le dispositif de transmission 57, par un dispositif de commande manuelle 60 à déclenchement brusque et par un dispositif de transmission 61 actionné notamment par un dispositif de commande automatique 62.
  • Avantageusement les dispositifs de commande automatique 55 et 62 sont conçus de manière à avoir une vitesse d'actionnement suffisante pour assurer la commutation dans les conditions de charge normales (ils peuvent consister par exemple en des électroaimants).
  • L'interrupteur 47 est commandé par le dispositif de transmission 61 et par un dispositif de déclenchement 63 analogue au dispositif 59.
  • Le déclencheur 64 du dispositif de déclenchement 59 est lui- même commandé par deux dispositifs de commande et/ou de protection 65, 66, et par un dispositif de transmission 67 actionné par deux dispositifs de commande et/ou de protection 68, 69.
  • Le déclencheur 71 du dispositif de déclenchement 63 est quant à lui commandé par le dispositif de transmission 67 et par un dispositif de commande et/ou de protection 72 par exemple.
  • Par ailleurs, le dispositif de transmission 67 agit sur le dispositif de transmission 61.
  • A titre indicatif, les dispositifs de commande et/ou de protection 65 et 66 peuvent respectivement consister en un dispositif de protection thermique et un dispositif de commande manuelle. Les dispositifs de commande 68 et 69 peuvent consister en des déclencheurs à manque de tension, des déclencheurs magnétiques, etc... qui constituent des protections à action rapide. Le dispositif 72 peut alors consister en un poussoir pneumatique, hydraulique, etc... de vitesse quelconque.
  • Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la configuration précédemment décrite, étant entendu qu'il existe de multiples combinaisons possibles, que l'homme de l'art pourra utiliser en fonction du problème spécifique qui lui est posé.
  • Ainsi les poussoirs 45, 12, 54 des interrupteurs 40, 46 et 47 peuvent être reliés par une tige de transmission schématisée sur la figure 10 par la réunion des dispositifs de transmission 57 et 61 et par les extensions représentées en traits interrompus, de manière à obtenir une commande simultanée des trois interrupteurs 40, 46 et 47 quel que soit l'ordre de commande.
  • Cette tige de transmission est par ailleurs conçue de manière à être actionnée par les dispositifs de commande automatique 55, 62, par les dispositifs de déclenchement 59, 63 et par les dispositifs de commande manuelle à déclenchement brusque 56 et 60 dont on a représenté les liaisons respectives en traits interrompus.
  • A titre d'exemple, la figure 11 montre un dispositif de commutation assurant la fonction d'inverseur. Ce dispositif fait intervenir :
    • - deux interrupteurs 75, 76 de type normalement fermé comprenant chacun trois couples de contact fixes 77, 78 (dont un seul a été représenté) coopérant avec trois couples respectifs de contact mobiles 79, 80 portés par un équipage mobile 81, 82 sollicité par un ressort 83, 84 et muni d'un poussoir 85, 86,
    • - deux dispositifs de commande automatique consistant chacun en un électroaimant 87, 88 du type de ceux précédemment décrits, dont on n'a représenté que l'armature fixe 89, 90 et l'armature mobile 94, 95, et
    • - un dispositif de déclenchement du type de celui précédemment décrit incluant, pour la commande du déclencheur, les dispositifs de commande et de protection.
  • Dans cet exemple, l'armature mobile 94, 95 de chacun des électroaimants comprend deux tourillons 96, 97 latéraux sur lesquels viennent s'engager les extrémités 98, 99 en forme de fourche d'un levier oscillant formé à l'aide d'un fil métallique ou plastique en forme de U dont les ailes 101, 102 sont repliées à angle droit dans leur partie médiane en formant une boucle 103, 103' au travers de laquelle passe un axe d'articulation 104, 105. L'âme 106 de ce levier oscillant porte un patin 107 situé au droit du poussoir 85, 86 de l'interrupteur correspondant 75, 76. Le fonctionnement des deux contacteurs constitués par les interrupteurs 75, 76 et les électroaimants 87, 88 est identique à celui précédemment décrit. Cependant, pour obtenir la fonction d'inverseur, le circuit d'alimentation des bobines des deux électroaimants 87, 88 est prévu, de manière à ce que, quand l'une des bobines est excitée, l'autre est au repos.
  • Ainsi, dans l'exemple représenté sur la figure 11, l'électroaimant 87 est excité et, en conséquence, l'interrupteur 75 se trouve en position fermée. A l'inverse, l'électroaimant 88 est au repos et maintient ouvert l'interrupteur 76.
  • En outre, aux deux électroaimants 87, 89 est associé un dispositif de verrouillage mécanique L1, L2 permettant le maintien à l'état ouvert de l'un des électroaimants quand le deuxième est fermé.
  • Dans cet exemple, le dispositif de déclenchement 93 est conçu pour agir sur les poussoirs 85, 86 des interrupteurs 75, 76 par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission consistant en un palonnier en forme de U dont les ailes 109, 110 sont articulées par leurs extrémités sur les tourillons 104 et 105 et dont l'âme 111 porte, au droit des poussoirs 85, 86 des patins d'appui 113, 114. La tige d'actionnement l12 du dispositif de déclenchement 93 est alors conçue de manière à agir sur la partie centrale de l'âme 111 du palonnier. Ainsi, lors du déclenchement, la tige d'actionnement 112 qui passe à l'état déployé, provoque le basculement du palonnier 109, 110, 111. Au cours de ce basculement, le poussoir 85 de l'interrupteur 75 qui se trouvait à l'état fermé est brutalement repoussé par le patin d'appui 113 correspondant, jusqu'à l'ouverture totale de l'interrupteur
  • 75. Par contre, l'interrupteur 76 déjà ouvert ne se trouve pas sollicité. Quel que soit l'état d'excitation des électroaimants 87, 88, les interrupteurs demeureront ensuite à l'état ouvert tant que le réarmement du dispositif de déclenchement 93 ne sera pas effectué.
  • Le fait de n'associer aux deux dispositifs de commande automatique 87, 88 qu'un seul dispositif de déclenchement 93 constitue un avantage économique évident surtout si l'on considère que le réglage des protections est identique à ce qu'il serait si le dispositif de déclenchement n'était associé qu'à un seul dispositif de commande automatique comme pour le cas de la commande d'un moteur à un seul sens de marche.
  • Un avantage important du dispositif de commutation selon l'invention, consiste en ce qu'il peut être réalisé par un assemblage approprié d'éléments modulaires, à savoir
    • - au moins un élément modulaire de base incorporant le susdit dispositif interrupteur et, selon le cas,
    • - au moins un élément modulaire de commande automatique incluant un électroaimant, et/ou
    • - au moins un élément modulaire de commande de commutation rapide incluant le susdit dispositif de déclenchement ainsi qu'éventuellement un ou plusieurs dispositifs de protection, et/ou
    • - au moins un élément modulaire de protection destiné à agir sur le dispositif de déclenchement.
  • Dans ce cas, les susdits éléments modulaires de commande automatique, de commande de commutation rapide et de protection comprennent des moyens permettant leur assemblage et leur fixation sur l'élément de base, ainsi que des moyens de couplage électriques et de transmission mécanique appropriés aptes à réaliser les liaisons électriques et les transmissions mécaniques précédemment décrites.
  • Ainsi, à titre d'exemple, la figure 12 montre un contacteur du type de celui représenté sur la figure 1 comprenant :
    • - un élément modulaire de base 120 de forme sensiblement rectangulaire avec une face avant étagée 121 conçue pour permettre l'assemblage des éléments modulaires de commande et/ou de protection ; et une face arrière 122 comprenant un évidement transversal 123 de profil sensiblement en queue d'aronde pour permettre sa fixation sur un rail de fixation ; cet élément modulaire de base comprenant en outre des moyens de connexion amont 124 et des moyens de connexion aval respectivement prévus sur ses deux extrémités opposées 125, 126,
    • - un élément modulaire de commande automatique 127 qui vient se monter sur la face 121 du module de base 120, du côté des moyens de connexion amont, cet élément comprenant un dispositif de connexion 128 pour le raccordement de la bobine de l'électroaimant, et
    • - un élément modulaire de commande de commutation rapide 129, dont on voit le poussoir d'armement 130 et le poussoir d'arrêt 131.
  • Dans cet exemple, les éléments modulaires 127, 129 sont munis de trous de passage 132, 133 pour permettre l'accès aux moyens de connexion amont et aval 124 de l'élément modulaire de base 120.

Claims (17)

1. Dispositif de commutation à composition variable réalisable à partir d'un ensemble d'éléments modulaires assemblables les uns aux autres en vue d'obtenir diverses fonctions de commutation telles que celles d'un interrupteur, d'un contacteur, d'un contacteur-disjoncteur, ledit ensemble comprenant, d'une part, au moins un élément modulaire de base incorporant un dispositif interrupteur commandable comportant :
- au moins un élément de contact fixe (3, 4),
- un équipage mobile (8) comprenant au moins un élément de contact mobile (9, 10) et pouvant se déplacer entre deux positions, à savoir, une position dans laquelle l'élément de contact mobile (9, 10) est en contact avec l'élément de contact fixe (3, 4), et une position dans laquelle l'élément de contact mobile (9, 10) est écarté de l'élément de contact fixe (3, 4),
- des moyens élastiques (13) exerçant sur l'équipage mobile (8) un effort tendant à l'amener dans une première des deuxdites positions, et
- un organe de manoeuvre (12) solidaire de l'équipage mobile (8) ou faisant corps avec celui-ci, cet organe de manœu- vre (12) comprenant au moins une surface d'appui sur laquelle peut être appliquée une force de commande antagoniste à celle des moyens élastiques pour amener l'équipage mobile (8) dans la secbnde position,
et d'autre part, au moins deux types d'éléments modulaires de commande pouvant s'assembler sur le module de base, à savoir :
- un élément modulaire de commande de commutation directe comprenant des moyens d'actionnement à action directe, aptes à exercer sur la surface d'appui d'au moins un module de base, une action de commande suffisamment rapide avec une force suffisante pour assurer une commutation correcte ;
- un élément modulaire de commande de commutation indirecte comprenant des moyens d'actionnement qui, en réponse à un ordre trop lent ou à énergie insuffisante pour assurer une commutation correcte agissent sur la surface d'appui d'au moins un élément modulaire de base par l'intermédiaire d'un dispositif de déclenchement à accumulation (16) d'énergie potentielle,
caractérisé en ce que ledit dispositif de déclenchement à énergie potentielle peut prendre deux états stables, à savoir, un état armé et un état déclenché, ainsi que deux phases transitoires à savoir une phase d'armement et une phase de déclenchement, ce dispositif de déclenchement (16) comprenant plus particulièrement :
- des moyens d'actionnement (24) pouvant prendre successivement deux positions stables correspondant aux deux susdits états, à savoir, une position déclenchée dans laquelle ils exercent sur la surface d'appui de l'organe de manoeuvre (12) du dispositif interrupteur (1) une action antagoniste à celle des moyens élastiques, pour assurer le maintien de l'équipage mobile dans la seconde position, et une position armée dans laquelle ils autorisent le retour de l'équipage mobile (8) dans la première position ;
- des moyens d'accumulation d'énergie potentielle propres à stocker de l'énergie potentielle, lors de la phase d'armement, et de la restituer, sous forme d'énergie mécanique sur les moyens d'actionnement (24) pour provoquer le passage de l'équipage mobile (8) de la première à la seconde position, lors de la phase de déclenchement ;
- un dispositif d'armement comprenant au moins un organe d'armement (25) sur lequel peut être appliquée une énergie lors de la phase d'armement et un mécanisme d'armement propre à faire passer, sous l'effet de ladite énergie, les moyens d'actionnement (24) de la position déclenchée à la position armée et, parallèlement, à transmettre aux moyens d'accumulation une partie de ladite énergie, et
- un déclencheur comprenant au moins un organe de déclenchement (26) sur lequel peut être appliquée au moins une action de commande pour engendrer la phase de déclenchement, cette action de commande pouvant être produite par un ou plusieurs dispositifs de commande et/ou de protection destinés à provoquer un changement d'état brusque de l'interrupteur.
2. Dispositif selon la revendication 1 faisant intervenir au moins un élément modulaire de base, un élément modulaire de commande de commutation directe et un élément modulaire de commande de commutation indirecte utilisant un dispositif de déclenchement à accumulation d'énergie potentielle,
caractérisé en ce que ledit dispositif de déclenchement, à l'état armé habilite l'action de l'élément modulaire de commande de commutation directe et le rend inopérant à l'état déclenché.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en qu'il comprend des moyens de liaison permettant de solidariser les organes de manoeuvre d'au moins deux éléments modulaires de base assemblés l'un à l'autre, et en ce que lesdits éléments modulaires de commande de commutation directe et ledit dispositif de déclenchement à accumulation d'énergie potentielle, agissent sur lesdits moyens de liaison.
4. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs dispositifs interrupteurs (40, 41) associés à un dispositif de déclenchement brusque (59) et un dispositif de transmission mécanique (57) assurant la liaison entre les moyens d'actionnement (58) du dispositif de déclenchement (59) et la surface d'appui des organes de manoeuvre (12, 45) desdits interrupteurs (40, 46).
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'un au moins des susdits éléments modulaires de commande de commutation directe consiste en un dispositif de commande automatique comprenant un électroaimant dont l'armature est accouplée à un levier oscillant (20) dont un bras (21) coopère avec l'organe de manoeuvre d'au moins un élément modulaire de base, directement ou par l'intermédiaire de moyens de transmission mécanique.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de transmission mécanique (61) des actions de commande de plusieurs éléments modulaires de commande de commutation directe (68, 69) sur la surface d'appui de l'organe de manoeuvre (12) d'un élément modulaire de base.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le déclencheur (64) du dispositif de déclenchement (59) est relié à plusieurs dispositifs de commande et/ou de protection (68, 69) par l'intermédiaire de moyens de transmission mécanique (67).
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'organe d'armement (25) du dispositif de déclenchement (16) est actionnable à la main.
9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que ledit dispositif interrupteur (47) comprend un ou plusieurs couples d'éléments de contact mobiles et fixes (48-49, 51-52) pouvant chacun assurer la fonction d'interrupteur de type normalement fermé et/ou normalement ouvert.
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, faisant intervenir un électroaimant de commande automatique (A) agissant sur la surface d'appui de l'organe de manœuvre d'au moins un interrupteur, et un dispositif de déclenchement (S) dont le déclencheur est commandé par au moins un dispositif de détection,
caractérisé en ce que ledit dispositif de déclenchement (S) comprend des moyens pour provoquer la coupure du circuit qui alimente la bobine dudit électroaimant (A).
11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, faisant intervenir un électroaimant de commande automatique (A) apte à agir sur la surface d'appui de l'organe de manœuvre d'au moins un interrupteur, et au moins un dispositif de commande et/ou de protection (M) destiné à agir également sur ladite surface d'appui,
caractérisé en ce que ledit dispositif de commande et/ou de protection (M) comprend des moyens pour provoquer la coupure du circuit qui alimente la bobine de l'électroaimant (A).
12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11,
caractérisé en ce que l'un au moins des dispositifs de détection commandant le déclencheur du dispositif de déclenchement (S) comprend des moyens pour provoquer la coupure du circuit qui alimente la bobine de l'électroaimant (A).
13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le susdit dispositif de détection consiste en un organe de détection (Rth) d'une élévation d'intensité se prolongeant dans le temps, et/ou en un détecteur de défaut (D) sensible à un défaut constaté dans la ligne ou dans un appareil alimenté par la ligne et/ou en un détecteur de surintensité (I) sensible à des courts- circuits.
14. Dispositif selon l'une des revendications 1, 5, 6, 9, 11 et 13,
caractérisé en ce que le susdit dispositif de détection peut n'agir que sur le circuit qui alimente la bobine de l'électroaimant (A).
15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'il comprend :
- deux dispositifs interrupteurs (75, 76);
- un premier et un deuxième électroaimants (87, 88) conçus pour agir respectivement sur les organes de manoeuvre des deux interrupteurs,
- un circuit d'alimentation conçu de manière à alimenter alternativement l'un ou l'autre desdits électroaimants (87, 88), et
- un dispositif de déclenchement (93) conçu pour agir sur les organes de manœuvre (85, 86) des deux interrupteurs (75, 76) par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission (109, 110, 111).
16. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de verrouillage mécanique (L1, L2) permettant le verrouillage à l'état ouvert du premier électroaimant quand le deuxième est à l'état fermé et inversement le verrouillage à l'état ouvert du deuxième électroaimant quand le premier est à l'état fermé.
17. Dispositif selon les revendications 15 et 16, caractérisé en ce que le dispositif de déclenchement (93) associé aux deux électroaimants (87, 88) et aux deux interrupteurs (75, 76) est rigoureusement identique au dispositif de déclenchement associable à un seul électroaimant et un seul dispositif interrupteur pour constituer un discontacteur de même calibre.
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