EP0309311B1 - Disjoncteur-limiteur - Google Patents

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Publication number
EP0309311B1
EP0309311B1 EP88402271A EP88402271A EP0309311B1 EP 0309311 B1 EP0309311 B1 EP 0309311B1 EP 88402271 A EP88402271 A EP 88402271A EP 88402271 A EP88402271 A EP 88402271A EP 0309311 B1 EP0309311 B1 EP 0309311B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
opening
circuit breaker
contacts
contact bridge
arcing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP88402271A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0309311A1 (fr
Inventor
Pierre Barnel
François Lindeperg
Jean-Pierre Nebon
Philippe Perrier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merlin Gerin SA
Original Assignee
Merlin Gerin SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merlin Gerin SA filed Critical Merlin Gerin SA
Publication of EP0309311A1 publication Critical patent/EP0309311A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0309311B1 publication Critical patent/EP0309311B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/222—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electrodynamic repulsion
    • 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
    • H01H9/0072—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00 particular to three-phase switches

Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker-limiter with rapid opening control of contacts by Thomson effect, comprising, by pole, a movable element having a movable main contact bridge forming a main circuit with a pair of fixed main contacts connected to pads current supply, a movable arcing contact bridge forming with a pair of fixed arcing contacts an arcing circuit connected in parallel on the main circuit, a mechanism for controlling the moving equipment, for the opening of the main circuit and of the arc circuit, comprising a Thomson-effect propellant, a device for locking the moving element in the open position of the contacts and an unlocking control device, the main contact bridge being arranged between the fixed main contacts and the Thomson effect propellant, the mobile assembly comprising a drive rod secured to the main contact bridge, the Th effect propellant omson comprising an annular opening coil surrounding said rod and an opening disc arranged opposite the opening coil.
  • the opening disc is movable relative to said rod
  • the Thomson effect propellant member comprising an annular piston integral with the drive rod, springs being arranged between the opening disc and the piston , so that the current supply to the opening coil causes the opening disc and the piston to repel and the drive rod to move to the contact opening position, said springs bringing the disc back opening in the rest position opposite the opening coil at the end of the opening stroke.
  • the circuit breaker comprises two breaking chambers arranged on either side of the arcing circuit, the circuit breaker housing being constituted by the assembly of an intermediate housing containing the breaking chambers and an assembly contact comprising the movable contacts and their drive members, a lower housing on the rear face of which the power supply pads protrude and carrying the fixed contacts, and a cover protecting the elements of the control mechanism of the moving part, arranged in the upper part of the housing.
  • circuit breaker-limiter The maintenance of the circuit breaker-limiter is facilitated by the provision of a contact sub-assembly, of molded plastic material, with movable contact bridges and which can be removed as a whole from the circuit-breaker-limiter after removal of the lower housing constituting the bottom of the device.
  • a pole of a circuit breaker-limiter comprises a pair of fixed main contacts connected to pads 10, 12 of protruding current supply, on the rear face of the circuit-breaker-limiter, outside of a lower housing 14.
  • the fixed main contacts cooperate with a main contact bridge 16, possibly constituted by several elements 17 arranged in parallel, belonging to a contact sub-assembly 18, shown in more detail, in exploded view, on Figure 5, an operating rod 20 controlling the opening of the contacts.
  • the operating rod 20 is biased towards the open position, represented in FIG. 2, by a Thomson effect actuating member, disposed in the upper part of the circuit breaker and constituted by an annular opening coil 22 opposite which is arranged an annular opening disc 24, of conductive material.
  • a Thomson effect actuating member disposed in the upper part of the circuit breaker and constituted by an annular opening coil 22 opposite which is arranged an annular opening disc 24, of conductive material.
  • the supply of the opening coil by an electric discharge, for example from a capacitor bank (not shown), results in the creation of currents induced in the opening disc, causing, by Thomson effect, a sudden repulsion of the disc.
  • the opening disc 24 is associated with an annular piston 26, made of conductive material, secured to the operating rod 20.
  • the command to open causes the opening disc 24 to move simultaneously upwards. , of the piston 26 and of the operating rod 20, thus causing the opening of the contacts.
  • the upper end of the operating rod is integral with a hooking ring 28 which cooperates with a hooking device, of the half-moon type 30, so as to automatically lock the operating rod in position opening (fig. 2).
  • the hooking ring 28 could possibly be replaced by a wider part forming an integral part of the drive rod.
  • the two-part solution shown in the figures, is preferred because it facilitates both maintenance and assembly.
  • the rod and the piston remain locked in the open position, while the opening disc 24 , which is not secured to the operating rod, returns, under the action of springs, not shown, arranged between the disc and the piston, to its initial position facing the opening coil 22.
  • An arcing circuit is connected in parallel to the terminals of the main circuit and comprises two fixed arcing contacts 32, connected to the pads 10, 12 and the upper ends of which are arranged in arcing horns, these fixed arcing contacts cooperating with a movable arcing contact bridge 34, possibly constituted by several elements 35 in parallel (FIG. 5).
  • the contact sub-assembly 18 is arranged so that the upward movement of the operating rod 20 first causes the displacement of the main contact bridge 16 and the switching of the current in the arcing circuit, then the opening of the arc circuit by moving the arc contact bridge 34 upwards.
  • Two breaking chambers 36 of conventional type, arranged on either side of the operating rod 20, ensure the extinction of the two arcs coupled in series when the arc circuit is opened.
  • the movable arcing contacts consist of two sub-groups of movable arcing contact bridges 35, arranged on either side of the operating rod 20, so as to obtain the formation of two arcs in series in the plane of Figure 1, these two arcs being in parallel on two other arcs, themselves in series in a plane parallel to the previous one.
  • Four breaking chambers are then arranged so as to extinguish the four arcs.
  • the circuit breaker includes an unlocking device allowing the contacts to return to the closed position under the action of return springs 38 and 40 acting respectively on the main contact bridge 16 and on the arcing contact bridge 34.
  • the unlocking device intended to break the blocking of the hooking ring 28 by the half-moon 30, preferably uses the Thomson effect.
  • a closing coil 42 causes, when it is supplied by an electric discharge, for example by means of capacitors (not shown), the sudden repulsion of a closing disc 44 which is normally biased in position for approaching the coil by springs not shown in the figures.
  • the upward movement of the closing disc 44 causes the pivoting of a closing bar 46, causing the displacement of a closing rod 48.
  • the latter acts on the half-moon 30 so as to unlock the hooking ring 28.
  • a signaling element 50 is mounted on a fixed bearing 52, so as to be able to pivot under the action of torsion springs, from a closed position (fig. 1), where one of the ends of the element is biased downwards by the operating rod 20, to a position opening (fig. 2).
  • An electrical contact (not shown), arranged so as to be actuated by the operating rod 20 at the same time as the signaling element 50, also makes it possible to obtain an electrical signaling of the position of the circuit breaker.
  • the bearing 52 also serves as a guide element for the hooking ring 28, the piston 26, the opening disc 24, and the half-moon 30.
  • the elements 35 of the arcing contact bridge 34 are arranged on either side of the operating rod, and positioned relative to each other using covers 62 and a spacer 64, the springs 40 reminder resting on the bottom of the contact box.
  • the interrupting chambers and the contact sub-assembly are arranged inside an intermediate housing 66.
  • the bearing 52 is fixed to the outside, on the upper wall of the housing intermediate, which also supports the opening and closing coils.
  • the circuit breaker housing consists of the assembly of the intermediate housing 66, the lower housing 14 and a cover 68 disposed at the upper part of the circuit breaker.
  • the latter of course comprises a transparent part allowing the visualization of the exterior of the signaling element 50.
  • all the elements of the breaking part of the circuit breaker, breaking chambers and contact sub-assembly, are arranged in the intermediate box, in the central part of the circuit breaker.
  • the control elements for opening and closing are arranged in the upper part of the housing and protected by the cover 68, while the current supply areas are arranged in the lower part of the housing.
  • a current sensor 70 is arranged in the lower housing around one of the current supply ranges.
  • a connector 72 mounted on the upper face of the intermediate housing, is intended to provide the electrical connections between the opening and closing coils and a trip unit, not shown, intended to control the circuit breaker.
  • the connector 72 also transmits the information from the current sensors 70 and the electrical signaling contacts.
  • the device according to the invention operates as follows: In the closed position of the circuit breaker (fig. 1), the main contact bridge 16 is biased by the springs 38 in the direction of the fixed main contacts, the arcing contact bridge 34 being biased by the springs 40 in the direction of the fixed arcing contacts 32. The current flows in areas 10, 12 and the main contact bridge 16.
  • the current sensor 70 supplies the trip device, not shown, with a current measurement.
  • the opening and closing coils 22 and 42 are not supplied and the opening and closing discs 26 and 44 are in the rest position near the corresponding coils.
  • the trigger Upon detection of a fault current or of the opening command, the trigger causes the opening coil 22 to feed and the upward repulsion of the assembly constituted by the opening disc 24 and the piston 26, driving the operating rod 20 upwards.
  • the latter being secured to the stirrup 56, itself secured to the cage 58 carrying the main contact bridge 16, the latter is pulled upwards, against the force of the return springs 38. It the main circuit is opened and the current is switched to the arc circuit.
  • the upper part of the cage 58 comes into contact with the lower part of the elements 35 of the arcing contact bridge 36 and drives the latter upwards against the force of the return springs 40 , also opening the arc circuit. There is then formation of arcs in series in the arc circuit, these arcs being quickly extinguished in the breaking chambers 36.
  • the hooking ring 28 releases the half-moon 30 which pivots and ensures the locking of the hooking ring, and consequently of the operating rod and of the contacts, in the open position.
  • the opening disc 24 then returns to the rest position, as shown in FIG. 2, while the piston 26 secured to the operating rod remains in the high position.
  • the closing of the circuit breaker is controlled by the supply of the closing coil 42, which pushes the closing disc upwards, causing the unlocking of the ring. attachment by rotating the half-moon 30 in the opposite direction by means of the bar 46 and the closing rod 48. Under the action of the return springs 38 and 40, the contact bridges, the cage, the bearing, the operating rod, the coupling ring and the piston are returned to the closed position shown in FIG. 1.
  • each of the poles has an independent opening mechanism, with its own opening coil and its independent half-moon locking mechanism. There is thus good security, the failure of one of the opening mechanisms does not prevent the opening of the other two poles.
  • the three-pole circuit breaker has a single closing system, simultaneously controlling the unlocking of the three poles.
  • the single closing coil 42 is preferably arranged in the central pole and controls, via the single closing disc 44, the closing bar common to the three poles, which actuates a closing rod 48 per pole, for simultaneous unlocking of the three half-moons 30.
  • the mass of the elements of the unlocking mechanism being low, it is thus possible to obtain a very rapid response time to an order to close the circuit breaker, by means of a single mechanism with Thomson effect.
  • the signaling elements 50 of the three poles are preferably coupled by means of a bar 74, so that the opening of the circuit breaker can only be signaled when the three poles are open. Indeed, as long as one of the poles is closed, the corresponding operating rod 20 pushes down the associated end of the corresponding signaling element 50, preventing the pivoting of the bar, and consequently, the pivoting of the elements other poles, even if these are in the open position.
  • the structure of the circuit breaker described above allows easy access to the different parts of the circuit breaker.
  • the elements of the control mechanism are easily accessible by simple removal of the cover 68.
  • the removal of the lower housing 14 carrying the fixed contact pads gives access to the contact sub-assembly 18, which forms a removable sub-assembly which can be checked or exchanged if necessary.
  • the interrupting chambers 36 can, for their part, be inspected or modified by sliding them in the intermediate housing 66 after removing the fixing screws 67.

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

  • L'invention concerne un disjoncteur-limiteur à commande d'ouverture rapide des contacts par effet Thomson, comportant, par pôle, un équipage mobile ayant un pont de contact principal mobile formant un circuit principal avec une paire de contacts principaux fixes reliés à des plages d'amenée de courant, un pont de contact d'arc mobile formant avec une paire de contacts d'arc fixes un circuit d'arc connecté en parallèle sur le circuit principal, un mécanisme de commande de l'équipage mobile, pour l'ouverture du circuit principal et du circuit d'arc, comportant un organe propulseur à effet Thomson, un dispositif de verrouillage de l'équipage mobile en position d'ouverture des contacts et un dispositif de commande de déverrouillage, le pont de contact principal étant disposé entre les contacts principaux fixes et l'organe propulseur à effet Thomson, l'équipage mobile comportant une tige d'entraînement solidaire du pont de contact principal, l'organe propulseur à effet Thomson comportant une bobine d'ouverture annulaire entourant ladite tige et un disque d'ouverture disposé en regard de la bobine d'ouverture.
  • Un tel disjoncteur limiteur est connu du document US-A-3.302.144.
  • On connaît par ailleurs (cf. le document FR-A-2.377.087) un disjoncteur-limiteur dans lequel le mécanisme de commande à effet Thomson est disposé dans la partie inférieure de l'appareil, du côté opposé aux chambres de coupure, entre les conducteurs d'amenée de courant repliés en équerre. Dans ce second type de dispositif, la tige de manoeuvre, solidaire du disque d'ouverture de l'organe propulseur, passe entre les contacts fixes et repousse le pont de contact mobile pour l'éloigner des contacts fixes. Par contre, dans le disjoncteur du premier type considéré, la tige de manoeuvre entraînée par le disque d'ouverture exerce une force de traction sur le pont de contact mobile.
    L'invention a pour but de perfectionner un disjoncteur du premier type considéré, de manière à rendre son fonctionnement plus fiable tout en réalisant une structure compacte à un coût minimum.
  • Selon l'invention, le disque d'ouverture est mobile par rapport à ladite tige, l'organe propulseur à effet Thomson comportant un piston annulaire solidaire de la tige d'entraînement, des ressorts étant disposés entre le disque d'ouverture et le piston, de manière à ce que l'alimentation en courant de la bobine d'ouverture provoque la répulsion du disque d'ouverture et du piston et le déplacement de la tige d'entraînement en position d'ouverture des contacts, lesdits ressorts ramenant le disque d'ouverture en position de repos en regard de la bobine d'ouverture à la fin de la course d'ouverture.
  • Dans un mode de réalisation préférentiel, le disjoncteur comporte deux chambres de coupure disposées de part et d'autre du circuit d'arc, le boîtier du disjoncteur étant constitué par l'assemblage d'un boîtier intermédiaire contenant les chambres de coupure et un ensemble de contact comportant les contacts mobiles et leurs organes d'entraînement, d'un boîtier inférieur de la face arrière duquel font saillie les plages d'amenée de courant et portant les contacts fixes, et d'un capot protégeant les éléments du mécanisme de commande de l'équipage mobile, disposés dans la partie supérieure du boîtier.
  • L'entretien du disjoncteur-limiteur est facilité par la provision d'un sous-ensemble de contact, en matière plastique moulée, comportant les ponts de contact mobiles et pouvant être retiré en bloc du disjoncteur-limiteur après enlèvement du boîtier inférieur constituant le fond de l'appareil.
  • D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de l'exposé 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 en coupe d'un pôle d'un disjoncteur-limiteur selon l'invention, en position de fermeture des contacts;
    • la figure 2 est une vue selon la fig. 1, en position d'ouverture des contacts;
    • la figure 3 représente un disjoncteur-limiteur tripolaire selon l'invention en vue avant, en perspective, après enlèvement du capot;
    • la figure 4 représente un disjoncteur-limiteur tripolaire selon l'invention en vue arrière, en perspective, après enlèvement du capot; et
    • la figure 5 est une vue éclatée d'un sous-ensemble de contact du disjoncteur-limiteur selon l'invention.
  • Sur les figures 1 et 2, un pôle d'un disjoncteur-limiteur comporte une paire de contacts principaux fixes reliés à des plages 10, 12 d'amenée de courant faisant saillie, sur la face arrière du disjoncteur-limiteur, à l'extérieur d'un boîtier inférieur 14. Les contacts principaux fixes coopèrent avec un pont de contact principal 16, éventuellement constitué par plusieurs éléments 17 disposés en parallèle, appartenant à un sous-ensemble de contact 18, représenté plus en détail, en vue éclatée, sur la figure 5, une tige 20 de manoeuvre commandant l'ouverture des contacts.
  • La tige 20 de manoeuvre est sollicitée vers la position d'ouverture, représentée sur la figure 2, par un organe d'actionnement à effet Thomson, disposé dans la partie supérieure du disjoncteur et constitué par une bobine d'ouverture annulaire 22 en regard de laquelle est disposé un disque d'ouverture 24 annulaire, en matériau conducteur. De manière connue, l'alimentation de la bobine d'ouverture par une décharge électrique, par exemple à partir d'une batterie de condensateurs (non représentée), a pour conséquence la création de courants induits dans le disque d'ouverture, provoquant, par effet Thomson, une répulsion brusque du disque.
  • Selon l'invention, le disque d'ouverture 24 est associé à un piston 26 annulaire, en matériau conducteur, solidaire de la tige de manoeuvre 20. La commande de l'ouverture provoque le déplacement simultané vers le haut du disque d'ouverture 24, du piston 26 et de la tige de manoeuvre 20, provoquant ainsi l'ouverture des contacts. L'extrémité supérieure de la tige de manoeuvre est solidaire d'une bague d'accrochage 28 qui coopère avec un dispositif d'accrochage, du type à demi-lune 30, de manière à assurer automatiquement un verrouillage de la tige de manoeuvre en position d'ouverture (fig. 2). La bague d'accrochage 28 pourrait éventuellement être remplacée par une partie plus large faisant partie intégrante de la tige d'entraînement. Cependant la solution en deux parties, représentée sur les figures, est préférée car elle facilite à la fois la maintenance et le montage.
  • A la fin de la course d'ouverture de l'ensemble constitué par le disque d'ouverture, le piston et la tige de manoeuvre, la tige et le piston restent verrouillés en position d'ouverture, tandis que le disque d'ouverture 24, qui n'est pas solidaire de la tige de manoeuvre, revient, sous l'action de ressorts non représentés disposés entre le disque et le piston, à sa position initiale en regard de la bobine d'ouverture 22.
  • Un circuit d'arc est connecté en parallèle aux bornes du circuit principal et comporte deux contacts d'arc fixes 32, connectés aux plages 10, 12 et dont les extrémités supérieures sont agencées en cornes d'arc, ces contacts d'arc fixes coopérant avec un pont de contact d'arc mobile 34, éventuellement constitué par plusieurs éléments 35 en parallèle (fig. 5).
  • Le sous-ensemble 18 de contact est agencé de manière à ce que le déplacement vers le haut de la tige de manoeuvre 20 provoque d'abord le déplacement du pont de contact principal 16 et la commutation du courant dans le circuit d'arc, puis l'ouverture du circuit d'arc par déplacement vers le haut du pont de contact d'arc 34.
  • Deux chambres de coupure 36, de type classique, disposées de part et d'autre de la tige de manoeuvre 20, assurent l'extinction des deux arcs couplés en série lors de l'ouverture du circuit d'arc.
  • Dans un mode de réalisation préférentiel, représenté sur la figure 5, les contacts d'arc mobiles sont constitués par deux sous-groupes de ponts de contact d'arc mobiles 35, disposés de part et d'autre de la tige de manoeuvre 20, de manière à obtenir la formation de deux arcs en série dans le plan de la figure 1, ces deux arcs étant en parallèle sur deux autres arcs, eux-mêmes en série dans un plan parallèle au précédent. Quatre chambres de coupure sont alors disposées de manière à assurer l'extinction des quatre arcs.
  • Le disjoncteur comporte un dispositif de déverrouillage permettant le retour des contacts vers la position de fermeture sous l'action de ressorts de rappel 38 et 40 agissant respectivement sur le pont de contact principal 16 et sur le pont de contact d'arc 34.
  • Le dispositif de déverrouillage, destiné à rompre le blocage de la bague d'accrochage 28 par la demi-lune 30, utilise de préférence l'effet Thomson. Une bobine de fermeture 42 provoque, lorsqu'elle est alimentée par une décharge électrique, par exemple au moyen de condensateurs (non représentés), la répulsion brusque d'un disque de fermeture 44 qui est normalement sollicité en position de rapprochement de la bobine par des ressorts non représentés sur les figures. Le déplacement vers le haut du disque de fermeture 44 provoque le pivotement d'un barreau de fermeture 46, entraînant le déplacement d'une bielle de fermeture 48. Cette dernière agit sur la demi-lune 30 de manière à déverrouiller la bague d'accrochage 28.
  • Un élément 50 de signalisation est monté sur un palier 52 fixe, de manière à pouvoir pivoter sous l'action de ressorts de torsion, d'une position de fermeture (fig. 1), où l'une des extrémités de l'élément est sollicitée vers le bas par la tige de manoeuvre 20, à une position d'ouverture (fig. 2). Un contact électrique (non représenté), disposé de manière à être actionné par la tige de manoeuvre 20 en même temps que l'élément de signalisation 50, permet d'obtenir également une signalisation électrique de la position du disjoncteur. Comme représenté sur les figures, le palier 52 sert également d'élément de guidage à la bague d'accrochage 28, au piston 26, au disque d'ouverture 24, et à la demi-lune 30.
  • Le sous-ensemble de contact 18, représenté en vue éclatée sur la figure 5, forme un sous-ensemble facilement démontable, ce qui en facilite l'entretien ou le remplacement. Toutes les pièces de ce sous-ensemble, à l'exception des ponts de contact, des ressorts, et de la tige 20, sont réalisées en matière plastique moulée. Il comporte une boîte à contact 54 dans laquelle sont logés les ressorts 40 de rappel du pont de contact d'arc. La tige de manoeuvre 20 traverse la boîte à contact et est solidaire d'un étrier 56 venant s'emboîter dans une cage 58 dans laquelle sont montés les éléments 17 constituant le pont de contact principal 16. Les ressorts 38 de rappel du pont de contact principal prennent appui sur une barrette 60 qui est fixe par rapport au boîtier du disjoncteur. Pour ne pas compliquer inutilement la figure les moyens de fixation de la barrette au boîtier n'ont pas été représentés.
  • Les éléments 35 du pont de contact d'arc 34 sont disposés de part et d'autre de la tige de manoeuvre, et positionnés les uns par rapport aux autres à l'aide de caches 62 et d'une entretoise 64, les ressorts 40 de rappel prenant appui dans le fond de la boîte à contact.
  • Les chambres de coupure et le sous-ensemble de contact sont disposés à l'intérieur d'un boîtier intermédiaire 66. Le palier 52 est fixé à l'extérieur, sur la paroi supérieure du boîtier intermédiaire, qui supporte également les bobines d'ouverture et de fermeture.
  • Le boîtier du disjoncteur est constitué par l'assemblage du boîtier intermédiaire 66, du boîtier inférieur 14 et d'un capot 68 disposé à la partie supérieure du disjoncteur. Ce dernier comporte bien entendu une partie transparente permettant la visualisation de l'extérieur de l'élément de signalisation 50. Comme représenté sur les figures, tous les éléments de la partie coupure du disjoncteur, chambres de coupure et sous-ensemble de contact, sont disposés dans le boîtier intermédiaire, dans la partie centrale du disjoncteur. Les éléments de commande de l'ouverture et de la fermeture sont disposés dans la partie supérieure du boîtier et protégés par le capot 68, tandis que les plages d'amenée du courant sont disposées dans la partie inférieure du boîtier. On obtient ainsi une séparation pratiquement totale du mécanisme de commande, des organes de coupure et des éléments de raccordement électrique.
  • Un capteur de courant 70 est disposé dans le boîtier inférieur autour de l'une des plages d'amenée du courant.
  • Un connecteur 72, monté sur la face supérieure du boîtier intermédiaire, est destiné à assurer les liaisons électriques entre les bobines d'ouverture et de fermeture et un déclencheur, non représenté, destiné à commander le disjoncteur. Le connecteur 72 transmet également les informations issues des capteurs de courant 70 et des contacts de signalisation électrique.
  • Le dispositif selon l'invention fonctionne de la manière suivante :
    En position de fermeture du disjoncteur (fig. 1), le pont de contact principal 16 est sollicité par les ressorts 38 en direction des contacts principaux fixes, le pont de contact d'arc 34 étant sollicité par les ressorts 40 en direction des contacts d'arc fixes 32. Le courant circule dans les plages 10, 12 et le pont de contact principal 16. Le capteur de courant 70 fournit au déclencheur, non représenté, une mesure du courant. Les bobines 22 et 42 d'ouverture et de fermeture ne sont pas alimentées et les disques 26 et 44 d'ouverture et de fermeture sont en position de repos à proximité des bobines correspondantes.
  • Lors de la détection d'un courant de défaut ou de la commande d'ouverture, le déclencheur provoque l'alimentation de la bobine d'ouverture 22 et la répulsion vers le haut de l'ensemble constitué par le disque d'ouverture 24 et le piston 26, entraînant la tige de manoeuvre 20 vers le haut. Celle-ci étant solidaire de l'étrier 56, lui-même solidaire de la cage 58 portant le pont de contact principal 16, celui-ci est tiré vers le haut, à l'encontre de la force des ressorts de rappel 38. Il ya ouverture du circuit principal et commutation du courant sur le circuit d'arc. Après une course prédéterminée, la partie supérieure de la cage 58 vient en contact avec la partie inférieure des éléments 35 du pont de contact d'arc 36 et entraîne celui-ci vers le haut à l'encontre de la force des ressorts de rappel 40, ouvrant également le circuit d'arc. Il y a alors formation d'arcs en série dans le circuit d'arc, ces arcs étant éteints rapidement dans les chambres de coupure 36.
  • A la fin de la course d'ouverture de la tige de manoeuvre, la bague d'accrochage 28 libère la demi-lune 30 qui pivote et assure le verrouillage de la bague d'accrochage, et en conséquence de la tige de manoeuvre et des contacts, en position d'ouverture.
  • Le disque d'ouverture 24 revient alors en position de repos, comme représenté sur la figure 2, tandis que le piston 26 solidaire de la tige de manoeuvre reste en position haute.
  • La fermeture du disjoncteur est commandée par l'alimentation de la bobine de fermeture 42, qui repousse le disque de fermeture vers le haut, entraînant le déverrouillage de la bague d'accrochage en faisant pivoter en sens inverse la demi-lune 30 par l'intermédiaire du barreau 46 et de la bielle de fermeture 48. Sous l'action des ressorts de rappel 38 et 40, les ponts de contact, la cage, le palier, la tige de manoeuvre, la bague d'accrochage et le piston sont ramenés dans la position de fermeture représentée sur la figure 1.
  • Un jeu très faible sépare latéralement le piston 26 du disque d'ouverture 24, permettant un échappement contrôlé d'air. Ainsi, lors de la fermeture du disjoncteur, la descente du piston de la tige de manoeuvre et des contacts est freinée (effet "dash-pot"), évitant ainsi un matage trop important des contacts.
  • Le retour rapide du disque d'ouverture 24 en position de repos, à la fin de la course d'ouverture, permet, dans le cas où un ordre de fermeture serait suivi très rapidement d'un nouvel ordre d'ouverture, avant que le piston 26 n'ait retrouvé sa position finale de repos, d'assurer néanmoins l'ouverture du disjoncteur. En effet, pour assurer la répulsion du disque il est nécessaire que le jeu séparant celui-ci de la bobine soit le plus faible possible au moment où la bobine est alimentée. Le disque étant repoussé vers le haut, il arrêtera la descente du piston et de la tige de manoeuvre et les entraînera dans son mouvement vers le haut, interrompant ainsi la fermeture du disjoncteur et assurant sa réouverture.
  • Dans le cas d'un disjoncteur tripolaire, chacun des pôles comporte un mécanisme d'ouverture indépendant, avec sa bobine d'ouverture propre et son mécanisme de verrouillage à demi-lune indépendant. On a ainsi une bonne sécurité, la défaillance de l'un des mécanismes d'ouverture n'empêchant pas l'ouverture des deux autres pôles.
  • Par contre, dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures 3 et 4, le disjoncteur tripolaire comporte un seul système de fermeture, commandant simultanément le déverrouillage des trois pôles. La bobine de fermeture unique 42 est de préférence disposée dans le pôle central et commande, par l'intermédiaire du disque de fermeture unique 44, le barreau de fermeture commun aux trois pôles, qui actionne une bielle de fermeture 48 par pôle, pour un déverrouillage simultané des trois demi-lunes 30. La masse des éléments du mécanisme de déverrouillage étant faible, il est ainsi possible d'obtenir un temps de réponse très rapide à un ordre de fermeture du disjoncteur, au moyen d'un seul mécanisme à effet Thomson.
  • Sur la figure 3, on voit que les éléments de signalisation 50 des trois pôles sont de préférence couplés au moyen d'un barreau 74, de manière à ce que l'ouverture du disjoncteur ne puisse être signalée que lorsque les trois pôles sont ouverts. En effet, tant que l'un des pôles est fermé, la tige de manoeuvre 20 correspondante repousse vers le bas l'extrémité associée de l'élément de signalisation 50 correspondant, empêchant le pivotement du barreau, et en conséquence, le pivotement des éléments de signalisation des autres pôles, même si ceux-ci sont en position d'ouverture.
  • La structure du disjoncteur décrit ci-dessus permet un accès aisé aux différentes parties du disjoncteur. Les éléments du mécanisme de commande sont facilement accessibles par simple retrait du capot 68. Le retrait du boîtier inférieur 14 portant les plages de contact fixes donne accès au sous-ensemble de contact 18, qui forme un sous-ensemble amovible pouvant être vérifié ou échangé si nécessaire. Les chambres de coupure 36 peuvent, quant à elles, être inspectées ou modifiées en les faisant glisser dans le boîtier intermédiaire 66 après avoir oté les vis de fixation 67.

Claims (7)

  1. Disjoncteur-limiteur à commande d'ouverture rapide des contacts par effet Thomson, comportant, par pôle, un équipage mobile ayant un pont (16) de contact principal mobile formant un circuit principal avec une paire de contacts principaux fixes reliés à des plages (10, 12) d'amenée de courant, un pont (34) de contact d'arc mobile formant avec une paire de contacts d'arc fixes (32) un circuit d'arc connecté en parallèle sur le circuit principal, un mécanisme de commande de l'équipage mobile pour l'ouverture du circuit principal et du circuit d'arc, comportant un organe (22, 24, 26) propulseur à effet Thomson, un dispositif (28, 30) de verrouillage de l'équipage mobile en position d'ouverture des contacts et un dispositif (42, 44, 46, 48) de commande de déverrouillage, le pont de contact principal (16) étant disposé entre les contacts principaux fixes (10, 12) et l'organe propulseur à effet Thomson (22, 24, 26), l'équipage mobile comportant une tige d'entraînement (20) solidaire du pont de contact principal (16), l'organe propulseur à effet Thomson comportant une bobine d'ouverture (22) annulaire entourant ladite tige et un disque d'ouverture (24) disposé en regard de la bobine d'ouverture, disjoncteur-limiteur caractérisé en ce que le disque d'ouverture (24) est mobile par rapport à ladite tige, l'organe propulseur à effet Thomson comportant un piston (26) annulaire solidaire de la tige d'entraînement (20), des ressorts étant disposés entre le disque d'ouverture (24) et le piston (26), de manière à ce que l'alimentation en courant de la bobine d'ouverture (22) provoque la répulsion du disque d'ouverture (24) et du piston (26) et le déplacement de la tige d'entraînement (20) en position d'ouverture des contacts, lesdits ressorts ramenant le disque d'ouverture (24) en position de repos en regard de la bobine d'ouverture (22) à la fin de la course d'ouverture.
  2. Disjoncteur-limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux chambres de coupure (36) disposées de part et d'autre du circuit d'arc et en ce que le boîtier du disjoncteur est constitué par l'assemblage d'un boîtier intermédiaire (66) contenant les chambres de coupure (36) et un ensemble de contact (18) comportant les contacts mobiles (16, 34) et leurs organes d'entraînement (20, 56, 38, 40), d'un boîtier inférieur (14) de la face arrière duquel font saillie les plages d'amenée du courant (10, 12) et portant les contacts fixes, et d'un capot (68) protégeant les éléments du mécanisme de commande de l'équipage mobile, disposés dans la partie supérieure du boîtier.
  3. Disjoncteur-limiteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage de l'équipage mobile en position d'ouverture des contacts comporte une demi-lune (30) susceptible de pivoter après déplacement d'une tige de manoeuvre (20) de l'équipage mobile, de manière à empêcher un déplacement en sens inverse de celui-ci.
  4. Disjoncteur-limiteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de commande de déverrouillage est constitué par une bobine de fermeture (42) repoussant par effet Thomson un disque de fermeture (44) faisant pivoter la demi-lune en position de déblocage de la tige de manoeuvre, les contacts étant alors ramenés en position de fermeture sous l'action de ressorts de rappel (38, 40).
  5. Disjoncteur-limiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un sous-ensemble de contact (18) comportant une boîte à contact (54), en matière plastique moulée, traversée par une tige (20) de manoeuvre solidaire d'une cage (58) en matière plastique moulée, dans laquelle est fixé le pont de contact principal (16, 17), des ressorts (40) de rappel prenant appui sur le fond de la boîte à contact et sur le pont de contact d'arc (34) constitué d'éléments (35) disposés de part et d'autre de la tige de manoeuvre, une barrette (60) destinée à être fixée au boîtier du disjoncteur étant disposée à l'intérieur de la cage (58) et servant de point d'appui à des ressorts (38) de rappel du pont de contact principal (16), de manière à ce que le déplacement de la tige de manoeuvre lors d'une commande d'ouverture du disjoncteur provoque d'abord le déplacement de la cage et du pont de contact principal à l'encontre de la force des ressorts de rappel (38) associés, puis, lorsque la cage vient en contact avec le pont de contact d'arc (34), le déplacement ultérieur du pont de contact d'arc à l'encontre de la force des ressorts de rappel (40) associés.
  6. Disjoncteur-limiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque pôle comporte un mécanisme de commande d'ouverture indépendant et un dispositif indépendant de verrouillage de l'équipage mobile en position d'ouverture, le dispositif de commande de déverrouillage étant commun à tous les pôles du disjoncteur -  limiteur et comportant une seule bobine de fermeture (42) et un seul disque de fermeture (44) connecté à un barreau de fermeture (46) actionnant une pluralité de bielles de fermeture (48) associées aux différents pôles et provoquant le déverrouillage du pôle correspondant.
  7. Disjoncteur-limiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de signalisation (50) par pôle, ledit élément étant déplacé en position de fermeture par le dispositif (20) d'entraînement de l'équipage mobile, et pivotant en position d'ouverture sous l'action de ressorts de torsion, les éléments de signalisation des différents pôles étant connectés par un barreau (74) de manière à ne pouvoir pivoter en position d'ouverture que lorsque tous les pôles sont en position d'ouverture.
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