EP0555161A1 - Dispositif de coupure à contacts multiples - Google Patents

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EP0555161A1
EP0555161A1 EP93420044A EP93420044A EP0555161A1 EP 0555161 A1 EP0555161 A1 EP 0555161A1 EP 93420044 A EP93420044 A EP 93420044A EP 93420044 A EP93420044 A EP 93420044A EP 0555161 A1 EP0555161 A1 EP 0555161A1
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EP
European Patent Office
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finger
fingers
head
heel
transverse
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP93420044A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Robert Morel
Marc Serpinet
Xavier Thomassin
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.)
Schneider Electric SE
Original Assignee
Merlin Gerin SA
Schneider Electric SE
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Publication date
Application filed by Merlin Gerin SA, Schneider Electric SE filed Critical Merlin Gerin SA
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/22—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact
    • H01H1/221—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact and a contact pressure spring acting between the pivoted member and a supporting member
    • H01H1/226—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact and a contact pressure spring acting between the pivoted member and a supporting member having a plurality of parallel contact bars
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H01H1/54—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position by magnetic force
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/38—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H9/383—Arcing contact pivots relative to the movable contact assembly

Definitions

  • the invention relates to an electrical switching device with multiple contacts, particularly well suited for a low voltage multipolar circuit breaker with high intensities.
  • a breaking device comprises a movable contact assembly and a fixed contact assembly.
  • a multi-contact breaking device In order to reduce the contact resistance and improve the electrodynamic behavior at the level of the contact parts, it is known to use a multi-contact breaking device.
  • Document FR-A-2.650.434 describes in particular a multipole circuit breaker in which the movable contact assembly of a pole is provided with a plurality of contact fingers which extend parallel in a longitudinal direction and which are pivotally mounted around a transverse direction; one end of each finger, the head, is provided with a movable contact piece, while the other end of each finger, the heel, is connected by a flexible conductor to a common fixed pad.
  • the fixed contact assembly of each pole is provided with fixed contact parts, intended to cooperate, in the closed position, with the mobile contact parts.
  • the invention aims to improve the electrodynamic behavior at the contact parts, without increasing the number of contact fingers; to this end, it takes advantage of the electrodynamic forces developed at the level of the contact fingers.
  • the movable contact assembly comprises at least one pair of contact fingers superposed in a plane perpendicular to the transverse direction, an upper finger relative to the fixed contact assembly, pivotally mounted on a first transverse axis more closer to his heel than to his head, and a lower finger pivotally mounted on a second transverse axis closer to his head than to his heel.
  • the heels of the upper and lower fingers end substantially in the same transverse plane, and the first transverse axis associated with the upper finger is located in the vicinity of its heel.
  • the longitudinal distance between the two transverse axes is substantially equal to twice the longitudinal distance separating the second axis from the head of the lower finger; and the distance between the respective longitudinal webs of the two fingers is less than or equal to one third of the length of the lower finger.
  • the movable contact assembly of the breaking device for a pole is schematically represented, by way of illustration, by a support cage 1 pivotally mounted on a transverse axis 2.
  • the cage 1 which is preferably made of insulating material, pivots around the axis 2 between a closed position (figure 1) and an open position (figure 2).
  • the fixed contact assembly of the pole is schematically represented, for example, by a fixed upstream pad 3, provided with two fixed contact pieces 4.5.
  • a pair of contact fingers 10, 20 extend parallel to the longitudinal direction L, superimposed in the same longitudinal plane perpendicular to the transverse direction of the axis 2.
  • the head 15 of the finger 10, designated the upper finger 10 relative to the fixed contact assembly 3, is provided with a movable contact piece 11 intended to cooperate with the fixed contact piece 4; the other end of the finger 10, designated the heel 12, is connected to a flexible conductor 16, for example a braid, which electrically connects the upper finger 10 to the downstream fixed range 6.
  • the contact finger 20, designated the lower contact finger 20, is provided at its head 25 with a movable contact piece 21, intended to cooperate with the fixed contact piece 5; the other end of the lower finger 20, the heel 22, is connected by a braid 26 to the downstream fixed area 6.
  • the two fingers 10, 20 are therefore traversed by electric currents respectively mutually parallel and in the same direction.
  • the two fingers 10, 20 have substantially identical sections, so as to be traversed by substantially equal intensities.
  • the upper finger 10 is pivotally mounted on a transverse axis 13 closer to its heel 12 than to its head 15, while the lower finger 20 is pivotally mounted on another transverse axis 23 closer to its head 25 than heel 22.
  • the device is particularly well suited for a low voltage circuit breaker with high intensities, because the repulsion forces R can be perfectly compensated by the attraction forces A, this whatever the intensity.
  • the heels 12, 22 are located in the same transverse plane, the upper finger 10 being slightly longer than the lower finger 20, so that the head 15 slightly exceeds the head 5, thus allowing the moving contact parts 11, 21 to come into contact with the fixed contact parts 4.5.
  • the transverse axis 13 is located in the vicinity of the heel 12.
  • the transverse axis 23 will then be arranged at a longitudinal distance (21 / 3) the axis 13 which is substantially twice the longitudinal distance (1/3) separating the axis 23 from the head 25; and a distance d between the respective cores of the upper 10 and lower fingers 20 will be chosen which is less than or equal to one third of the length separating the transverse axis 13 from the point of contact between the fixed 5 and movable contact parts 21, the length being therefore substantially equal to the length of the lower finger 20.
  • the upper 10 and lower 20 fingers can also be fitted with contact pressure springs.
  • the upper finger 10 is subjected to a contact pressure spring 14 placed between the cage 1 and the finger 10, and acting on the latter in the vicinity of the head 15;
  • the lower finger 20 is subjected to a contact pressure spring 24 placed between the cage 1 and the finger 20, and acting in the vicinity of the heel 22.
  • each pole of the cut-off device described above may comprise two or more pairs of fingers, upper 10A, 10B, 10C, and lower 20A, 20B , 20C, arranged parallel side by side in the transverse direction, the set of upper fingers 10A, 10B, 10C then being pivotally mounted on the same transverse axis 13, the set of lower fingers 20A, 20B, 20C, being it pivotally mounted on the same transverse axis 23.
  • the common upstream pad 3 is provided with two fixed contact parts 4 and 5 common to all of the pairs of fingers; similarly, the downstream area 6 is also common to all of the pairs of fingers.

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  • Breakers (AREA)
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  • Scissors And Nippers (AREA)

Abstract

Le dispositif de coupure électrique comporte au moins une paire de doigts de contact (10,20) superposés et respectivement montés à pivotement sur deux axes transversaux (13,23) décalés longitudinalement. Les forces électrodynamiques d'attraction A compensent ainsi les forces de répulsion R. <IMAGE>

Description

  • L'invention est relative à un dispositif de coupure électrique à contacts multiples, particulièrement bien adapté pour un disjoncteur multipolaire basse tension à intensités élevées.
  • De manière traditionnelle, un dispositif de coupure comprend un ensemble contact mobile et un ensemble contact fixe. Dans le but de réduire la résistance de contact et améliorer la tenue électrodynamique au niveau des pièces de contact, il est connu d'utiliser un dispositif de coupure à contacts multiples. Le document FR-A-2.650.434 décrit notamment un disjoncteur multipolaire dans lequel l'ensemble contact mobile d'un pôle est doté d'une pluralité de doigts de contact qui s'étendent parallèlement suivant une direction longitudinale et qui sont montés à pivotement autour d'une direction transversale; une des extrémités de chaque doigt, la tête, est pourvue d'une pièce de contact mobile, tandis que l'autre extrémité de chaque doigt, le talon, est reliée par un conducteur souple à une plage fixe commune. L'ensemble contact fixe de chaque pôle est doté de pièces de contact fixe, destinées à coopérer, en position de fermeture, avec les pièces de contact mobile.
  • Par ailleurs, il est connu, par exemple d'après les documents DE-AS-1.176.239 et DE-AS-1.107.330, de tirer parti des efforts électrodynamiques développés au niveau des pièces mobiles d'un dispositif de coupure.
  • L'invention vise à améliorer la tenue électrodynamique au niveau des pièces de contact, sans pour autant augmenter le nombre de doigts de contacts; à cet effet, elle tire parti des efforts électrodynamiques développés au niveau des doigts de contact.
  • Selon l'invention, l'ensemble contact mobile comporte au moins une paire de doigts de contact superposés dans un plan perpendiculaire à la direction transversale, un doigt supérieur par rapport à l'ensemble contact fixe, monté à pivotement sur un premier axe transversal plus proche de son talon que de sa tête, et un doigt inférieur monté à pivotement sur un second axe transversal plus proche de sa tête que de son talon.
  • Du fait du décalage longitudinal des deux axes transversaux de pivotement, les forces électrodynamiques d'attraction développées au niveau des doigts de contact ont tendance à forcer les pièces de contact mobile sur les pièces de contact fixe, c'est à dire à s'opposer aux forces de répulsion au niveau des pièces de contact.
  • De préférence, les talons des doigts supérieur et inférieur se terminent sensiblement dans un même plan transversal, et le premier axe transversal associé au doigt supérieur se situe au voisinage de son talon.
  • Selon un mode de réalisation particulier, la distance longitudinale entre les deux axes transversaux est sensiblement égale au double de la distance longitudinale séparant le second axe de la tête du doigt inférieur; et la distance entre les âmes longitudinales respectives des deux doigts est inférieure ou égale au tiers de la longueur du doigt inférieur.
  • D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non-limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels;
    • La figure 1 est une représentation schématique du dispositif de coupure en position fermée;
    • La figure 2 est une représentation schématique du dispositif de coupure en position ouverte; et
    • La figure 3 est une perspective éclatée d'un dispositif de coupure comprenant trois paires de doigts, disposées parallèlement côte à côte selon la direction transversale.
  • En références aux figures 1 et 2, l'ensemble contact mobile du dispositif de coupure pour un pôle est schématiquement représenté, à titre illustratif, par une cage 1 de support montée à pivotement sur un axe transversal 2. La cage 1 qui est de préférence réalisée en matériau isolant, pivote autour de l'axe 2 entre une position fermée (figure 1) et une position ouverte (figure 2).
  • L'ensemble contact fixe du pôle est schématiquement représenté, à titre d'exemple, par une plage amont 3 fixe, pourvue de deux pièces de contact fixe 4,5.
  • A l'intérieur de la cage 1, une paire de doigts de contact 10,20 s'étendent parallèlement à la direction longitudinale L, de manière superposée dans un même plan longitudinal perpendiculaire à la direction transversale de l'axe 2.
  • La tête 15 du doigt 10, désigné le doigt supérieur 10 par rapport à l'ensemble contact fixe 3, est pourvue d'une pièce de contact mobile 11 destinée à coopérer avec la pièce de contact fixe 4; l'autre extrémité du doigt 10, désignée le talon 12, est connectée à un conducteur souple 16, par exemple une tresse, qui relie électriquement le doigt supérieur 10 à la plage fixe aval 6.
  • De manière similaire, le doigt de contact 20, désigné le doigt de contact inférieur 20, est pourvu à sa tête 25 d'une pièce de contact mobile 21, destinée à coopérer avec la pièce de contact fixe 5; l'autre extrémité du doigt inférieur 20, le talon 22, est reliée par une tresse 26 à la plage fixe aval 6.
  • En position fermée, les deux doigts 10,20 sont donc parcourus par des courants électriques respectivement parallèles entre eux et de même sens. De préférence, les deux doigts 10,20 présentent des sections sensiblement identiques, de sorte à être parcourues par des intensités sensiblement égales.
  • Selon l'invention, le doigt supérieur 10 est monté à pivotement sur un axe transversal 13 plus proche de son talon 12 que de sa tête 15, tandis que le doigt inférieur 20 est monté à pivotement sur un autre axe transversal 23 plus proche de sa tête 25 que de son talon 22.
  • Le décalage longitudinal des deux axes transversaux 13,23 qui en résulte, a pour effet que les résultantes A des forces électrodynamiques d'attraction qui s'exercent sur les doigts 10,20 entre les deux axes 13,23, agissent comme des forces de levier qui tendent à basculer les doigts 10,20 vers une position de fermeture, donc à s'opposer aux forces de répulsion R au niveau des pièces de contact mobile 11,21.
  • Etant donné que les forces électrodynamiques d'attraction A et les forces électrodynamiques de répulsion R suivent des lois sensiblement identiques en fonction de l'intensité du courant électrique parcourant le dispositif, il est possible d'obtenir une bonne compensation de l'ensemble des forces électrodynamiques en présence.
  • En d'autres termes, le dispositif est particulièrement bien adapté pour un disjoncteur basse tension à intensités élevées, car les forces de répulsion R peuvent être parfaitement compenser par les forces d'attraction A, ceci quelque soit l'intensité.
  • Selon un mode de réalisation particulier, les talons 12,22 se situent dans un même plan transversal, le doigt supérieur 10 étant légèrement plus long que le doigt inférieur 20, de manière à ce que la tête 15 dépasse légèrement le tête 5, autorisant ainsi les pièces de contact mobile 11,21 à entrer en contact avec les pièces de contact fixe 4,5.
  • De manière avantageuse, l'axe transversal 13 se situe au voisinage du talon 12. Pour obtenir une bonne compensation des forces de répulsion R par les forces d'attraction A, on disposera alors l'axe transversal 23 à une distance longitudinale (21/3) de l'axe 13 qui soit sensiblement le double de la distance longitudinale (1/3) séparant l'axe 23 de la tête 25; et on choisira une distance d entre les âmes respectives des doigts supérieur 10 et inférieur20 qui soit inférieure ou égale au tiers de la longueur séparant l'axe transversal 13 du point de contact entre les pièces de contact fixe 5 et mobile 21, la longueur étant donc sensiblement égale à la longueur du doigt inférieur 20.
  • Les doigts supérieur 10 et inférieur 20 peuvent en outre être équipés de ressorts de pression de contact. Selon le mode de réalisation illustré par les figures 1 et 2, le doigt supérieur 10 est soumis à un ressort de pression de contact 14 placé entre la cage 1 et le doigt 10, et agissant sur ce dernier au voisinage de la tête 15; le doigt inférieur 20 est soumis à un ressort de pression de contact 24 placé entre la cage 1 et le doigt 20, et agissant au voisinage du talon 22.
  • Comme illustré par la figure 3, dont les références correspondent à celles des figures 1 et 2, chaque pôle du dispositif de coupure décrit ci-dessus, peut comporter deux ou plusieurs paires de doigts supérieur 10A,10B,10C, et inférieur 20A,20B,20C, disposées parallèlement côte à côte selon la direction transversale, l'ensemble des doigts supérieurs 10A,10B,10C étant alors monté à pivotement sur le même axe transversal 13, l'ensemble des doigts inférieurs 20A,20B,20C, étant lui monté à pivotement sur le même axe transversal 23. La plage amont commune 3 est pourvue de deux pièces de contact fixe 4 et 5 communes à l'ensemble des paires de doigts; de manière similaire, la plage aval 6 est également commune à l'ensemble des paires de doigts.

Claims (9)

1. Dispositif de coupure électrique à contacts multiples, comportant par pôle:
- un ensemble contact mobile (1) doté d'une pluralité de doigts de contacts (10,20) s'étendant parallèlement suivant une direction longitudinale (L) et montés à pivotement autour d'une direction transversale, une des extrémités de chaque doigt, désignée la tête (15,25), étant pourvue d'une pièce de contact mobile (11,21), l'autre extrémité de chaque doigt, désignée le talon (12,22) étant reliée par un conducteur souple (16,26) à une plage fixe (6) commune, l'ensemble contact mobile (1) comportant au moins une paire de doigts (10,20) superposés dans un plan perpendiculaire à ladite direction transversale,
- un ensemble contact fixe (3) doté de pièces de contact fixe (4,5), destinées à coopérer, en position de fermeture, avec les pièces de contact mobile (11,21),

caractérisé par le fait que le doigt supérieur (10) de ladite paire de doigts par rapport à l'ensemble contact fixe (3) est monté à pivotement sur un premier axe transversal (13) plus proche de son talon (12) que de sa tête (15), et que le doigt inférieur de ladite paire de doigts (20) est monté à pivotement sur un second axe transversal (23) plus proche de sa tête (25) que de son talon (22).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les talons (12,22) des doigts supérieur (10) et inférieur (20) se terminent sensiblement dans un même plan transversal, et que le doigt supérieur (10) est légèrement plus long que le doigt inférieur (20), de sorte que la tête (15) du doigt supérieur (10) dépasse légèrement la tête (25) du doigt inférieur (20).
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier axe transversal (13) est situé au voisinage du talon (12) du doigt supérieur (10).
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la distance longitudinale entre les premier (13) et second (23) axes transversaux est sensiblement égale au double de la distance longitudinale entre le second axe transversal (23) et la tête (25) du doigt inférieur (20).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la distance (d) entre les âmes longitudinales respectives des doigts supérieur et inférieur (10,20) est inférieure ou égale au tiers de la longueur (1) du doigt inférieur (20).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les deux pièces de contact fixe (4,5) destinées à coopérer avec les deux pièces de contact mobile (11,12) de ladite paire de doigts, sont disposés dans deux plans longitudinaux distincts.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ensemble contact mobile (1) comporte une cage en matériau isolant, monté à pivotement sur un troisième axe transversal (2), et supportant lesdits premier et second axes transversaux (13,23).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ensemble contact mobile (1) comprend un premier ressort de pression de contact (14) associé au doigt supérieur (10) et agissant au voisinage de sa tête (15), et un second ressort de pression de contact (24) associé au doigt inférieur (20) et agissant au voisinage de son talon (22).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est intégré dans un disjoncteur multipolaire basse tension pour intensités élevées, logé dans un boîtier isolant moulé.
EP93420044A 1992-02-07 1993-01-27 Dispositif de coupure à contacts multiples Withdrawn EP0555161A1 (fr)

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