EP0556109B1 - Structure de coupure pour disjoncteur - Google Patents

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EP0556109B1
EP0556109B1 EP93400314A EP93400314A EP0556109B1 EP 0556109 B1 EP0556109 B1 EP 0556109B1 EP 93400314 A EP93400314 A EP 93400314A EP 93400314 A EP93400314 A EP 93400314A EP 0556109 B1 EP0556109 B1 EP 0556109B1
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EP
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circuit breaker
cage
fact
contact bridge
fixed
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EP93400314A
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German (de)
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Christian Pichard
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Schneider Electric SE
Original Assignee
Schneider Electric SE
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/04—Contacts
    • H01H73/045—Bridging contacts
    • 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
    • H01H1/20—Bridging contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details

Definitions

  • the present invention relates to a circuit breaker comprising, in a housing and for each pole, a breaking structure comprising a cage having windows for the passage of a movable contact bridge associated with fixed contacts, said windows authorizing the movement of the bridge. contact under the effect of a mechanism for opening and closing the contacts, and in the event of electrodynamic repulsion, and a pusher subject to said mechanism and guided by said cage, this pusher urging the contact bridge against a contact pressure spring.
  • circuit breaker is described for example in European patent application 0 501 885 A1 filed in the name of TELEMECANIQUE, which represents a state of the art according to Art. 54 (3) EPC.
  • EPC electronic circuit breaker
  • the object of the invention is in particular to transfer to the contact bridge structure functions, such as functions for guiding the pusher and / or arc confinement, usually devolved to the circuit breaker housing.
  • a circuit breaker comprising, in a housing and for each pole, a breaking structure comprising a cage having windows for the passage of a movable contact bridge associated with fixed contacts, said windows authorizing the displacement of the contact bridge under the effect of a mechanism for opening and closing the contacts, and in the event of electrodynamic repulsion, and a pusher subject to said mechanism and guided by said cage, this pusher urging the contact bridge against a spring contact pressure, in which, according to the invention, said cage is fixed relative to the housing and comprises insulating side wings arranged so as to delimit a volume containing the cutting arcs.
  • the cut-out structure can be produced as a telescopic sub-assembly that is easy to install in the circuit breaker housing.
  • the pusher preferably comprises at least one light dimensioned to allow the introduction of the contact bridge and an angular movement of the bridge relative to the pusher, the movement being therefore made possible although the pusher is guided in translation in the fixed cage .
  • the cut-off pre-chambers formed by the insulating side wings are embraced by the ends of fins of arc extinguishing structure.
  • the circuit breaker illustrated in FIG. 1 comprises a housing made of insulating material 10 of which only the base part is represented and, in this housing, several polar current paths each provided with a breaking structure S with separable contacts.
  • each pole path comprises two fixed contacts 11, 12 arranged on fixed contact pieces 13, 14 connected to terminals not indicated.
  • It comprises, on the other hand, two movable contacts 15, 16 associated respectively with the fixed contacts 11, 12 and arranged on an electrically conductive and movable bridge 17 to constitute a double-pole polar switch.
  • a bottom wall 18 and interpolar partitions 19 are the elements of the housing cooperating with the breaking structure.
  • the movable contact bridge 17 is biased by a mechanism (not shown) for opening and closing the contacts, this by means of a pusher 20 guided according to the invention in a fixed cage 21.
  • the cage 21 is made of insulating material and comprises a bottom wall 22, side walls 23 perpendicular to the interpolar partitions 19 and provided with windows 24 and solid side walls 25 parallel to the partitions 19.
  • the bottom wall 22 of the cage is placed on the bottom 18 of the housing 10 .
  • FIG. 2 is illustrated in more detail a first embodiment of the breaking structure S.
  • the windows 24 of the side walls 23 of the fixed cage are dimensioned to allow the displacement of the contact bridge, in particular under the effect of the opening-closing mechanism in the event of repulsion electrodynamics.
  • the windows 24 determine an upper stop 26 for the contact bridge 17.
  • a helical spring 28 of contact pressure is housed between the bottom wall 22 of the cage and the contact bridge 17 in a central recess 29 of the cage 21 which also serves as a housing and guide in translation for the pusher 20. The latter is thus guided against the internal faces of the side walls 23, 25 of the cage by respective walls 30, 31.
  • the walls 30 of the pusher are indented by lights 32 dimensioned to allow, on the one hand, the introduction of the bridge into the pusher, on the other hand, an angular movement of the bridge relative to the pusher.
  • a central orifice 33 allowing the passage of the spring 28.
  • the bottom wall 22 of the fixed cage has a re-entrant part 34 serving for the passage of a folded flat piece 35 of arc deflection which connects them the respective interrupting chambers 36, 37.
  • the fixed cage 21 of the cut-off structure S comprises insulating wings 38 parallel to the interpolar partitions 19 and extending longitudinally over a distance slightly greater than the length of the bridge 17 and of sufficient height to create a volume containing the cutting arcs.
  • Finned assemblies 39 which have the function of dividing and driving out the arcs, comprise a certain number of fins 40 in the general shape of a U open on the contact side. The open area of the U embraces, by its wings 41, the insulating wings 38 of the fixed cage.
  • the bottom wall 22 of the fixed cage is advantageously projecting to be housed in a central cavity 42 corresponding to an external projection of the bottom 18 of the housing 10, in order to reduce the overall height of the circuit breaker.
  • Pins 43 are provided on the deck 17 to cooperate with corresponding shapes of the walls 30 of the pusher 20, in order to keep the bridge centered with respect to the pusher.
  • the wings 38 of the cutting structure define, with a corresponding veil 44 which extends the bottom wall 22 of the cage, cutting pre-chambers 45, 46 housed in the chambers 36, 37.
  • the fixed cage 21 is advantageously in a material separate from that of the base of the housing since the cage supports most of the cutting stresses.
  • the structure described with regard to a circuit breaker obviously applies to different protective switch devices, in particular to contactors-circuit breakers.

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Description

  • La présente invention concerne un disjoncteur comprenant, dans un boîtier et pour chaque pôle, une structure de coupure comportant une cage présentant des fenêtres pour le passage d'un pont de contact mobile associé à des contacts fixes, lesdites fenêtres autorisant le déplacement du pont de contact sous l'effet d'un mécanisme d'ouverture et de fermeture des contacts, et en cas de répulsion électrodynamique, et un poussoir assujetti audit mécanisme et guidé par ladite cage, ce poussoir sollicitant le pont de contact à l'encontre d'un ressort de pression de contact.
  • Un tel disjoncteur est décrit par exemple dans la demande de brevet européen 0 501 885 A1 déposée au nom de TELEMECANIQUE, qui représente un état de la tecnique selon l'Art. 54(3) CBE. En combinaison avec des ensembles d'extinction d'arc, elles ont pour fonction d'ouvrir les contacts des pôles respectifs en réponse à une commande volontaire ou conséctive à un défaut électrique communiqué au mécanisme d'ouverture-fermeture. Il s'avère souhaitable de conférer à une telle structure porte-contact des fonctions supplémentaires facilitant le montage et/ou le fonctionnement du disjoncteur.
  • L'invention a en particulier pour objectif de transférer à la structure à pont de contact des fonctions, telles que des fonctions de guidage du poussoir et/ou de confinement d'arc, habituellement dévolues au boîtier du disjoncteur.
  • Elle propose un disjoncteur comprenant, dans un boîtier et pour chaque pôle, une structure de coupure comportant une cage présentant des fenêtres pour le passage d'un pont de contact mobile associé à des contacts fixes, lesdites fenêtres autorisant le déplacement du pont de contact sous l'effet d'un mécanisme d'ouverture et de fermeture des contacts, et en cas de répulsion électrodynamique, et un poussoir assujetti audit mécanisme et guidé par ladite cage, ce poussoir sollicitant le pont de contact à l'encontre d'un ressort de pression de contact, dans lequel, selon l'invention, ladite cage est fixe relativement au boîtier et comporte des ailes latérales isolantes disposées de manière à délimiter un volume contenant les arcs de coupure.
  • La fonction de guidage du poussoir est donc transférée à la structure de coupure. Lorsque la cage fixe présente une butée pour le pont de contact dans le sens correspondant à la détente du ressort, on peut réaliser la structure de coupure en tant que sous-ensemble télescopique facile à poser dans le boîtier du disjoncteur.
  • Le poussoir comprend, de préférence, au moins une lumière dimensionnée pour permettre l'introduction du pont de contact et un débattement angulaire du pont par rapport au poussoir, le débattement étant donc rendu possible bien que le poussoir soit guidé en translation dans la cage fixe.
  • Dans un mode de réalisation préféré, les préchambres de coupure constituées par les ailes latérales isolantes sont embrassées par les extrémités d'ailettes de structure d'extinction d'arc.
  • L'invention va à présent être explicitée par une description d'un exemple de réalisation, en regard des figures suivantes.
    • La figure 1 représente en perspective éclatée un socle de disjoncteur équipé de structures de coupure selon l'invention ;
    • La figure 2 est une élévation d'un premier mode de réalisation de la structure de coupure ;
    • La figure 3 est une élévation d'un deuxième mode de réalisation de la structure de coupure, avec représentation partielle d'éléments voisins du boîtier du disjoncteur ;
    • La figure 4 en est une vue latérale selon la flèche F de la figure 3 ;
    • La figure 5 en est une vue de dessus, avec illustration partielle d'éléments voisins.
  • Le disjoncteur illustré sur la figure 1 comprend un boîtier en matériau isolant 10 dont seule est représentée la pièce de socle et, dans ce boîtier, plusieurs chemins de courant polaires munis chacun d'une structure de coupure S à contacts séparables. Ainsi, chaque chemin polaire comprend deux contacts fixes 11, 12 disposés sur des pièces de contact fixes 13, 14 reliées à des bornes non indiquées. Il comprend, d'autre part, deux contacts mobiles 15, 16 associés respectivement aux contacts fixes 11, 12 et disposés sur un pont électriquement conducteur et mobile 17 pour constituer un interrupteur polaire à double coupure. Parmi les éléments du boîtier coopérant avec la structure de coupure, on peut noter une paroi de fond 18 et des cloisons interpolaires 19.
  • Le pont de contact mobile 17 est sollicité par un mécanisme non représenté d'ouverture et de fermeture des contacts, cela par l'intermédiaire d'un poussoir 20 guidé selon l'invention dans une cage fixe 21. La cage 21 est en matériau isolant et comprend une paroi de fond 22, des parois latérales 23 perpendiculaires aux cloisons interpolaires 19 et munies de fenêtres 24 et des parois latérales pleines 25 parallèles aux cloisons 19. La paroi de fond 22 de la cage est posée sur le fond 18 du boîtier 10.
  • Sur la figure 2 est illustré plus en détail un premier mode de réalisation de la structure de coupure S. Il convient de remarquer que les fenêtres 24 des parois latérales 23 de la cage fixe sont dimensionnées pour permettre le déplacement du pont de contact, notamment sous l'effet du mécanisme d'ouverture-fermeture en cas de répulsion électrodynamique. En outre, les fenêtres 24 déterminent une butée haute 26 pour le pont de contact 17. Un ressort hélicoïdal 28 de pression de contact est logé entre la paroi de fond 22 de la cage et le pont de contact 17 dans un évidement central 29 de la cage 21 qui sert aussi de logement et de guide en translation pour le poussoir 20. Ce dernier est ainsi guidé contre les faces internes des parois latérales 23, 25 de la cage par des parois respectives 30, 31. Les parois 30 du poussoir sont échancrées par des lumières 32 dimensionnées pour permettre, d'une part, l'introduction du pont dans le poussoir, d'autre part, un débattement angulaire du pont par rapport au poussoir. Dans le poussoir, est prévu un orifice central 33 permettant le passage du ressort 28. La paroi de fond 22 de la cage fixe possède une partie rentrante 34 servant au passage d'une pièce plate pliée 35 de déflexion d'arc qui relie entre elles les chambres respectives de coupure 36, 37.
  • Dans le mode de réalisation des figures 3 à 5, la cage fixe 21 de la structure de coupure S comprend des ailes isolantes 38 parallèles aux cloisons interpolaires 19 et s'étendant longitudinalement sur une distance un peu supérieure à la longueur du pont 17 et de hauteur suffisante pour créer un volume contenant les arcs de coupure. Des ensembles ailetés 39, qui ont pour fonction de fractionner et chasser les arcs, comprennent un certain nombre d'ailettes 40 en forme générale de U ouvert du côté des contacts. La zone ouverte du U embrasse, par ses ailes 41, les ailes isolantes 38 de la cage fixe.
  • La paroi de fond 22 de la cage fixe est avantageusement en saillie pour se loger dans une cavité centrale 42 correspondant à une saillie extérieure du fond 18 du boîtier 10, afin de diminuer l'encombrement en hauteur du disjoncteur. Des picots 43 sont prévus sur le pont 17 pour coopérer avec des formes correspondantes des parois 30 du poussoir 20, afin de maintenir centré le pont par rapport au poussoir.
  • On constate que les ailes 38 de la structure de coupure définissent, avec un voile correspondant 44 qui étend la paroi de fond 22 de la cage, des préchambres de coupure 45, 46 logées dans les chambres 36, 37. La cage fixe 21 est avantageusement en un matériau distinct de celui du socle du boîtier puisque la cage supporte l'essentiel des contraintes de coupure. La structure décrite à propos d'un disjoncteur s'applique bien entendu à des appareils interrupteurs de protection différents, notamment à des contacteurs-disjoncteurs.

Claims (7)

  1. Disjoncteur comprenant, dans un boîtier (10) et pour chaque pôle, une structure de coupure (5) comportant une cage (21) présentant des fenêtres (24) pour le passage d'un pont de contact mobile (17) associé à des contacts fixes (11,12), lesdites fenêtres (24) autorisant le déplacement du pont de contact (17) sous l'effet d'un mécanisme d'ouverture et de fermeture des contacts, et en cas de répulsion électrodynamique, et un poussoir (20) assujetti audit mécanisme et guidé par ladite cage (21), ce poussoir (20) sollicitant le pont de contact (17) à l'encontre d'un ressort de pression de contact (28), dans lequel ladite cage (21) est fixe relativement au boîtier (10) et comporte des ailes latérales isolantes (38) disposées de manière à délimiter un volume contenant les arcs de coupure.
  2. Disjoncteur selon la revendication 1,
    caractérisée par le fait que la cage fixe (21) présente une butée (26) pour le pont de contact (17) dans le sens correspondant à la détente du ressort (28).
  3. Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2,
    caractérisée par le fait que le poussoir (20) porte le pont de contact (17) et comprend au moins une lumière (32) dimensionnée pour permettre l'introduction du pont de contact (17) dans le poussoir (20) et un débattement du pont (17) par rapport au poussoir (20).
  4. Disjoncteur selon la revendication 1,
    caractérisée par le fait que les ailes isolantes (38) sont embrassées par des zones ouvertes d'ensembles ailetés (39) d extinction d'arc.
  5. Disjoncteur selon l'une des revendications 1 à 4,
    caractérisée par le fait que la cage fixe (21) comprend une paroi de fond (22) posée sur le fond (18) du boîtier (10).
  6. Disjoncteur selon la revendication 5,
    caractérisée par le fait qu'il est prévu, entre la paroi de fond (22) de la cage (21) et le fond (18) du boîtier (10) un déflecteur plat (25) reliant les chambres de coupure (36, 37).
  7. Disjoncteur selon l'une des revendications 1 à 6,
    caractérisée par le fait que le matériau de la cage fixe (21) diffère de celui des zones voisines du boîtier (10) du disjoncteur.
EP93400314A 1992-02-11 1993-02-08 Structure de coupure pour disjoncteur Expired - Lifetime EP0556109B1 (fr)

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