EP0693764B1 - Disjoncteur électrique à actionneur électromagnétique pour calibres élevés - Google Patents

Disjoncteur électrique à actionneur électromagnétique pour calibres élevés Download PDF

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EP0693764B1 EP95410065A EP95410065A EP0693764B1 EP 0693764 B1 EP0693764 B1 EP 0693764B1 EP 95410065 A EP95410065 A EP 95410065A EP 95410065 A EP95410065 A EP 95410065A EP 0693764 B1 EP0693764 B1 EP 0693764B1
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Jean-Yves Amblard
François Bucci
Philippe Delcambre
Eric Domejean
Alain Menier
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    • H01H71/2472—Electromagnetic mechanisms with rotatable armatures

Definitions

  • the object of the invention is to provide an electrical circuit breaker for high performance, insensitive to any phenomenon of external manifestations.
  • the circuit breaker according to the invention is characterized in that the striker is formed by a elongated part located between the magnetic circuit and the first compartment, and cooperating with the contact arm support means for closing the passage between the first and second compartments after attraction of the pallet, and to free said passage after the pallet recall to the spread position.
  • the axis of connection of the striker on the pallet is arranged in an intermediate zone between the axis of articulation of the pallet, and the second air gap.
  • the striker constitutes a screen which adapts to the internal part of the housing. The passage between these two compartments is advantageously located above the first air gap opposite the fixed contact.
  • the means for supporting the contact arm have drive stops cooperating with the mechanism, and a bearing face cooperating with the free end of the striker to delimit said passage
  • Figure 1 is a schematic elevational view of the circuit breaker equipped with the actuator according to the invention.
  • FIG. 2 represents a perspective view of the actuator of FIG. 1.
  • Figure 3 is a sectional view through the median plane of the actuator of Figure 2, the pallet and the striker being in the inactive position.
  • Figure 4 shows a plan view of Figure 3.
  • Figure 5 is an identical view to Figure 3, in the active position of the pallet and the striker.
  • Figure 6 is a plan view of Figure 5.
  • a circuit breaker 1 comprises a housing 2 containing a contact fixed 3, a movable contact 4 mounted at the end of a movable contact arm 5, a chamber 6 and various elements of electrical connections (not shown) allowing connect the fixed and mobile contact to terminals (not shown).
  • the circuit breaker includes plus an electromagnetic actuator AE causing in the event of a fault the tripping of the circuit breaker, and rapid separation of fixed and mobile contacts 3, 4.
  • the electromagnetic actuator AE comprises a yoke 7 made of magnetic material, a swivel pallet 8, and a striker 9.
  • the cylinder head or magnetic circuit 7 in the form of an H comprises a core 10 cylindrical surrounded by a coil 34, and two sides 11, 12 arranged parallel between them, and extending perpendicular to the axis of the core 10.
  • the flank 11 has a first end 13 directed towards the pallet 8 and a second opposite end 14.
  • the other sidewall 12 comprises a third end (not shown) directed towards the pallet 8 and a opposite fourth end 16.
  • the first end 13 and the third end form coplanar pole faces cooperating with the flat face 18 of the pallet 8.
  • the second and fourth ends 14, 16 form flat faces arranged opposite one another to delimit a first air gap 17.
  • the vane 8 When the electromagnetic actuator AE is at rest, the vane 8 is located at a certain distance from the face 18 of the cylinder head 7 by forming a second air gap 19.
  • the pivoting pallet 8 is mounted on a hinge pin 21 and the contact arm mobile 5 is also pivotally mounted by means of another hinge pin 22.
  • the fixed contact 3 is located at the base of the air gap 17, and at least part of the contact arm mobile 5 extends through the air gap 17.
  • the striker 9 is in the form of a elongated substantially rectangular part, one end of which is articulated on an axis of link 23 arranged on the pallet 8, and the other free end 24 of which is located near the movable contact arm 5, and on the side opposite to the fixed contact 3.
  • the width of the striker corresponds substantially to the width of the housing.
  • the contact arm 5 is carried by support means 26 arranged opposite the movable contact 4, and having drive stops cooperating with the mechanism (not shown) for closing and separating the contacts 3, 4.
  • the support means 26 additionally comprise a support face 36 cooperating with the free end 24 of the striker 9.
  • the connecting pin 23 of the striker 9 on the pallet 8 is located in an intermediate zone between the hinge pin 21 and the second air gap 19.
  • the free end 24 of the striker 9 is separated from the bearing face 36 by a passage 28 in the form of a slot whose thickness is variable depending on the magnetization state of the electromagnetic actuator AE.
  • the striker 9 in addition to its acceleration function of the contact arm 5, thus plays the role of a separation screen between the two compartments, and the slot 28 remains closed in the attracted position of the pallet 8, that is to say as long that the current in the coil exceeds a predetermined value. Plugging the slot 28 during the arc extinction phase prevents any backflow of gas to the upper compartment 30, and in particular towards the orifice for passage of the lever, so as to avoid any phenomenon of external manifestations on the front face of the case 2.

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Description

L'invention est relative à un disjoncteur électrique à boítier isolant moulé comprenant un premier compartiment de logement du mécanisme de commande, et un deuxième compartiment renfermant un actionneur électromagnétique, et des contacts séparables associés à une chambre de coupure , ledit actionneur ayant un circuit magnétique , et comportant:
  • un noyau sur lequel est monté une bobine d'excitation,
  • un premier entrefer dans lequel s'étend le bras de contact mobile pour occuper une position de repos dans l'état de fermeture des contacts, et une position active de séparation des contacts lorsque l'intensité du courant dépasse un seuil prédéterminé,
  • une palette pivotante coopérant avec des faces polaires du circuit magnétique pour former un deuxième entrefer situé à l'opposé du premier entrefer,
  • et un percuteur associé à la palette pour agir sur le bras de contact dans le sens de l'ouverture après attraction magnétique de la palette contre les faces polaires.
L'emploi dans un disjoncteur d'un actionneur électromagnétique pour provoquer la séparation rapide des contacts permet d'obtenir des pouvoirs de coupure très importants. L'extinction de l'arc dans la chambre de coupure génère néanmoins des gaz ionisés susceptibles de produire des phénomènes de manifestations extérieures. Ces phénomènes sont particulièrement indésirables du côté de la face avant, dus à l'échappement de gaz ionisés par l'orifice autorisant le débattement de la manette.
L'objet de l'invention consiste à réaliser un disjoncteur électrique pour hautes performances, insensible à tout phénomène de manifestations extérieures.
Le disjoncteur selon l'invention est caractérisé en ce que le percuteur est formé par une pièce allongée située entre le circuit magnétique et le premier compartiment, et coopérant avec les moyens de support du bras de contact pour obturer le passage entre les premier et deuxième compartiments après attraction de la palette, et pour libérer ledit passage après le rappel de la palette vers la position écartée.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'axe de liaison du percuteur sur la palette est disposé dans une zone intermédiaire entre l'axe d'articulation de la palette, et le deuxième entrefer. Le percuteur constitue un écran qui s'adapte à la partie interne du boítier. Le passage entre ces deux compartiments est avantageusement situé au-dessus du premier entrefer à l'opposé du contact fixe.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de support du bras de contact comportent des butées d'entraínement coopérant avec le mécanisme, et une face d'appui coopérant avec l'extrémité libre du percuteur pour délimiter ledit passage
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre 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 vue schématique en élévation du disjoncteur équipé de l'actionneur selon l'invention.
La figure 2 représente une vue en perspective de l'actionneur de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe par le plan médian de l'actionneur de la figure 2, la palette et le percuteur étant en position inactive.
La figure 4 montre une vue en plan de la figure 3.
La figure 5 est une vue identique de la figure 3, en position active de la palette et du percuteur.
La figure 6 est une vue en plan de la figure 5.
En référence à la figure 1, un disjoncteur 1 comprend un boítier 2 renfermant un contact fixe 3, un contact mobile 4 monté à l'extrémité d'un bras de contact mobile 5, une chambre de coupure 6 et divers éléments de connexions électriques (non représentés) permettant de relier les contact fixe et mobile à des bornes (non représentées). Le disjoncteur comporte en plus un actionneur électromagnétique AE provoquant en cas de défaut le déclenchement du disjoncteur, et la séparation rapide des contacts fixe et mobile 3, 4.
L'actionneur électromagnétique AE comprend une culasse 7 en matériau magnétique, une palette 8 pivotante, et un percuteur 9.
Sur la figure 2, la culasse ou circuit magnétique 7 en forme de H, comporte un noyau 10 cylindrique entouré par une bobine 34, et deux flancs 11, 12 disposés parallèlement entre eux, et s'étendant perpendiculairement à l'axe du noyau 10. Le flanc 11 présente une première extrémité 13 dirigée vers la palette 8 et une seconde extrémité opposée 14. L'autre flanc 12 comprend une troisième extrémité (non représentée) dirigée vers la palette 8 et une quatrième extrémité opposée 16. La première extrémité 13 et la troisième extrémité forment des faces polaires coplanaires coopérant avec la face plane 18 de la palette 8. Les seconde et quatrième extrémités 14, 16 forment des faces planes disposées en regard l'une de l'autre pour délimiter un premier entrefer 17.
Lorsque l'actionneur électromagnétique AE est au repos, la palette 8 est située à une certaine distance par rapport à la face 18 de la culasse 7 en formant un deuxième entrefer 19. La palette 8 pivotante est montée sur un axe d'articulation 21 et le bras de contact mobile 5 est également monté à pivotement grâce à un autre axe d'articulation 22. Le contact fixe 3 se trouve à la base de l'entrefer 17, et au moins une partie du bras de contact mobile 5 s'étend au travers de l'entrefer 17. Le percuteur 9 se présente sous la forme d'une pièce allongée sensiblement rectangulaire dont une extrémité est articulée sur un axe de liaison 23 agencé sur la palette 8, et dont l'autre extrémité libre 24 est située à proximité du bras de contact mobile 5, et du côté opposé au contact fixe 3.
La largeur du percuteur correspond sensiblement à la largeur du boítier.
En référence aux figures 3 à 6, le bras de contact 5 est porté par des moyens de support 26 agencés à l'opposé du contact mobile 4, et ayant des butées d'entraínement coopérant avec le mécanisme (non représenté) pour assurer la fermeture et la séparation des contacts 3, 4. Les moyens de support 26 comportent en plus une face d'appui 36 coopérant avec l'extrémité libre 24 du percuteur 9.
L'axe de liaison 23 du percuteur 9 sur la palette 8 est situé dans une zone intermédiaire entre l'axe d'articulation 21 et le deuxième entrefer 19. L'extrémité libre 24 du percuteur 9 est séparée de la face d'appui 36 par un passage 28 en forme de fente dont l'épaisseur est variable en fonction de l'état de magnétisation de l'actionneur électromagnétique AE.
Dans la position de fermeture des contacts 3, 4 (figures 3 et 4), le flux magnétique dans le deuxième entrefer 19 suite au passage du courant nominal dans la bobine de l'actionneur AE, est insuffisant pour attirer la palette 8 contre les surfaces polaires 13 de la culasse 7. La palette 8 est maintenue en position écartée sous l'action de son ressort de rappel, et le percuteur 9 reste également immobile en position inactive. La fente 28 entre le percuteur 9 et les moyens de support 26 du bras 5 est maximum, et permet la communication de la zone des contacts avec le compartiment supérieur 30 de logement du mécanisme 31.
En présence d'un courant de court-circuit, l'accroissement du flux magnétique dans la culasse 7 engendre des forces électromagnétiques importantes dans le premier entrefer 17, sollicitant le bras de contact 5 vers la position d'ouverture (figures 5 et 6). La palette 8 pivotante est attirée simultanément contre les surfaces polaires 13 du deuxième entrefer 19, et entraíne le percuteur 9 en translation dans le même sens. La venue en engagement de l'extrémité 28 contre les moyens de support 26 accélère le pivotement du bras de contact 5 vers la position d'ouverture, et obture en même temps la fente 28. Les gaz ionisés engendrés par l'arc lors de la séparation des contacts 3, 4 ne peuvent s'échapper vers le compartiment supérieur 30, et restent confinés dans le compartiment inférieur 32 de logement de la chambre de coupure 6. Le percuteur 9 en plus de sa fonction d'accélération du bras de contact 5, joue ainsi un rôle d'écran de séparation entre les deux compartiments, et la fente 28 reste obturée en position attirée de la palette 8, c'est à dire aussi longtemps que le courant dans la bobine dépasse une valeur prédéterminée. L'obturation de la fente 28 au cours de la phase d'extinction de l'arc empêche tout refoulement de gaz vers le compartiment supérieur 30, et en particulier vers l'orifice de passage de la manette, de manière à éviter tout phénomène de manifestations extérieures au niveau de la face avant du boítier 2.

Claims (4)

  1. Disjoncteur électrique à boítier (2) isolant moulé comprenant un premier compartiment (30) de logement du mécanisme (31) de commande, et un deuxième compartiment (32) renfermant un actionneur électromagnétique (AE), et des contacts séparables (3, 4) associés à une chambre de coupure (6), ledit actionneur ayant un circuit magnétique (7), et comportant:
    un noyau (10) sur lequel est monté une bobine (34) d'excitation,
    un premier entrefer (17) dans lequel s'étend le bras de contact mobile (5) pour occuper une position de repos dans l'état de fermeture des contacts (3, 4), et une position active de séparation des contacts lorsque l'intensité du courant dépasse un seuil prédéterminé,
    une palette (8) pivotante coopérant avec des faces polaires (13) du circuit magnétique (7) pour former un deuxième entrefer (19) situé à l'opposé du premier entrefer (17),
    et un percuteur (9) associé à la palette (8) pour agir sur le bras de contact (5) dans le sens de l'ouverture après attraction magnétique de la palette (8) contre les faces polaires,
    caractérisé en ce que le percuteur (9) est formé par une pièce allongée située entre le circuit magnétique (7) et le premier compartiment (30), et coopérant avec les moyens de support (26) du bras de contact (5) pour obturer le passage (28) entre les premier et deuxième compartiments (30, 32) après attraction de la palette (8), et pour libérer ledit passage après le rappel de la palette (8) vers la position écartée.
  2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de liaison (23) du percuteur (9) sur la palette (8) est disposé dans une zone intermédiaire entre l'axe d'articulation (21) de la palette, et le deuxième entrefer (19).
  3. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le percuteur (9) constitue un écran qui s'adapte à la partie interne du boítier (2), et que le passage (28) est situé au-dessus du premier entrefer (17) à l'opposé du contact fixe (3).
  4. Disjoncteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de support (26) du bras de contact (5) comportent des butées d'entraínement coopérant avec le mécanisme (31), et une face d'appui (36) coopérant avec l'extrémité libre (24) du percuteur pour délimiter ledit passage (28).
EP95410065A 1994-07-18 1995-06-29 Disjoncteur électrique à actionneur électromagnétique pour calibres élevés Expired - Lifetime EP0693764B1 (fr)

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FR (1) FR2722609B1 (fr)
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