EP0798756B1 - Mécanisme de commande d'un disjoncteur à grand angle d'ouverture - Google Patents
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- EP0798756B1 EP0798756B1 EP97410035A EP97410035A EP0798756B1 EP 0798756 B1 EP0798756 B1 EP 0798756B1 EP 97410035 A EP97410035 A EP 97410035A EP 97410035 A EP97410035 A EP 97410035A EP 0798756 B1 EP0798756 B1 EP 0798756B1
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- H01H71/503—Means for increasing the opening stroke of the contacts
Definitions
- a mechanism of a circuit breaker of the prior art is illustrated in Figures 1 to 3.
- the mechanism comprises a support lever of the movable contact arm which is articulated on the pivot of the rotary drive plate.
- the trigger lever is also articulated on the plate, but on an axis offset from the pivot.
- the connecting rod between the handle and the attachment hook of the plate is not shown for reasons of clarity.
- the lever and the trip lever respectively comprise a first transmission means and a second transmission means capable of transmitting position and energy information to the auxiliary modules.
- Auxiliary modules A may be triggering or signaling modules, which are adaptable to a large side face of the circuit breaker housing.
- the first transmission means of the handle of the circuit breaker is mechanically connected to the handle of the auxiliary module A by a first control link.
- the mechanism according to the invention is characterized in that the pivot axis of the arm of contact is secured to the housing and through an opening of the plate with a shift predetermined with respect to the pivot, and that the platen is provided with a drive abutment separated respectively from the axis of the contact arm by a first radius, and from the pivot by a second ray, the difference in length of the rays allowing an opening angle amplified contact arm, which is greater than the angular travel of the platen.
- the differential displacement between the contact arm and the plate due to the decentering of the axis pivoting of the arm makes it possible to increase the isolation distance without modifying the stroke angle of the plate which remains adapted to the establishment of standard auxiliaries.
- the mechanism 40 is provided with a movable contact arm 12 with a large opening angle ⁇ obtained by decentering the axis 42 of the contact arm 12 relative to the pivot 14 of the drive plate 16.
- the double plate 16 is constituted by a pair of elements 16a, 16b each having a pivot 14 engaged in a bearing 44a, 44b of the insulating housing 46.
- the triggering lever 18 is pivotally mounted on an axis 48 of the plate 16, and cooperates with a triggering member 50 controlled by a pallet 52 of the electromagnetic release 54.
- the plate 16 is equipped with a driving abutment 70 intended to come into engagement against a bearing surface 72 of the support lever 11 to move it to the position opening.
- the radius R1 formed between the axis 42 of the control arm 12 and the stop 70 is less than the radius R2 between the pivot 14 of the plate 16 and the same stop 70.
- the separation of the contacts 34, 36 is effected following a displacement of the plate 16 towards the open position, which can intervene manually by the intervention of the lever 20, or automatically, following the triggering after the detection of a default.
- the driving abutment 70 abuts the bearing surface 72 of the support lever 11, and drives the latter in the counterclockwise direction to the open position of the contacts 34, 36 ( Figure 7).
- the difference in length of the radii R1 and R2 conditions an amplified aperture angle ⁇ of the contact arm 12, while the plate 16 performs a standard pivoting movement whose stroke ⁇ corresponds to that of FIG. amplification of the opening movement of the contact arm 12 makes it possible to obtain a greater isolation distance, whereas the angle of rotation ⁇ of the plate 16 remains adapted to the kinematics of the transmission means 22, 24 of the handle 26 and the trip lever 18.
- the housing of the axis 42 in the oblong slot 62 of the plate 16 causes a lever effect exerted on the movable contact arm 12, capable of causing the contacts 34 to tear out, 36 from a state of welding of these at point S.
- the axis 42 of pivoting is normally biased by the spring 66 towards the right end of the opening 62 oblong. From a welding state of the contacts 34, 36, the displacement of the handle 20 to the open position causes a slight upward movement of the contact arm 12, and the displacement to the left of the axis 42 in the opening 62, to from the initial position 0 to a first position 1.
- the inclination of the opening 62 makes it possible to obtain in addition to the leverage effect, an additional shearing effect at the weld S, following the displacement of the axis 42 from the initial position 0 to a second position 2.
- This effect of shearing on the other hand causes a sliding of the movable contact 36 with the contact fixed 34, allowing a self-cleaning of the contacts.
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Breakers (AREA)
Description
L'invention est relative à un mécanisme de commande d'un disjoncteur électrique, à boítier
isolant renfermant une paire de contacts fixe et mobile, ledit contact mobile étant porté par
un bras de contact actionné entre la position de fermeture et la position d'ouverture par le
mécanisme, lequel comporte :
- une manette équipée d'un premier moyen de transmission d'une information de position et/ou de commande,
- une platine d'entraínement d'un levier de support du bras de contact, ladite platine étant montée à rotation sur un pivot pour définir une première course angulaire,
- une liaison mécanique brisable agencée entre la platine et une biellette accouplée à la manette, ladite liaison étant commandée par un levier de déclenchement piloté par un organe déclencheur pour provoquer en cas de défaut, la rupture de la liaison mécanique entraínant le déclenchement automatique du mécanisme,
- et un deuxième moyen de transmission agencé sur le levier de déclenchement pour transmettre une information d'énergie et/ou de commande.
Un mécanisme d'un disjoncteur de l'art antérieur est illustré sur les figures 1 à 3.
Le mécanisme comporte un levier de support du bras de contact mobile lequel est articulé sur le pivot de la platine d'entraínement rotative. Le levier de déclenchement est également articulé sur la platine, mais sur un axe décalé par rapport au pivot. La biellette de liaison entre la manette et le crochet d'accrochage de la platine n'est pas représentée pour des raisons de clarté. La manette et le levier de déclenchement comportent respectivement un premier moyen de transmission et un deuxième moyen de transmission capables de transmettre aux modules auxiliaires des informations de position et d'énergie.
Les modules auxiliaires A peuvent être des modules de déclenchement ou de signalisation, lesquels sont adaptables à une grande face latérale du boítier du disjoncteur. Sur la figure 2, le premier moyen de transmission de la manette du disjoncteur est relié mécaniquement à la manette du module auxiliaire A par une première liaison de commande. Le deuxième moyen de transmission est connecté mécaniquement à l'auxiliaire par une deuxième liaison de commande. La première liaison de commande sert à transmettre un signal d'état fermé ou ouvert du disjoncteur vers l'auxiliaire lorsque ce dernier est constitué par un module de signalisation. La deuxième liaison de commande bidirectionnelle sert dans un sens à transmettre un signal indicateur de déclenchement du disjoncteur vers l'auxiliaire lorsque ce dernier est constitué par un module de signalisation de défaut, ou à transmettre dans le sens opposé un signal de commande de déclenchement du module auxiliaire, par exemple un bloc de protection différentielle, vers le disjoncteur.
Le mécanisme comporte un levier de support du bras de contact mobile lequel est articulé sur le pivot de la platine d'entraínement rotative. Le levier de déclenchement est également articulé sur la platine, mais sur un axe décalé par rapport au pivot. La biellette de liaison entre la manette et le crochet d'accrochage de la platine n'est pas représentée pour des raisons de clarté. La manette et le levier de déclenchement comportent respectivement un premier moyen de transmission et un deuxième moyen de transmission capables de transmettre aux modules auxiliaires des informations de position et d'énergie.
Les modules auxiliaires A peuvent être des modules de déclenchement ou de signalisation, lesquels sont adaptables à une grande face latérale du boítier du disjoncteur. Sur la figure 2, le premier moyen de transmission de la manette du disjoncteur est relié mécaniquement à la manette du module auxiliaire A par une première liaison de commande. Le deuxième moyen de transmission est connecté mécaniquement à l'auxiliaire par une deuxième liaison de commande. La première liaison de commande sert à transmettre un signal d'état fermé ou ouvert du disjoncteur vers l'auxiliaire lorsque ce dernier est constitué par un module de signalisation. La deuxième liaison de commande bidirectionnelle sert dans un sens à transmettre un signal indicateur de déclenchement du disjoncteur vers l'auxiliaire lorsque ce dernier est constitué par un module de signalisation de défaut, ou à transmettre dans le sens opposé un signal de commande de déclenchement du module auxiliaire, par exemple un bloc de protection différentielle, vers le disjoncteur.
Le fonctionnement d'un tel mécanisme est décrit en détail dans le document EP-A-295 158.
Lors de la séparation des contacts, une butée de la platine rotative entraíne le levier de
support dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour du pivot.
En position ouvert, l'angle d'ouverture du bras de contact mobile correspond sensiblement à la course angulaire de la platine après rattrapage du jeu entre la butée et le levier support.
En position ouvert, l'angle d'ouverture du bras de contact mobile correspond sensiblement à la course angulaire de la platine après rattrapage du jeu entre la butée et le levier support.
Pour conserver l'usage des mêmes modules auxiliaires, il est impératif lors d'une extension
d'une gamme de disjoncteurs, de respecter le positionnement et le débattement angulaire des
moyens de transmission dans les différents états de fonctionnement, notamment fermé,
ouvert, déclenché. En cas de maintien de l'articulation du levier support sur le pivot de la
platine, l'angle d'ouverture du contact mobile restera constant. La tenue diélectrique d'un
tel disjoncteur étant directement proportionnelle à la distance de séparation des contacts
dans l'état ouvert, se trouverait de ce fait insuffisante pour un appareil de gros calibres.
L'objet de l'invention consiste à réaliser un mécanisme de disjoncteur ayant une tenue
diélectrique améliorée sans modifier la cinématique des moyens de transmission pour
l'adaptation des modules auxiliaires, et indépendamment du mode de fonctionnement
manuel ou automatique.
Le mécanisme selon l'invention est caractérisé en ce que l'axe de pivotement du bras de
contact est solidaire du boítier et traverse une ouverture de la platine avec un décalage
prédéterminé par rapport au pivot, et que la platine est dotée d'une butée d'entraínement
séparée respectivement de l'axe du bras de contact par un premier rayon, et du pivot par un
deuxième rayon, la différence de longueur des rayons autorisant un angle d'ouverture
amplifié du bras de contact, lequel est supérieur à la course angulaire de la platine.
Le déplacement différentiel entre le bras de contact et la platine dû au décentrage de l'axe
de pivotement du bras permet d'augmenter la distance d'isolement sans modifier la course
angulaire de la platine qui reste adaptée à la mise en place d'auxiliaires standards.
Selon une caractéristique de l'invention, l'ouverture de passage de l'axe à travers la platine
présente une forme oblongue, de manière à exercer un effet de levier sur le bras de contact
dans le sens de la séparation des contacts.
En inclinant l'ouverture de la platine selon une direction prédéterminée, il est possible
d'engendrer un effet de glissement pour l'autonettoyage des contacts.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va
suivre d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux
dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un mécanisme de disjoncteur de l'art antérieur, les contacts étant représentés dans l'état fermé,
- la figure 2 montre, à l'échelle réduite, l'association du disjoncteur de la figure 1 avec un module auxiliaire, notamment de déclenchement ou de signalisation,
- la figure 3 est une vue identique de la figure 1, avec les contacts représentés dans l'état ouvert,
- la figure 4 est une vue en coupe verticale du mécanisme de commande selon l'invention,
- les figures 5 et 6 montrent respectivement des vues en coupe selon les lignes 5-5 et 6-6 de la figure 4, le mécanisme étant représenté dans l'état fermé des contacts,
- la figure 7 est une vue identique à la figure 6, le mécanisme étant représenté dans l'état ouvert des contacts,
- la figure 8 est une vue schématique du mécanisme selon la figure 6, après une tentative d'ouverture manuelle suite à un soudage des contacts,
- la figure 9 est une vue identique à la figure 8, montrant une variante de réalisation.
En référence aux figures 4 à 7, les mêmes numéros de repères seront utilisés pour désigner
des pièces identiques à celles du mécanisme des figures 1 à 3. Le mécanisme 40 est doté
d'un bras de contact mobile 12 à grand angle d'ouverture β obtenu grâce à un décentrage de
l'axe 42 du bras de contact 12 par rapport au pivot 14 de la platine d'entraínement 16.
La platine 16 double est constituée par une paire d'éléments 16a, 16b ayant chacun un pivot 14 engagé dans un palier 44a, 44b du boítier isolant 46. Le levier de déclenchement 18 est monté à pivotement sur un axe 48 de la platine 16, et coopère avec un organe de déclenchement 50 piloté par une palette 52 du déclencheur électromagnétique 54.
La platine 16 double est constituée par une paire d'éléments 16a, 16b ayant chacun un pivot 14 engagé dans un palier 44a, 44b du boítier isolant 46. Le levier de déclenchement 18 est monté à pivotement sur un axe 48 de la platine 16, et coopère avec un organe de déclenchement 50 piloté par une palette 52 du déclencheur électromagnétique 54.
Le deuxième moyen de transmission 24 est agencé sur le levier de déclenchement 18, lequel
est destiné, lors de l'apparition d'un défaut, à interrompre la liaison mécanique entre la
platine 16 et la biellette 56 accouplée à la manette 20. Cette liaison mécanique s'effectue
par l'intermédiaire d'un crochet d'accrochage 58 articulé sur un axe 60 de la platine 16.
L'axe de pivotement 42 du bras de contact 12 mobile traverse une ouverture 62 oblongue de
la platine 16, et prend appui dans des paliers ménagés dans les faces opposées du boítier 46.
L'ouverture 62 de chaque élément 16a, 16b de la platine 16 est décalée par rapport au
pivot 14, et à l'axe 48 d'articulation, le pivot 14 étant situé entre l'axe de pivotement 42 du
bras de contact 12, et le contact mobile 36.
Un premier ressort 64 d'actionnement de la platine 16 vers la position d'ouverture,
comporte un ressort à torsion entourant le pivot 14. L'un des brins d'extrémité du ressort 64
prend appui sur la platine 16, et le brin d'extrémité opposé se trouve en engagement avec
une butée fixe du boítier 46. Un deuxième ressort 66 pour la pression de contact est agencé
sur une saillie 68 du levier de support 11 en entourant l'axe de pivotement 42. Ce ressort 66
autorise un mouvement relatif de pivotement entre la platine 16 et le levier support 11, et
sollicite ce dernier vers la position de fermeture pour assurer une pression de contact
prédéterminée avec le contact fixe 34.
La platine 16 est équipée d'une butée d'entraínement 70 destinée à venir en engagement
contre une surface d'appui 72 du levier support 11 pour le déplacer vers la position
d'ouverture. Le rayon R1 ménagé entre l'axe 42 du bras de contat 12 et la butée
d'entraínement 70 est inférieur au rayon R2 entre le pivot 14 de la platine 16 et la même
butée 70.
La séparation des contacts 34, 36 s'opère suite à un déplacement de la platine 16 vers la
position d'ouverture, laquelle peut intervenir manuellement par l'intervention de la
manette 20, ou automatiquement, suite au déclenchement après la détection d'un défaut.
Dans les deux cas, la butée d'entraínement 70 accoste la surface d'appui 72 du levier
support 11, et entraíne ce dernier dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à la
position d'ouverture des contacts 34, 36 (figure 7).
La différence de longueur des rayons R1 et R2 conditionne un angle d'ouverture β amplifié du bras de contact 12, pendant que la platine 16 effectue un mouvement de pivotement standard dont la course α correspond à celle de la figure 3. L'effet d'amplification du mouvement d'ouverture du bras de contact 12 permet d'obtenir une distance d'isolement plus grande, alors que l'angle de rotation α de la platine 16 reste adapté à la cinématique des moyens de transmission 22, 24 au niveau de la manette 26 et du levier de déclenchement 18.
La différence de longueur des rayons R1 et R2 conditionne un angle d'ouverture β amplifié du bras de contact 12, pendant que la platine 16 effectue un mouvement de pivotement standard dont la course α correspond à celle de la figure 3. L'effet d'amplification du mouvement d'ouverture du bras de contact 12 permet d'obtenir une distance d'isolement plus grande, alors que l'angle de rotation α de la platine 16 reste adapté à la cinématique des moyens de transmission 22, 24 au niveau de la manette 26 et du levier de déclenchement 18.
En référence à la figure 8, lors d'une tentative d'ouverture par la manette 20, le logement
de l'axe 42 dans la lumière 62 oblongue de la platine 16 provoque un effet de levier exercé
sur le bras de contact 12 mobile, susceptible de provoquer un arrachement des contacts 34,
36 à partir d'un état de soudage de ces derniers au point S. L'axe 42 de pivotement est
normalement sollicité par le ressort 66 vers l'extrémité de droite de l'ouverture 62
oblongue. A partir d'un état de soudage des contacts 34, 36, le déplacement de la
manette 20 vers la position d'ouverture provoque un léger mouvement de soulèvement du
bras de contact 12, et le déplacement vers la gauche de l'axe 42 dans l'ouverture 62, à
partir de la position initiale 0 vers une première position 1.
Selon la variante de la figure 9, l'inclinaison de l'ouverture 62 permet d'obtenir en plus de
l'effet de levier, un effet additionnel de cisaillement au niveau de la soudure S, suite au
déplacement de l'axe 42 de la position initiale 0 vers une deuxième position 2. Cet effet de
cisaillement provoque d'autre part un glissement du contact mobile 36 avec le contact
fixe 34, permettant un autonettoyage des contacts.
Claims (4)
- Mécanisme de commande d'un disjoncteur électrique, à boítier (46) isolant renfermant une paire de contacts fixe (34) et mobile (36), ledit contact mobile étant porté par un bras de contact (12) actionné entre la position de fermeture et la position d'ouverture par le mécanisme (40), lequel comporte :caractérisé en ce que l'axe (42) de pivotement du bras de contact (12) est solidaire du boítier (46) et traverse une ouverture (62) de la platine (16) avec un décalage prédéterminé par rapport au pivot (14), et que la platine (16) est dotée d'une butée (70) d'entraínement séparée respectivement de l'axe (42) du bras de contact (12) par un premier rayon (R1), et du pivot (14) par un deuxième rayon (R2), la différence de longueur des rayons (R1, R2) autorisant un angle d'ouverture β amplifié du bras de contact (12), lequel est supérieur à la course angulaire α de la platine (16).une manette (20) équipée d'un premier moyen de transmission (22) d'une information de position et/ou de commande,une platine (16) d'entraínement d'un levier de support (11) du bras de contact (12), ladite platine (16) étant montée à rotation sur un pivot (14) pour définir une première course angulaire (α),une liaison mécanique brisable agencée entre la platine (16) et une biellette (56) accouplée à la manette (20), ladite liaison étant commandée par un levier de déclenchement (18) piloté par un organe déclencheur pour provoquer en cas de défaut, la rupture de la liaison mécanique entraínant le déclenchement automatique du mécanisme (40),et un deuxième moyen de transmission (24) agencé sur le levier de déclenchement (18) pour transmettre une information d'énergie et/ou de commande,
- Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture (62) de passage de l'axe (42) à travers la platine (16) présente une forme oblongue, de manière à exercer un effet de levier sur le bras de contact( 12) dans le sens de la séparation des contacts (34, 36).
- Mécanisme de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture (62) dans la platine (16) est inclinée selon une direction prédéterminée, autorisant un effet de cisaillement additionnel adapté à un autonettoyage des contacts.
- Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pivot (14) de la platine (16) est situé entre l'axe (42) de pivotement du bras de contact (12) et le contact mobile (36), et que l'axe (48) d'articulation du levier de déclenchement (18) est disposé sur la platine (16).
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