EP0977233A1 - Circuit breaker with high electrodynamic strength and breaking capacity - Google Patents
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- EP0977233A1 EP0977233A1 EP99410088A EP99410088A EP0977233A1 EP 0977233 A1 EP0977233 A1 EP 0977233A1 EP 99410088 A EP99410088 A EP 99410088A EP 99410088 A EP99410088 A EP 99410088A EP 0977233 A1 EP0977233 A1 EP 0977233A1
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- H01H77/10—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening
- H01H77/101—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening with increasing of contact pressure by electrodynamic forces before opening
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- H01H71/505—Latching devices between operating and release mechanism
- H01H2071/507—Latching devices between operating and release mechanism being collapsible, e.g. yielding elastically, when the opening force is higher than a predetermined value
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- H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
- H01H9/446—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using magnetisable elements associated with the contacts
Definitions
- the invention relates to a control mechanism for a low multipole circuit breaker voltage with high electrodynamic resistance, and comprising an electric power circuit having, by pole, a pair of compensated contact members, held in position closing by effect of electrodynamic compensation of repulsion forces.
- a mechanism of the kind mentioned is described in document EP-A-222,645 of the Applicant and includes a toggle device associated with a trigger hook and an opening spring for moving the movable contact to an open position when the hook is actuated from an armed position, towards a triggered position, a switching rod made of insulating material coupled to the toggle joint device extending transversely to the chassis, and comprising a rotary shaft for supporting the movable contact members of all poles, an opening pawl cooperating with the trigger hook to arm or trigger the mechanism, respectively in the locked position or in the unlocked position of said pawl, and a hooking latch controlled by a triggering member to actuate the pawl opening to the unlocked position.
- the electrodynamic resistance of the circuit breaker results action of contact pressure springs on multiple fingers, and compensated contacts, the axis of articulation of which is subjected to mechanical reactions important.
- the mechanism is able to collect these reactions for a maximum threshold of short circuit current. Beyond this threshold, reactions are likely to damage certain axes or transmission members of the mechanism, and risk increasing the effort of trip at the level of the floor comprising the hook, the opening pawl, and the lock.
- the intervention of the instantaneous trigger requires an order response time 10 ms to trigger the mechanism, which is too long, if the circuit breaker performance must meet high electrodynamic strength and breaking capacity greater than 130kA.
- the opening pawl has disengageable actuation means causing self-unlocking of the lock in the presence a short-circuit current exceeding a calibration threshold defined by means elastic, said self-unlocking being controlled from a mechanical reaction generated by the electrodynamic compensation effect, and causing an ultra-fast rotation of the lock to unlock the opening pawl before the intervention of the organ trigger.
- circuit breaker obtained is very efficient in terms of electrodynamic resistance since self-unlocking is in practice tared for high current levels, in particular greater than 180 kA peak. To obtain sufficient breaking capacity, however, it is necessary to size the pole and its breaking chamber very widely, to the detriment overall size and price.
- the invention therefore aims to produce a circuit breaker with high electrodynamic resistance, and very high breaking capacity, requiring a reduced tripping force, and a short tripping when a large short-circuit current appears, these performances to be obtained in a limited space and at low cost.
- high electrodynamics comprising: a chassis, one or more poles comprising a pair of contact members comprising a movable contact member and another contact member contact, the movable contact member comprising a support cage movable relative to the chassis between an open position and a closed position, and one or more contact fingers movable relative to the support cage between a position of contact with the other contact member and a withdrawal position, each pole further comprising electromagnetic compensation means suitable for applying to the contact finger (s) electromagnetic forces tending to keep the finger (s) in contact with the other contact member, the circuit breaker further comprising an opening spring capable of relax from an armed position to an unarmed position, a kinematic chain cooperating with the opening spring and with the pair of contact members so that the expansion of the opening spring causes the support cage in its open position, this chain comprising a kinematic connecting member with the support cage, a mechanism opening control comprising an opening latch capable of assuming a position
- the pole (s) also include electromagnetic limitation means capable of applying to the contact finger or fingers electromagnetic forces tending to entrain the finger or fingers towards their withdrawn position.
- Electromagnetic compensation means and limitation means electromagnetic are such that when the intensity of the current flowing through the pair of organs contact is below a so-called limiting threshold, the finger (s) are kept in contact with the other contact member, and that beyond said threshold, the finger or fingers are drawn towards their withdrawal position. Finally, the whole is such that the result of the forces applied by the cage to the kinematic connecting member when the intensity of the current passing through the member of mobile contact reached the limitation threshold is below the ultra-fast opening threshold.
- Contact separation limits the intensity of the short-circuit current flowing through the pole, for the time necessary for the opening of the circuit by the actuating means.
- the circuit breaker thus makes it possible to cut presumed currents much higher than previously.
- the limitation threshold preserves the high electrodynamic resistance wanted.
- the actuation means they are the ones that confirm the shutdown in a very short time, before the
- the actuation means comprise elastic means defining said ultra-fast opening threshold.
- the intervention of the means actuation when exceeding the ultra-fast opening threshold is not instantaneous.
- the spring must cover a certain stroke before causing the ultra-fast opening of the opening lock.
- the electrodynamic forces must provide a certain energy which results in the mechanical work of compression of springs, before the ultra-fast opening order is transmitted. So there is a time limit, extremely short, before the opening takes place. This period is particularly set to profit when the elastic means are tared in such a way that the ultra-fast opening takes place after the intensity of the limited current has reached its maximum value. Therefore, the release of the opening lock occurs after the maximum current has been exceeded, even as the limited current flowing through the pole began to decrease. The efforts imparted to the end stops of the opening mechanism are therefore reduced, which increases the reliability of the device.
- the pole (s) include a chamber of arc extinction, and a magnetic circuit arranged so as to generate a field magnetic function of the current flowing through the other contact member and directed so as to generate on the incipient electric arc during the separation of the contact members, forces tending to project the electric arc towards the arc extinguishing chamber.
- the pole or poles comprise a chamber of arc extinction, and a magnetic circuit arranged so as to generate a field magnetic function of the current flowing through the other contact member and directed so as to generate on the incipient electric arc during the separation of the contact members, forces tending to project the electric arc towards the arc extinguishing chamber. So the short circuit current is severely limited.
- a mechanism 10 for controlling a circuit breaker multipolar is carried by a frame 12, and comprises a toggle device 14 having a pair of transmission rods 16, 18 articulated on a pivot axis 20.
- the lower link 16 is mechanically coupled to a switching rod 22 in insulating material extending perpendicular to the flanges of the chassis 12.
- the bar of switching 22 is common to all of the poles, and is constituted by a shaft mounted at rotation between an open position and a closed position of the contact members of the circuit breaker.
- the circuit breaker is of the high current type, and having a resistance high electrodynamics.
- each pole there is a connecting rod 24 which connects a crank 25 from the bar 22 to an insulating cage 26 of a movable contact member 28.
- the contact member mobile 28 cooperates with a fixed contact member 30, in the closed position, and is connected by a braid 32 to a first connection pad 34.
- the fixed contact member 30 is carried directly by the second connection pad 36.
- the pole includes a arc extinguishing chamber 35, the inlet of which is located near the contact members 28 and 30.
- the cage 26 is pivotally mounted around a first axis 40 between the position of Figure 1 closure, and Figure 3 open position, and the contact member mobile 28 comprises a plurality of parallel fingers 41 articulated on a second axis 42 of the cage 26 between a contact position visible in FIG. 1 and a withdrawal position visible in Figure 2.
- Each finger supports a contact pad 43 cooperating with a contact pad 45 of the fixed contact member 30, in the position of Figure 1.
- Des contact pressure springs 38 are arranged between the cage 26 and the upper face of the fingers 41.
- the position of the longitudinal axis of the rod 24 relative to the axis of rotation 40 of the cage 26 on the one hand and relative to the pivot axis of the switching rod 22 on the other hand, is characteristic of a circuit breaker with high electrodynamic resistance.
- the large lever arm of the rod 24 relative to the axis 40 and the weak lever arm of the rod 24 relative to the axis of the switching rod 26 ensure that the circuit breaker control mechanism is not subjected to excessive forces when significant repulsion forces induced by high intensity currents are applied to contact fingers.
- a significant part of the efforts is transmitted to support of the switch bar, while the torque applied by the rod 24 at the bar 22 remains moderate, which limits the stress on the other elements of the mechanism 10 linked to bars 22.
- the toggle joint device 14 is associated with a trigger hook 44 mounted at limited tilting on a main axis 46 between an armed position and a position triggered.
- the main axis 46 is integral with the chassis 12, and one of the ends of the hook 44 is articulated to the upper link 18 by an axis 48, while the other opposite end cooperates with an opening pawl 50.
- An opening spring 52 is anchored between a lug 54 of the bar 22, and a fixed cleat 56 of the chassis 12, said cleat 56 being disposed above the toggle joint device 14.
- the pawl opening 50 is formed by a locking lever 57 pivotally mounted on an axis 58, between a locked position and an unlocked position.
- a hooking latch 60 in the shape of a half-moon is capable of moving the opening pawl 50 towards the unlocked position to trigger the mechanism 10.
- a spring 62 for returning the opening pawl 50 is located opposite the latch hooking 60 relative to the axis 58, and urges the opening pawl 50 in the direction anti-clockwise to the locked position.
- a roller 64 is formed on the lever locking 57 between the axis 58 and the latching lock 60, and cooperates in the armed position with a bearing surface 66 of the trigger hook 44.
- the bearing surface 66 of the hook 44 has a recess in which the cylindrical roller 64 engages.
- a return spring 68 is anchored between the axis 48 and the cleat 56 to urge the hook 44 counterclockwise to the armed position, in which the roller 64 of the opening pawl 50 is engaged in the recess of the bearing surface 66.
- the latching latch 60 of the opening pawl 50 is controlled by a trigger 70 to drive the locking lever 57 to the unlocked position, causing the triggering of the mechanism 10, and the opening of the contact members 28, 30.
- the triggering member 70 can be manually actuated, in particular by means of a push button, or automatic, in particular by a thermomagnetic trip device or electronic, or by a release trigger sensitive to a remote control signal.
- the opening pawl 50 comprises a pair of flanges 72 for supporting the shaft 58 and the roller 64 mounted for free rotation.
- the declutching threshold is calibrated by means of two compression springs 74, 76, arranged between a plate 78 guide integral with the flanges 72, and a retaining lever 80 articulated on the axis 58.
- the end of the retaining lever 80 is provided with a spout 82 intended to hang on the latch 60 in the latched position of the pawl 50.
- An end of travel stop 84 is secured to the flanges 72, and is capable of limiting the pivoting movement of the pawl 50 in the unlocked position.
- Each flange 72 comprises an operating ramp 86 arranged in the vicinity of the spout 82 of the lever restraint 80, the inclination of the ramp 86 being chosen to cause self-unlocking of the lock 60, when the calibration threshold of the springs 74, 76 is exceeded.
- the opening pawl 50 is arranged in a disengageable assembly allowing self-unlocking of latch 60 in the presence of a short-circuit current exceeding one predetermined threshold thereafter called declutching threshold.
- the contact members 28, 30 and the pads 34, 36 form a first circuit structure electric in U, the second articulation axis 42 of the fingers of the movable contact 28 being located at a third of the distance separating the two areas 34, 36.
- the structure 88 of such a circuit constitutes a compensation system for electrodynamic repulsion forces capable of keep the contact members closed in the presence of a short-circuit current.
- the fixed contact member forms a second U-shaped circuit structure, laid in such a way so that its lateral branches point away from the contact pad 34.
- the patch contact 45 is supported by one of the legs of this U, on the side of its free end. In closed position, the contact fingers 41 extend almost parallel to the tab of the U carrying the fixed contact pad 45.
- a magnetic sheet 92 in U is inserted in the U formed by the fixed contact member.
- the structure 90 of such a circuit constitutes a limiting system capable of move the movable contact pads 43 away from the pad 45 from the fixed contact, in the presence of a short-circuit current exceeding a certain threshold set by the setting of the pressure springs contact 38.
- the bearing surface 66 of the hook trigger 44 exerts a force F on the roller 64, and urges the opening pawl 50 into clockwise rotation around the axis 58 until the spout 82 is hooked to the latch 60.
- the circuit breaker is then in a stable position for closing the members contact 30, 28.
- the fingers are subjected to different forces shown diagrammatically in FIG. 7.
- the current passing through the pellets 43 generates repulsive constriction forces F S , of which the moment relative to the pivot axis 42 of the fingers 41 tends to lift them.
- the second U-shaped circuit structure 90 also generates a moment tending to open the fingers 41.
- the electric charges flowing in the contact fingers 41 are subjected to electromagnetic forces due to the field induced by the charges circulating in the U formed by the fixed contact member 30 and concentrated by the magnetic U 92.
- the sum of the moments generated by the contact pressure springs 38 and by the first U-shaped structure 88 is greater than the sum of the moments generated by the necking forces on the pads 43 and by the second structure. 90 in U.
- the pellets 43, 45 are kept in contact.
- the sum of the moments generated by the contact pressure springs and by the first U-shaped structure grows less quickly with the current than the sum of the moments generated by the necking forces and by the second U-shaped structure.
- I L of the intensity of the current circulating in the pole called thereafter limitation threshold, beyond which the sum of the moments generated by the contact pressure springs and by the first U- shaped structure becomes lower to the sum of the moments generated by the necking forces and by the second U-shaped structure.
- the contact fingers 41 pivot around the axis 42, up to the position of FIG. 2.
- the electromagnetic field concentrated by the magnetic U in the region of the pellets of the organs contact then promotes the expulsion of the electric arc to the breaking chamber, which promotes rapid limitation of the current flowing through the pole.
- the electromagnetic forces on the cage also continue to increase, and when the intensity of the current passing through the pole reaches a second threshold value I C higher than the first, the force F exceeds the calibration threshold of the pawl 50, which is defined by the springs 74, 76, and begins to rotate the opening pawl 50 clockwise.
- the spout 82 of the lever retainer 80 remains in engagement with the latch 60, but the flanges 72 of the pawl 50 begin to rotate around axis 58 clockwise. From a calibrated effort corresponding to the self-unlocking threshold of the latching lock 60, the ramps 86 of the flanges 72 of the pawl 50 cooperate with the half-moon of the latch 60, and causes its rotation clockwise F1, so as to release the retaining spout 80, causing the movement of the opening pawl towards the unlocked position (figure 6). The exhaust roller 64 also releases the trigger hook 44, which causes the opening contact members 30, 28 by the opening spring 52 associated with the device knee pad 14.
- the triggering of the mechanism 10 by the disengaging effect of the opening pawl 50 is ultra fast, and operates before the intervention of the triggering member 70, which has a response time which is a function of the type of thermomagnetic trip device or electronics used in the circuit breaker.
- the presence of the opening pawl 50 to self-disengaging of the lock 60 allows the mechanical protection of the circuit breaker ultra-fast, while remaining compatible with instant protection of the trigger.
- the springs 74, 76 are calibrated so that the threshold I C is of the order of 110% of I L.
- the ultra-rapid self-unlocking of the mechanism 10 is carried out for a high current level, in particular greater than 100 kA.
- the circuit breaker therefore remains essentially a selective circuit breaker with high electrodynamic resistance. Its limiting nature is sensitive only from 90% of its selectivity threshold. It is this limiting character which gives it excellent cutting power.
- FIG. 8 An example of the chronological sequence of opening in the presence of a short-circuit current has been reproduced in FIG. 8.
- the pole is crossed by the current I L : the contact fingers begin to separate and there appears an arc voltage U arc , which increases as a first approximation with the distance X separating the contact pads .
- the contact fingers are sufficiently distant and the arc large enough for the magnetic U to project the arc into the chamber. From this moment, the arc voltage increases more quickly.
- the contact fingers continue their repulsion travel and reach their maximum repulsion position X R in FIG. 3 at t 3 .
- the current reaches a value I C which causes the opening pawl to move.
- the distance between contact pads does not vary before the mechanical work necessary for the compression of the springs 74, 76 has been delivered.
- the opening of the control mechanism by disengaging the opening lock 60 takes place only at an instant t 6 after t 4 .
- the arc voltage continues to increase by expansion in the breaking chamber to the point of reaching at time t 5 , then exceeding, the network voltage.
- the intensity of the limited current reached is maximum.
- the opening of the control mechanism 10 to t 6 is therefore done in a phase of decrease in the intensity of the current, which ensures a relatively slow opening which spares the limit stops of the movable elements of the mechanism 10.
- the movable pads 43 reach their position in FIG. 3, at the distance X o from the fixed pad.
- the relative displacement between the flanges 72 and the lever retaining 80 of the opening pawl 50 is effected by a rotational movement having a low angular travel. It is clear that this relative displacement can be obtained by a translational movement thanks to an oblong light.
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Abstract
Description
L'invention est relative à un mécanisme de commande d'un disjoncteur multipolaire basse tension à tenue électrodynamique élevée, et comprenant un circuit électrique de puissance ayant, par pôle, une paire de organes de contact compensés, maintenus en position de fermeture par effet de compensation électrodynamique des forces de répulsion.The invention relates to a control mechanism for a low multipole circuit breaker voltage with high electrodynamic resistance, and comprising an electric power circuit having, by pole, a pair of compensated contact members, held in position closing by effect of electrodynamic compensation of repulsion forces.
Un mécanisme du genre mentionné est décrit dans le document EP-A-222.645 de la
demanderesse et comporte un dispositif à genouillère associé à un crochet de déclenchement
et à un ressort d'ouverture pour déplacer le contact mobile vers une position d'ouverture
lorsque le crochet est actionné à partir d'une position armée, vers une position déclenchée,
un barreau de commutation en matériau isolant accouplé au dispositif à genouillère en
s'étendant transversalement au châssis, et comprenant un arbre rotatif de support des
organes de contact mobiles de tous les pôles, un cliquet d'ouverture coopérant avec le
crochet de déclenchement pour assurer l'armement ou le déclenchement du mécanisme,
respectivement en position verrouillée ou en position déverrouillée dudit cliquet, et un
verrou d'accrochage piloté par un organe de déclenchement pour actionner le cliquet
d'ouverture vers la position déverrouillée. La tenue électrodynamique du disjoncteur résulte
de l'action des ressorts de pression de contact sur les doigts multiples, et des organes de
contact compensés, dont l'axe d'articulation est soumis à des réactions mécaniques
importantes. Le mécanisme est apte à encaisser ces réactions pour un seuil maximum de
courant de court-circuit. Au delà de ce seuil, les réactions sont susceptibles d'endommager
certains axes ou organes de transmission du mécanisme, et risquent d'augmenter l'effort de
déclenchement au niveau de l'étage comprenant le crochet, le cliquet d'ouverture, et le
verrou. L'intervention du déclencheur instantané nécessite un temps de réponse de l'ordre
de 10 ms pour obtenir le déclenchement du mécanisme, ce qui est trop long, si les
performances du disjoncteur doivent satisfaire à une haute tenue électrodynamique, et à un
pouvoir de coupure supérieure à 130kA. A mechanism of the kind mentioned is described in document EP-A-222,645 of the
Applicant and includes a toggle device associated with a trigger hook
and an opening spring for moving the movable contact to an open position
when the hook is actuated from an armed position, towards a triggered position,
a switching rod made of insulating material coupled to the toggle joint device
extending transversely to the chassis, and comprising a rotary shaft for supporting the
movable contact members of all poles, an opening pawl cooperating with the
trigger hook to arm or trigger the mechanism,
respectively in the locked position or in the unlocked position of said pawl, and a
hooking latch controlled by a triggering member to actuate the pawl
opening to the unlocked position. The electrodynamic resistance of the circuit breaker results
action of contact pressure springs on multiple fingers, and
compensated contacts, the axis of articulation of which is subjected to mechanical reactions
important. The mechanism is able to collect these reactions for a maximum threshold of
short circuit current. Beyond this threshold, reactions are likely to damage
certain axes or transmission members of the mechanism, and risk increasing the effort of
trip at the level of the floor comprising the hook, the opening pawl, and the
lock. The intervention of the instantaneous trigger requires an
Il a déjà été proposé d'utiliser la réaction mécanique issue de la compensation électrodynamique des organes de contact compensés pour provoquer un déclenchement automatique (voir le document EP-A-0 780 380). Le cliquet d'ouverture comporte des moyens d'actionnement débrayable provoquant l'autodéverrouillage du verrou en présence d'un courant de court-circuit dépassant un seuil de calibrage défini par des moyens élastiques, ledit autodéverrouillage étant commandé à partir d'une réaction mécanique engendrée par l'effet de compensation électrodynamique, et provoquant une rotation ultra-rapide du verrou pour déverrouiller le cliquet d'ouverture avant l'intervention de l'organe de déclenchement.It has already been proposed to use the mechanical reaction resulting from the compensation electrodynamics of the compensated contact members to cause tripping automatic (see document EP-A-0 780 380). The opening pawl has disengageable actuation means causing self-unlocking of the lock in the presence a short-circuit current exceeding a calibration threshold defined by means elastic, said self-unlocking being controlled from a mechanical reaction generated by the electrodynamic compensation effect, and causing an ultra-fast rotation of the lock to unlock the opening pawl before the intervention of the organ trigger.
Le disjoncteur obtenu est très performant en matière de tenue électrodynamique puisque l'auto déverrouillage est en pratique taré pour des niveau de courant élevés, notamment supérieurs à 180 kA crête. Pour obtenir un pouvoir de coupure suffisant, il est toutefois nécessaire de dimensionner très largement le pôle et sa chambre de coupure, au détriment de l'encombrement général et du prix.The circuit breaker obtained is very efficient in terms of electrodynamic resistance since self-unlocking is in practice tared for high current levels, in particular greater than 180 kA peak. To obtain sufficient breaking capacity, however, it is necessary to size the pole and its breaking chamber very widely, to the detriment overall size and price.
L'invention vise donc à réaliser un disjoncteur de tenue électrodynamique élevée, et à pouvoir de coupure très élevé, nécessitant une force déclenchement réduite, et un temps de déclenchement court lors de l'apparition d'un courant de court-circuit important, ces performances devant être obtenues dans un espace restreint et à faible coût.The invention therefore aims to produce a circuit breaker with high electrodynamic resistance, and very high breaking capacity, requiring a reduced tripping force, and a short tripping when a large short-circuit current appears, these performances to be obtained in a limited space and at low cost.
Selon l'invention, ce problème est résolu grâce à un disjoncteur basse tension à tenue électrodynamique élevée comportant : un châssis, un ou plusieurs pôles comportant une paire d'organes de contact comportant un organe de contact mobile et un autre organe de contact, l'organe de contact mobile comportant une cage de support mobile par rapport au châssis entre une position d'ouverture et une position de fermeture, et un ou plusieurs doigts de contact mobiles par rapport à la cage de support entre une position de contact avec l'autre organe de contact et une position de retrait, chaque pôle comportant en outre des moyens de compensation électromagnétique aptes à appliquer sur le ou les doigts de contact des forces électromagnétiques tendant à maintenir le ou les doigts en contact avec l'autre organe de contact, le disjoncteur comportant en outre un ressort d'ouverture apte à se détendre d'une position armée à une position désarmée, une chaíne cinématique coopérant avec le ressort d'ouverture et avec la paire d'organes de contact de telle manière que la détente du ressort d'ouverture entraíne la cage de support dans sa position ouverte, cette chaíne comportant un organe de liaison cinématique avec la cage de support, un mécanisme de commande d'ouverture comportant un verrou d'ouverture apte à prendre une position de verrouillage dans laquelle il interdit la détente du ressort d'ouverture et à libérer le ressort d'ouverture en quittant sa position de verrouillage, et des moyens d'actionnement coopérant avec l'organe de contact mobile et avec le verrou d'ouverture et aptes à provoquer le passage ultra-rapide du verrou d'ouverture dans sa position déverrouillée lorsque la résultante des forces appliquées par la cage sur l'organe de liaison cinématique dépasse un seuil prédéterminé d'ouverture ultra-rapide. Le ou les pôles comportent en outre des moyens de limitation électromagnétique aptes à appliquer sur le ou les doigts de contact des forces électromagnétiques tendant à entraíner le ou les doigts vers leur position de retrait. Les moyens de compensation électromagnétique et les moyens de limitation électromagnétique sont tels que lorsque l'intensité du courant traversant la paire d'organes de contact est en deçà d'un seuil dit de limitation, le ou les doigts sont maintenus en contact avec l'autre organe de contact, et qu'au delà dudit seuil, le ou les doigts sont entraínés vers leur position de retrait. Enfin, l'ensemble est tel que la résultante des forces appliquées par la cage à l'organe de liaison cinématique lorsque l'intensité du courant traversant l'organe de contact mobile atteint le seuil de limitation est en deçà du seuil d'ouverture ultra-rapide. La séparation des contact permet de limiter l'intensité du courant de court-circuit traversant le pôle, pendant le temps nécessaire à l'ouverture du circuit par les moyens d'actionnement. Le disjoncteur permet ainsi de couper des courants présumés beaucoup plus élevés que précédemment. Le seuil de limitation permet de préserver la haute tenue électrodynamique recherchée. Quant aux moyens d'actionnement, ce sont eux qui permettent de confirmer la coupure dans un délai très court, avant que le déclencheur classique n'intervienne.According to the invention, this problem is solved by means of a low-voltage circuit breaker withstand. high electrodynamics comprising: a chassis, one or more poles comprising a pair of contact members comprising a movable contact member and another contact member contact, the movable contact member comprising a support cage movable relative to the chassis between an open position and a closed position, and one or more contact fingers movable relative to the support cage between a position of contact with the other contact member and a withdrawal position, each pole further comprising electromagnetic compensation means suitable for applying to the contact finger (s) electromagnetic forces tending to keep the finger (s) in contact with the other contact member, the circuit breaker further comprising an opening spring capable of relax from an armed position to an unarmed position, a kinematic chain cooperating with the opening spring and with the pair of contact members so that the expansion of the opening spring causes the support cage in its open position, this chain comprising a kinematic connecting member with the support cage, a mechanism opening control comprising an opening latch capable of assuming a position of lock in which it prohibits the expansion of the opening spring and to release the spring opening by leaving its locking position, and cooperating actuation means with the movable contact member and with the opening latch and capable of causing the ultra-fast passage of the opening latch in its unlocked position when the resulting from the forces applied by the cage on the kinematic connecting member exceeds a predetermined threshold for ultra-fast opening. The pole (s) also include electromagnetic limitation means capable of applying to the contact finger or fingers electromagnetic forces tending to entrain the finger or fingers towards their withdrawn position. Electromagnetic compensation means and limitation means electromagnetic are such that when the intensity of the current flowing through the pair of organs contact is below a so-called limiting threshold, the finger (s) are kept in contact with the other contact member, and that beyond said threshold, the finger or fingers are drawn towards their withdrawal position. Finally, the whole is such that the result of the forces applied by the cage to the kinematic connecting member when the intensity of the current passing through the member of mobile contact reached the limitation threshold is below the ultra-fast opening threshold. Contact separation limits the intensity of the short-circuit current flowing through the pole, for the time necessary for the opening of the circuit by the actuating means. The circuit breaker thus makes it possible to cut presumed currents much higher than previously. The limitation threshold preserves the high electrodynamic resistance wanted. As for the actuation means, they are the ones that confirm the shutdown in a very short time, before the conventional trigger intervenes.
Préférentiellement, les moyens d'actionnement comportent des moyens élastiques définissant ledit seuil d'ouverture ultra-rapide. Ainsi, l'intervention des moyens d'actionnement lors du dépassement du seuil d'ouverture ultra-rapide n'est pas instantanée. En effet, le ressort doit couvrir une certaine course avant de provoquer l'ouverture ultra-rapide du verrou d'ouverture. En d'autres termes, les efforts électrodynamiques doivent fournir une certaine énergie qui se traduit par le travail mécanique de compression des ressorts, avant que l'ordre d'ouverture ultra-rapide ne soit transmis. Il existe donc un délai, extrêmement court, avant que n'ai lieu l'ouverture. Ce délai est particulièrement mis à profit lorsque les moyens élastiques sont tarés de telle manière que l'ouverture ultra-rapide a lieu après que l'intensité du courant limité a atteint sa valeur maximale. De ce fait, la libération du verrou d'ouverture intervient après dépassement du maximum de courant, alors même que le courant limité traversant le pôle a commencé à décroítre. Les efforts impartis aux butées de fin de course du mécanisme d'ouverture sont donc réduits, ce qui accroít la fiabilité du dispositif. Preferably, the actuation means comprise elastic means defining said ultra-fast opening threshold. Thus, the intervention of the means actuation when exceeding the ultra-fast opening threshold is not instantaneous. Indeed, the spring must cover a certain stroke before causing the ultra-fast opening of the opening lock. In other words, the electrodynamic forces must provide a certain energy which results in the mechanical work of compression of springs, before the ultra-fast opening order is transmitted. So there is a time limit, extremely short, before the opening takes place. This period is particularly set to profit when the elastic means are tared in such a way that the ultra-fast opening takes place after the intensity of the limited current has reached its maximum value. Therefore, the release of the opening lock occurs after the maximum current has been exceeded, even as the limited current flowing through the pole began to decrease. The efforts imparted to the end stops of the opening mechanism are therefore reduced, which increases the reliability of the device.
Etant donné l'extrême rapidité du processus d'ouverture, il est avantageux d'intégrer au dispositif des moyens assurant dans la phase de retrait des doigts de contact, une forte limitation du courant de court-circuit. Pour ce faire le ou les pôles comportent une chambre d'extinction d'arc, et un circuit magnétique agencé de façon à engendrer un champ magnétique fonction du courant parcourant l'autre organe de contact et dirigé de façon à engendrer sur l'arc électrique naissant lors de la séparation des organes de contact, des forces tendant à projeter l'arc électrique vers la chambre d'extinction d'arc.Given the extreme speed of the opening process, it is advantageous to integrate into the device of the means ensuring in the phase of withdrawal of the contact fingers, a strong short-circuit current limitation. To do this, the pole (s) include a chamber of arc extinction, and a magnetic circuit arranged so as to generate a field magnetic function of the current flowing through the other contact member and directed so as to generate on the incipient electric arc during the separation of the contact members, forces tending to project the electric arc towards the arc extinguishing chamber.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le ou les pôles comportent une chambre d'extinction d'arc, et un circuit magnétique agencé de façon à engendrer un champ magnétique fonction du courant parcourant l'autre organe de contact et dirigé de façon à engendrer sur l'arc électrique naissant lors de la séparation des organes de contact, des forces tendant à projeter l'arc électrique vers la chambre d'extinction d'arc. Ainsi, le courant de court-circuit est fortement limité.According to a preferred embodiment, the pole or poles comprise a chamber of arc extinction, and a magnetic circuit arranged so as to generate a field magnetic function of the current flowing through the other contact member and directed so as to generate on the incipient electric arc during the separation of the contact members, forces tending to project the electric arc towards the arc extinguishing chamber. So the short circuit current is severely limited.
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 d'un pôle d'un disjoncteur selon l'invention comportant un mécanisme de commande en position de fermeture et des organes de contact en position de contact ;
- la figure 2 est une vue identique à la figure 1 représentant le mécanisme en position de fermeture et les organes de contact en position rétractée ;
- la figure 3 est une vue identique à la figure 1 représentant le mécanisme en position d'ouverture ;
- la figure 4 est une vue en coupe dans le plan A-A de la figure 1 ;
- la figure 5 montre une vue d'un cliquet d'ouverture du disjoncteur de la figure 1, en position verrouillée ;
- la figure 6 est une vue identique du cliquet de la figure 3 lors de la phase d'autodéverrouillage du verrou ;
- la figure 7 représente schématiquement les efforts appliqués sur les organes de contact ;
- la figure 8 représente la variation dans le temps du courant I, de la tension U et de la distance X des organes de contacts mesurée entre une pastille mobile et une pastille fixe de ces organes, lors d'une ouverture sur court-circuit.
- Figure 1 is a schematic view of a pole of a circuit breaker according to the invention comprising a control mechanism in the closed position and contact members in the contact position;
- Figure 2 is a view identical to Figure 1 showing the mechanism in the closed position and the contact members in the retracted position;
- Figure 3 is a view identical to Figure 1 showing the mechanism in the open position;
- Figure 4 is a sectional view in the plane AA of Figure 1;
- FIG. 5 shows a view of an opening pawl of the circuit breaker of FIG. 1, in the locked position;
- Figure 6 is an identical view of the pawl of Figure 3 during the self-unlocking phase of the lock;
- FIG. 7 schematically represents the forces applied to the contact members;
- FIG. 8 represents the variation over time of the current I, of the voltage U and of the distance X of the contact members measured between a movable pad and a fixed pad of these members, during an opening on short circuit.
En référence aux figures 1 à 4, un mécanisme 10 de commande d'un disjoncteur
multipolaire est porté par un châssis 12, et comporte un dispositif à genouillère 14 ayant
une paire de biellettes de transmission 16, 18 articulées sur un axe de pivotement 20. La
biellette inférieure 16 est accouplée mécaniquement à un barreau de commutation 22 en
matériau isolant s'étendant perpendiculairement aux flasques du châssis 12. Le barreau de
commutation 22 est commun à l'ensemble des pôles, et est constitué par un arbre monté à
rotation entre une position d'ouverture et une position de fermeture des organes de contact
du disjoncteur. Le disjoncteur est du type à fortes intensités, et ayant une tenue
électrodynamique élevée.Referring to Figures 1 to 4, a
Au niveau de chaque pôle, est agencée une tringle de liaison 24 qui relie une manivelle 25
du barreau 22 à une cage 26 isolante d'un organe de contact mobile 28. L'organe de contact
mobile 28 coopère avec un organe de contact fixe 30, en positon de fermeture, et est relié
par une tresse 32 à une première plage de raccordement 34. L'organe de contact fixe 30 est
porté directement par la deuxième plage de raccordement 36. Le pôle comporte une
chambre d'extinction d'arc 35 dont l'entrée se situe à proximité des organes de contact 28
et 30.At each pole, there is a connecting
La cage 26 est montée à pivotement autour d'un premier axe 40 entre la position de
fermeture de la figure 1, et la position d'ouverture de la figure 3, et l'organe de contact
mobile 28 comporte une pluralité de doigts 41 parallèles articulés sur un deuxième axe 42
de la cage 26 entre une position de contact visible sur la figure 1 et une position de retrait
visible sur la figure 2. Chaque doigt supporte une pastille de contact 43 coopérant avec une
pastille de contact 45 de l'organe de contact fixe 30, dans la position de la figure 1. Des
ressorts 38 de pression de contact sont agencés entre la cage 26 et la face supérieure des
doigts 41.The
La position de l'axe longitudinal de la tringle 24 par rapport à l'axe de rotation 40 de la
cage 26 d'une part et par rapport à l'axe de pivotement du barreau de commutation 22
d'autre part, est caractéristique d'un disjoncteur de tenue électrodynamique élevée. En
effet, le grand bras de levier de la tringle 24 par rapport à l'axe 40 et le faible bras de levier
de la tringle 24 par rapport à l'axe du barreau de commutation 26 permettent d'assurer que
le mécanisme de commande du disjoncteur ne soit pas soumis à des efforts trop élevés
lorsque des efforts de répulsions importants induits par des courant d'intensité élevée sont
appliqués aux doigts de contact. En fait un part importante des efforts est transmise aux
paliers de support du barreau de commutation, alors que le couple appliqué par la tringle 24
au barreau 22 reste modéré, ce qui limite la sollicitation des autres éléments du mécanisme
10 liés aux barreau 22. The position of the longitudinal axis of the
Au dispositif à genouillère 14 est associé un crochet de déclenchement 44 monté à
basculement limité sur un axe principal 46 entre une position armée, et une position
déclenchée. L'axe principal 46 est solidaire du châssis 12, et l'une des extrémités du
crochet 44 est articulée à la biellette supérieure 18 par un axe 48, tandis que l'autre
extrémité opposée coopère avec un cliquet d'ouverture 50.The
Un ressort d'ouverture 52 est ancré entre un ergot 54 du barreau 22, et un taquet 56 fixe du
châssis 12, ledit taquet 56 étant disposé au-dessus du dispositif à genouillère 14. Le cliquet
d'ouverture 50 est formé par un levier de verrouillage 57 monté à pivotement sur
un axe 58, entre une position verrouillée et une position déverrouillée. Un
verrou d'accrochage 60 en forme de demi-lune est apte à déplacer le cliquet d'ouverture 50
vers la position déverrouillée pour provoquer le déclenchement du mécanisme 10.An
Un ressort 62 de rappel du cliquet d'ouverture 50 se trouve à l'opposé du verrou
d'accrochage 60 par rapport à l'axe 58, et sollicite le cliquet d'ouverture 50 dans le sens
anti-horaire vers la position verrouillée. Un galet 64 est ménagé sur le levier
de verrouillage 57 entre l'axe 58 et le verrou d'accrochage 60, et coopère en position armée
avec une surface d'appui 66 du crochet de déclenchement 44. La surface d'appui 66 du
crochet 44 présente un évidement dans lequel s'engage le galet 64 cylindrique.
Un ressort 68 de rappel est ancré entre l'axe 48 et le taquet 56 pour solliciter le crochet 44
dans le sens anti-horaire vers la position armée, dans laquelle le galet 64 du
cliquet d'ouverture 50 est engagé dans l'évidement de la surface d'appui 66.A
Le verrou d'accrochage 60 du cliquet d'ouverture 50 est commandé par un organe de
déclenchement 70 pour entraíner le levier de verrouillage 57 vers la position déverrouillée,
entraínant le déclenchement du mécanisme 10, et l'ouverture des organes de contact 28, 30.
L'organe de déclenchement 70 peut être à actionnement manuel, notamment au moyen d'un
bouton poussoir, ou automatique, notamment par un déclencheur magnétothermique ou
électronique, ou par un déclencheur à émission sensible à un signal de télécommande.The latching
En référence aux figures 5 et 6, le cliquet d'ouverture 50 comporte une paire de flasques 72
de support de l'axe 58 et du galet 64 monté à rotation libre. Le seuil de débrayage est
calibré au moyen de deux ressorts 74, 76 de compression, agencés entre une plaquette 78
de guidage solidaire des flasques 72, et un levier de retenue 80 articulé sur l'axe 58.
L'extrémité du levier de retenue 80 est pourvue d'un bec 82 destiné à s'accrocher au
verrou 60 dans la position verrouillée du cliquet 50. Referring to Figures 5 and 6, the opening
Une butée 84 de fin de course est solidaire des flasques 72, et est apte à limiter le
mouvement de pivotement du cliquet 50 dans la position déverrouillée. Chaque flasque 72
comporte une rampe de manoeuvre 86 disposée au voisinage du bec 82 du levier de
retenue 80, l'inclinaison de la rampe 86 étant choisie pour provoquer l'autodéverrouillage
du verrou 60, lorsque le seuil de calibrage des ressorts 74, 76 est dépassé.An end of
Le cliquet d'ouverture 50 est agencé selon un ensemble débrayable permettant
l'autodéverrouillage du verrou 60 en présence d'un courant de court-circuit dépassant un
seuil prédéterminé appelé par la suite seuil de débrayage.The opening
Les organes de contact 28, 30 et les plages 34, 36 forment une première structure de circuit
électrique en U, le deuxième axe d'articulation 42 des doigts du contact mobile 28 étant
situé au tiers de la distance séparant les deux plages 34, 36. La structure 88 d'un tel circuit
constitue un système de compensation des forces de répulsion électrodynamique apte à
maintenir les organes de contact fermés en présence d'un courant de court-circuit.The
L'organe de contact fixe forme une deuxième structure de circuit en U, couchée de telle
manière que ses branches latérales pointent à l'opposé de la plage de contact 34. La pastille
de contact 45 est supportée par l'une des pattes de ce U, du côté de son extrémité libre. En
position fermée, les doigts de contact 41 s'étendent quasiment parallèlement à la patte du U
portant la pastille de contact fixe 45. Lorsque le pôle est parcouru par un courant, les
charges électriques circulant dans le U formé par l'organe de contact fixe entre la plage 36
et la pastille de contact 45 engendrent un champ électromagnétique induit. Afin
d'augmenter fortement la valeur du champ induit dans la zone située entre les
pastilles 43, 45 et l'axe 42, une tôle magnétique 92 en U est insérée dans le U formé par
l'organe de contact fixe. La structure 90 d'un tel circuit constitue un système limiteur apte à
écarter les pastilles 43 de contact mobiles de la pastille 45 du contact fixe, en présence d'un
courant de court-circuit dépassant un certain seuil fixé par le tarage des ressorts de pression
de contact 38.The fixed contact member forms a second U-shaped circuit structure, laid in such a way
so that its lateral branches point away from the
Le fonctionnement du disjoncteur limiteur selon l'invention est le suivant :The operation of the limiting circuit breaker according to the invention is as follows:
Lors de la phase de fermeture du mécanisme 10, la surface d'appui 66 du crochet de
déclenchement 44 exerce un effort F sur le galet 64, et sollicite le cliquet d'ouverture 50 en
rotation dans le sens horaire autour de l'axe 58 jusqu'à l'accrochage du bec 82 au
verrou 60. Le disjoncteur se trouve alors dans une position stable de fermeture des organes
de contact 30, 28. During the closing phase of the
En présence d'un courant circulant dans le pôle, les doigts sont soumis à différentes forces
représentées schématiquement en figure 7. En premier lieu, le courant traversant les
pastilles 43 engendre au niveau de celles-ci des forces répulsives de striction FS, dont le
moment par rapport à l'axe de pivotement 42 des doigts 41 tend à soulever ceux-ci. En
deuxième lieu, la deuxième structure de circuit 90 en U engendre elle aussi un moment
tendant à ouvrir les doigts 41. En effet, les charges électriques circulant dans les doigts de
contact 41 sont soumises à des forces électromagnétiques dues au champ induit par les
charges circulant dans le U formé par l'organe de contact fixe 30 et concentré par le
U magnétique 92. Ces forces ont une résultante FL dont le point d'application est situé entre
l'axe 42 et les pastilles 43, qui tend à faire pivoter les doigts autour de l'axe 42 dans le sens
de la séparation des pastilles de contact 43,45. En troisième lieu, les ressorts de pression de
contact 38 exercent sur les doigts 41 une force FR indépendante du courant circulant dans le
circuit et dont le moment par rapport à l'axe tend à rapprocher les pastilles mobiles 43 de la
pastille fixe 45. En quatrième lieu, la première structure 88 en U engendre elle aussi un
moment tendant à rapprocher les pastilles. En effet, les charges électriques circulant dans
les doigts de contact 41 sont soumises à des forces électromagnétiques dues au champ induit
par les charges circulant dans le U 88 formé par les deux plages de contact et les doigts.
Ces forces sont approximativement uniformément réparties le long des doigts 41 et ont une
résultante FC dont le point d'application se situe de ce fait sensiblement au milieu du
segment dont les extrémités sont constituées par les pastilles 43 des doigts 41 d'une part et
par l'axe 40 de l'autre. Le deuxième axe 42 d'articulation des doigts du contact mobile 28
étant avantageusement situé au tiers de la distance séparant les deux plages de
raccordement 34, 36 de la première structure en U, il en résulte un couple tendant à
rapprocher les pastilles 43, 45.In the presence of a current flowing in the pole, the fingers are subjected to different forces shown diagrammatically in FIG. 7. First, the current passing through the
Pour des faibles courants de surcharge, la somme des moments engendré par les ressorts de
pression de contact 38 et par la première structure 88 en U est supérieure à la somme des
moments engendrés par les forces de striction sur les pastilles 43 et par la deuxième
structure 90 en U. De ce fait, les pastilles 43, 45 sont maintenues en contact. Toutefois, la
somme des moments engendrés par les ressorts de pression de contact et par la première
structure en U croít moins vite avec le courant que la somme des moments engendrés par
les forces de striction et par la deuxième structure en U. De ce fait, il existe une valeur IL
de l'intensité du courant circulant dans le pôle, dite par la suite seuil de limitation, au delà
de laquelle la somme des moments engendré par les ressorts de pression de contact et par la
première structure en U devient inférieure à la somme des moments engendrés par les
forces de striction et par la deuxième structure en U.For low overload currents, the sum of the moments generated by the contact pressure springs 38 and by the first
Lorsque le courant atteint de dépasse cette valeur seuil IL, les doigts de contact 41 pivotent
autour de l'axe 42, jusqu'à la position de la figure 2. Le champ électromagnétique
concentré par le U magnétique dans la région des pastilles des organes de contact favorise
alors l'expulsion de l'arc électrique vers la chambre de coupure, ce qui favorise une
limitation rapide du courant traversant le pôle.When the current reached exceeds this threshold value I L , the
Dans cette phase, les forces électrodynamiques engendrée par les deux structures de circuit
en U se traduisent par une réaction mécanique F, s'exerçant sur l'axe 42 de la cage 26, et
se transmettant vers le mécanisme 10 et finalement sur le galet 64 par l'intermédiaire du
crochet de déclenchement 44. Cette réaction F est une fonction linéaire de la somme des
moments, par rapport à l'axe de pivotement 40 de la cage, des forces exercées sur la cage
26, et est donc proportionnel à la somme des modules FS + FL + FC. L'effort F sur le
galet 64 est une fonction croissante de l'intensité du courant traversant le circuit électrique
de puissance. Toutefois, l'effort F correspondant à la valeur seuil de l'intensité du courant
traversant le pôle qui provoque le pivotement des doigts, est insuffisant pour provoquer un
déplacement du cliquet d'ouverture. De ce fait, la cage de contact reste dans la position
fermée.In this phase, the electrodynamic forces generated by the two U-shaped circuit structures result in a mechanical reaction F, exerted on the
Si le courant continue à croítre malgré l'effet de limitation obtenu par la séparation des
pastilles, les efforts électromagnétiques sur la cage continuent également à augmenter, et
lorsque l'intensité du courant traversant le pôle atteint une deuxième valeur seuil IC plus
élevée que la première, l'effort F dépasse le seuil de calibrage du cliquet 50, lequel est
défini par les ressorts 74, 76, et commence à faire tourner le cliquet d'ouverture 50 dans le
sens horaire.If the current continues to increase despite the limiting effect obtained by the separation of the pellets, the electromagnetic forces on the cage also continue to increase, and when the intensity of the current passing through the pole reaches a second threshold value I C higher than the first, the force F exceeds the calibration threshold of the
Au début du déplacement en rotation du cliquet d'ouverture, le bec 82 du levier de
retenue 80 reste en engagement avec le verrou 60, mais les flasques 72 du cliquet 50
commencent à tourner autour de l'axe 58 dans le sens horaire. A partir d'un effort calibré
correspondant au seuil d'auto-déverrouillage du verrou d'accrochage 60, les rampes 86 des
flasques 72 du cliquet 50 coopèrent avec la demi-lune du verrou 60, et provoque sa rotation
dans le sens F1 horaire, de manière à libérer le bec de retenue 80, entraínant le
déplacement du cliquet d'ouverture vers la position déverrouillée (figure 6). L'échappement
du galet 64 libère également le crochet de déclenchement 44, lequel provoque l'ouverture
des organes de contact 30, 28 par le ressort d'ouverture 52 associé au dispositif à
genouillère 14.At the start of the rotational movement of the opening pawl, the
Le déclenchement du mécanisme 10 par l'effet de débrayage du cliquet d'ouverture 50 est
ultra rapide, et s'opère avant l'intervention de l'organe de déclenchement 70, lequel possède
un temps de réponse qui est fonction du type de déclencheur magnétothermique ou
électronique utilisé dans le disjoncteur. La présence du cliquet d'ouverture 50 à
autodébrayage du verrou 60 permet d'autoprotéger mécaniquement le disjoncteur de
manière ultra-rapide, tout en restant compatible avec la protection instantanée du
déclencheur.The triggering of the
Les ressorts 74, 76 sont calibrés de telle manière que le seuil IC est de l'ordre de 110% de
IL. L'autodéverrouillage ultra-rapide du mécanisme 10 s'effectue pour un niveau de courant
élevé, notamment supérieur à 100 kA. Le disjoncteur reste donc essentiellement un
disjoncteur sélectif de tenue électrodynamique élevée. Son caractère limiteur n'est sensible
qu'à partir de 90% de son seuil de sélectivité. C'est ce caractère limiteur qui lui confère un
excellent pouvoir de coupure.The
La variation relativement faible de l'intensité du courant entre IL et IC correspond à une
variation importante de la force F puisque les trois composantes FS, FI, et FC sont toutes
trois des fonctions croissantes du courant. Il est donc aisé d'ajuster les ressorts 74, 76 pour
obtenir le tarage recherché et d'éliminer tout risque de déclencher l'auto-déverrouillage
avant le seuil de limitation.The relatively small variation in the intensity of the current between I L and I C corresponds to a significant variation in the force F since the three components F S , F I , and F C are all increasing functions of the current. It is therefore easy to adjust the
A titre d'illustration, on a reproduit sur la figure 8 un exemple de déroulement
chronologique de l'ouverture en présence d'un courant de court-circuit. A l'instant t1, le
pôle est traversé par le courant IL : les doigts de contacts commencent à se séparer et il
apparaít une tension d'arc Uarc, qui croít en première approximation avec la distance X
séparant les pastilles de contact. A l'instant t2, les doigts de contact sont suffisamment
éloignés et l'arc suffisamment grand pour que le U magnétique projette l'arc dans la
chambre. A partir de cet instant, la tension d'arc augmente plus rapidement. Les doigts de
contact continuent leur course de répulsion et atteignent leur position de répulsion maximale
XR de la figure 3 à t3. A t4, le courant atteint une valeur IC qui engendre la mise en
mouvement du cliquet d'ouverture. Toutefois, la distance entre pastilles de contact ne varie
pas avant que le travail mécanique nécessaire à la compression des ressorts 74, 76 n'ait été
délivré. L'ouverture du mécanisme de commande par dégagement du verrou d'ouverture 60
n'a lieu qu'à un instant t6 postérieur à t4. Dans l'intervalle, entre t4 et t6, la tension d'arc
continue à croítre par expansion dans la chambre de coupure au point d'atteindre à l'instant
t5, puis de dépasser, la tension du réseau. A t5, l'intensité du courant limité atteint sont
maximum. L'ouverture du mécanisme de commande 10 à t6 se fait donc dans une phase de
décroissance de l'intensité du courant, ce qui assure une ouverture relativement lente qui
ménage les butées de fin de course des éléments mobile du mécanisme 10. En fin
d'ouverture, les pastilles mobiles 43 atteignent leur position de la figure 3, à la distance Xo
de la pastille fixe.By way of illustration, an example of the chronological sequence of opening in the presence of a short-circuit current has been reproduced in FIG. 8. At time t 1 , the pole is crossed by the current I L : the contact fingers begin to separate and there appears an arc voltage U arc , which increases as a first approximation with the distance X separating the contact pads . At time t 2 , the contact fingers are sufficiently distant and the arc large enough for the magnetic U to project the arc into the chamber. From this moment, the arc voltage increases more quickly. The contact fingers continue their repulsion travel and reach their maximum repulsion position X R in FIG. 3 at t 3 . At t 4 , the current reaches a value I C which causes the opening pawl to move. However, the distance between contact pads does not vary before the mechanical work necessary for the compression of the
Selon la réalisation des figures 1 à 6, le déplacement relatif entre les flasques 72 et le levier
de retenue 80 du cliquet d'ouverture 50 s'effectue par un mouvement de rotation ayant un
faible débattement angulaire. Il est clair que ce déplacement relatif peut être obtenu par un
mouvement de translation grâce à une lumière oblongue.According to the embodiment of FIGS. 1 to 6, the relative displacement between the
Par soucis de simplification, la description de l'exemple ci-dessus a été faite par référence aux efforts développés dans un seul pôle. Toutefois, lorsque le disjoncteur est multipolaire, la force F appliquée sur les galets est fonction des sollicitations sur l'ensemble des pôles.For the sake of simplification, the description of the example above has been made by reference to the efforts developed in a single pole. However, when the circuit breaker is multipolar, the force F applied to the rollers is a function of the stresses on all of the poles.
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