EP2743959A1 - Dispositif de déclenchement thermique et appareil de coupure du courant comportant un tel dispositif - Google Patents

Dispositif de déclenchement thermique et appareil de coupure du courant comportant un tel dispositif Download PDF

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EP2743959A1
EP2743959A1 EP13188088.2A EP13188088A EP2743959A1 EP 2743959 A1 EP2743959 A1 EP 2743959A1 EP 13188088 A EP13188088 A EP 13188088A EP 2743959 A1 EP2743959 A1 EP 2743959A1
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EP
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bimetallic strip
support
compensation
thermal
called
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EP13188088.2A
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Stéphane Biscarat-Aymes
Samuel Faure
Benoît Hage
Jean-Marie Trico
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Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
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Publication date
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    • H01H71/1072—Release mechanisms which are reset by opening movement of contacts
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
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    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/20—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition

Definitions

  • the present invention relates to thermal tripping devices for use in low-voltage electrical power cut-off devices in general, and in particular, electrical power cut-off devices installed at home and commonly called "branch circuit breakers".
  • Such an apparatus housed in an insulating housing and comprising at least one unipolar phase assembly and a control mechanism, said unipolar phase assembly comprising a breaking chamber accommodating a fixed contact and a movable contact, the different moving contacts of the different assemblies being carried by a movable contact-carrying shaft, these movable contacts being able to be brought into an open position manually or automatically via, for each subassembly, a thermal protection device able to actuate the control mechanism so as to open the contacts when an overcurrent occurs in the circuit to be protected, said thermal protection device comprising, on the one hand, an active bimetal capable of producing a heating when an overcurrent occurs over above a certain level above the value of the rated current, this heating leading to a t thermal of the control mechanism of the device so as to cause an opening of the contacts, on the other hand, a so-called compensation bimetal, intended to compensate for the variations that the changes in the ambient temperature determine in the temperature of the circuit, the bimetallic strip being mounted in rotation about
  • Such thermal trip devices are known in which the bimetallic bimetallic strip has a bent portion intended to allow it to be fixed by welding to a metal part, while preserving its length.
  • This metal part has a crimped metal axis.
  • This metal shaft is pivotally connected to a metal plate, the active bimetal being welded to this plate.
  • the aforementioned metal part further comprises an orifice for attaching a rod for resetting the assembly.
  • this solution requires the realization of a weld, uses a large number of parts, and requires adjustments to make bimetallic parallel.
  • the present invention solves these drawbacks and proposes a thermal tripping device as well as a power cut-off device comprising such a device, this device implementing a reduced number of parts, eliminating the need to perform a weld, limiting the number of adjustments to be made, and considerably reducing the phenomena of thermal conduction and direct thermal radiation from the active bimetal to the bimetallic compensator.
  • the subject of the present invention is a thermal tripping device of the kind mentioned above, this device being characterized in that the compensation bimetal is fixedly mounted at least partly in a recess provided in an insulating electrical support part, said support being arranged with respect to the active bimetal in such a way that it forms a screen capable of protecting the bimetallic compensating of the thermal radiation generated by the active bimetal.
  • the thermal radiation emitted by the active bimetal is stopped and is not transmitted to the bimetallic compensator.
  • the aforementioned bimetallic strip is plugged at least partly into said part.
  • the aforementioned housing comprises a space capable of allowing limited deflection of the bimetallic strip.
  • the aforementioned support piece is made of plastic.
  • this support part comprises, in the vicinity of one of said first ends, a bearing portion adapted to be pivotally mounted about the axis of rotation of the compensation bimetallic strip, said axis being fixed to a fixed support of the device.
  • the pivot connection is made between this part and the axis of rotation, which avoids the crimping of an axis.
  • this bearing portion prevents heat transmission between the two bimetals.
  • the active bimetal is fixed by a said one of its ends, located opposite the so-called first end of the support part, to the aforementioned fixed support of the device, the bearing part allowing to avoid the thermal conduction between the active bimetallic and the bimetallic compensating via the axis of rotation of the bimetallic compensating.
  • Another subject of the present invention is a current-breaking device comprising a thermal tripping device comprising the aforementioned characteristics taken alone or in combination.
  • this apparatus is characterized in that this support part cooperates with a resetting device able to recall the hooking device in the activated position after the opening of the contacts following the occurrence of an overcurrent.
  • the so-called second axis of rotation of the movable contact-carrier shaft and the so-called first axis of rotation of the compensating bimetallic strip are brought close to one another and extend substantially in parallel.
  • the movable contact-carrying shaft comprises a so-called first piece cooperating with a so-called second piece integral in rotation with the compensating bimetallic strip, these two parts being arranged relative to one another to the other such that after triggering of the mechanism, during driving of the movable contact shaft in the direction of the opening of the contacts, the so-called first part rotates the so-called second piece and therefore the bimetallic compensating in a direction opposite to that having triggered the mechanism, until the re-latching of the two bimetallines relative to each other.
  • this apparatus comprises biasing means of the bimetallic strip to a trigger position of the control mechanism.
  • these return means comprise a spring bearing by one of its ends, on the so-called first support of the axis of rotation of the bimetallic strip, and by its opposite end, on the insulating support housing the bimetallic compensation.
  • this apparatus is a branch circuit breaker.
  • FIG. 1 On the figure 1 has been shown a plate P on which are mounted the various elements of an electrical protection device such as a branch circuit breaker allowing an individual to be connected to the electrical network, said circuit breaker being intended to be located between a meter and a table electric.
  • This assembly is intended to be mounted in an insulating housing (not shown), this housing having an opening for the passage of a lever M for the operation of the apparatus and having access openings to input terminals and to output terminals intended to be electrically connected respectively to the meter and to the electrical panel.
  • This device is of the multipole type and mainly comprises a control mechanism 1 and, according to this particular embodiment, four unipolar assemblies 2, 3, 4, 5 comprising three assemblies 2, 3, 4 intended to cut a phase and an assembly.
  • unipolar 5 for the neutral cut each of these sets being associated an input terminal and an output terminal.
  • Each unipolar assembly 2, 3, 4, 5 comprises a fixed contact 6 electrically connected by a flexible conductor to one of the terminals, and a movable contact 7 electrically connected by a flexible conductor to the other of the terminals.
  • This movable contact 7 is supported by a movable contact holder shaft 8 common to all the unipolar assemblies, and adapted to be rotated by a control mechanism 1 between a position in which the fixed and movable contacts 6 and 7 are open. position in which the fixed and mobile contacts are closed.
  • the control of the opening of the contacts can be effected either manually by the operation of a lever M belonging to the control mechanism 1, or automatically by means of a protective device comprising a magnetic protection device 9 against instantaneous overloads of electric current, and a thermal protection device 10 against prolonged overloads of electric current.
  • each unipolar phase assembly 2,3,4 comprises an electric circuit comprising, mounted in series with the fixed contacts 6 and mobile 7, a thermal protection device 10 and a magnetic protection device 9.
  • These two protection devices 9 Each comprise an actuator adapted to act on a so-called transfer rod 11, said bar extending substantially parallel to the alignment direction of the unipolar assemblies 2, 3, 4 and being intended to transmit the trigger or release command. opening of the contacts to the control mechanism 1, which acts to drive the shaft 8 movable contact carrier in an open position of the contacts 6,7 of all unipolar assemblies.
  • This apparatus also comprises a differential protection device comprising a differential relay 38 capable of sending an opening command to the control mechanism 1 during an imbalance caused by a receiver having a fault current, this device not being related with the invention will not be described in more detail.
  • each unipolar subset of said phase 2,3,4 further comprises a so-called containment piece of the cut-off 17, more commonly known as "capoule”, which is intended to be fixed on the plate P and comprises a recess 21 of substantially parallelepipedal shape closed at its lower part by the plate P.
  • This recess 21 forms a breaking chamber intended to accommodate an arc extinguishing chamber 22, a fixed contact 6 and a movable contact 7.
  • the confinement part 17 supports on the one hand the coil 25 of the magnetic protection device 9, which is soldered on a shunt 39 described in the following and on the other hand, the bimetallic strips of the thermal protection device 10, which comprise an active bimetallic strip 26 and a so-called bimetallic bimetallic strip 27 whose function will be described in the following.
  • this apparatus also comprises a nominal current calibration shunt 39 which it is desired to define for the apparatus in question, this shunt being screwed on the distributor and being connected by one of its ends to the coil 25 magnetic protection device.
  • the shunt is in parallel with the coil and the bimetal, the coil and the bimetal being in series or in parallel with each other.
  • this apparatus is connected by connecting the respective mechanisms of the different assemblies to the corresponding phases and to the neutral of the power supply network, by means of the input connectors, while the user's installation to be protected is connected. to the output connectors.
  • the thermal protection device 10 serves to signal lower overcurrents, for example up to ten times the rated current established for the device, while the coil 25 is responsible for reporting overcurrent greater than this value.
  • the magnetic protection device 9 allows instantaneous response to large point overcurrents, such as those resulting from short circuits, so that when such a short circuit occurs, the magnetic device 9 acts on the movable contact carrier 8 so as to cause the opening of the contacts 6,7, by the separation between the movable contacts 7 and the fixed contacts 6.
  • the portion of the current that passes through the bimetal 26 has the effect that it heats up and takes a steady state temperature in which it does not cause automatic triggering.
  • the bimetal 26 When an overcurrent occurs which exceeds the mentioned calibration limit, but does not reach the excessively high values as is the case for overconsumption in the controlled installation, the bimetal 26 signals said overcurrent by a greater heating, said bimetal then undergoes a bending which allows to trigger the initiation of the opening of the contacts at these levels of overcurrent.
  • the so-called active bimetal 26 releases the compensating bi-metal 27, so that the latter operates the transfer bar 11, thereby causing the contacts 6.7 to open.
  • the coil 25 gives rise to a magnetic trip opening of the contacts of the device, whereas when overcurrents occur of lower value which originate from overconsumption in the controlled installation, the active bimetal 26 gives rise, via the compensation bimetal 27, to a thermal tripping which likewise causes the opening of the contacts.
  • a screw is provided, by means of which one can adjust the voltage of the bimetal to adapt the bending of the latter as a function of temperature.
  • the compensating bi-metal 27 makes it possible, in a manner known per se, to compensate for the variations to which the changes in the ambient temperature can give rise in the behavior of the active bimetal 26, so that the thermal tripping always occurs in accordance with the intensity of the nominal calibration, ie by compensating for the variations that changes in the ambient temperature may cause in the temperature that the circuit takes under the effect of the current.
  • the active bimetal 26 is sensitive to the current flowing through it, while the bimetallic strip 27 is sensitive only to ambient temperature.
  • the active bimetal 26 is fixed by one of its ends on a support said first 30.
  • the bimetallic strip 27 is mounted in a second said insulating support 28, comprising at one of its ends a bearing portion 36 adapted to receive the hinge pin 29 of the bimetallic strip 27, said pin being integral with the said first support 30, which is intended to be fixed on the plate P.
  • This bimetallic strip 27 is fixedly mounted in a housing 28a of the support part 28, by plugging 37, so that said bimetallic compensation can move in a space e in a direction substantially perpendicular to the plane in which it s' extends, this functional game allowing only a limited deflection of the bimetallic strip.
  • this support part 28 makes it possible to prevent the transmission of the thermal radiation to the active bimetal 26.
  • this support part is multifunctional, comprising a screen part, a part intended for rearming, and a bearing part.
  • the bimetallic strip is in direct contact only with a plastic material, which limits the conduction phenomena.
  • the two bimetallic strips are connected to each other at their free ends facing each other by means of an attachment device 31.
  • a spring 32 ( fig.12 ) is intended to be mounted around the bearing portion 36 of the insulating support 28, being supported by one of its ends, on the so-called first support 30, and by its opposite end, on the insulating support said second 28 housing the bimetallic strip 27, so that when the attachment device 31 is deactivated, the spring 32 recalls the bimetallic strip 27 in a position in which it presses on the transfer bar 11 so as to cause a triggering of the device that opens the contacts.
  • the second axis of rotation 33 of the shaft 8 movable contact carrier and the axis of rotation said first 29 of the bimetallic strip 27 are brought closer to each other and extend substantially parallel to each other. report to the other.
  • the movable contact shaft-holder 8 is integral with a so-called first part 34 adapted to cooperate with a so-called second part 35 integral with the insulating support 28 of the compensating bimetallic strip 27 so as to recall this compensating bimetallic strip in a position of engagement with the active bimetal 26 against the aforementioned spring 32.
  • this so-called first piece 34 and this so-called second piece 35 are integrally formed respectively with the movable contact holder shaft 8 and with the insulating support 28 of the compensation bimetallic strip 27.
  • the mechanism 1 of the device is in the closed position not triggered.
  • the return spring 32 comes into action so as to drive the piece 28 supporting the compensating bimetallic strip 27 and thus, the bimetallic strip, in rotation about the so-called first axis 29, towards a position in which it acts on the transfer bar 11.
  • the invention applies to any thermal tripping device, as well as to any electrical device for cutting the current comprising it, said device comprising an active bimetallic strip and a bimetallic strip.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de déclenchement thermique destiné à être utilisé dans un appareil de coupure de courant électrique comportant au moins un ensemble unipolaire de phase et un mécanisme de commande, ledit ensemble comportant une chambre de coupure logeant un contact fixe et un contact mobile, les différents contacts mobiles étant portés par un arbre, un dispositif de protection thermique comportant un bimétal dit actif (26) et un bimétal dit de compensation (27), le bilame de compensation (27) étant monté en rotation autour d'un axe fixe (29) dit premier de l'appareil et les deux bilames étant solidarisés par l'une de leurs extrémités, au moyen d'un dispositif d'accrochage (31). Cet appareil est caractérisé en ce que le bilame de compensation (27) est monté fixement au moins en partie dans un logement (e) prévu dans une pièce formant support électrique isolant (28), ledit support étant agencé par rapport au bilame actif (26) de telle manière qu'il forme un écran apte à protéger le bilame de compensation (27) du rayonnement thermique généré par le bilame actif (26).

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention concerne les dispositifs de déclenchement thermique destinés à être utilisés dans les appareils de coupure de courant électrique basse tension en général, et en particulier, les appareils de coupure de courant électriques installés chez les particuliers et couramment appelés « disjoncteurs de branchement ».
    • ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
  • On connaît un tel appareil logé dans un boîtier isolant et comportant au moins un ensemble unipolaire de phase et un mécanisme de commande, ledit ensemble unipolaire de phase comportant une chambre de coupure logeant un contact fixe et un contact mobile, les différents contacts mobiles des différents ensembles étant portés par un arbre porte-contacts mobiles, ces contacts mobiles pouvant être amenés dans une position d'ouverture manuellement ou automatiquement par l'intermédiaire, pour chaque sous ensemble, d'un dispositif de protection thermique apte à actionner le mécanisme de commande de manière à ouvrir les contacts lors de la survenue d'une surintensité dans le circuit à protéger, ledit dispositif de protection thermique comportant d'une part, un bimétal dit actif apte à produire un échauffement lors qu'il se produit une surintensité au-dessus d'un certain niveau au-dessus de la valeur de l'intensité nominale, cet échauffement conduisant à un déclenchement thermique du mécanisme de commande de l'appareil de manière à entraîner une ouverture des contacts, d'autre part, un bimétal dit de compensation, destiné à compenser les variations que les changements de la température ambiante déterminent dans la température du circuit, le bilame de compensation étant monté en rotation autour d'un axe fixe dit premier appartenant à un support de l'appareil dit premier, les deux bilames étant solidarisés l'un à l'autre à l'une de leurs extrémités au moyen d'un dispositif d'accrochage, ce dispositif d'accrochage étant désactivé lors de la survenue d'une surintensité, cette désactivation entraînant l'actionnement par le bilame de compensation du mécanisme de commande dans le sens d'une ouverture des contacts.
  • On connaît de tels déclencheurs thermiques dans lesquels le bilame de compensation comporte une partie coudée destinée à permettre sa fixation par soudure sur une pièce métallique, tout en préservant sa longueur. Cette pièce métallique comporte un axe métallique serti. Cet axe métallique est en liaison pivot avec une platine métallique, le bilame actif étant soudé sur cette platine.
  • La rotation de l'ensemble comportant le bilame de compensation, la pièce métallique et l'axe serti, cette rotation étant occasionnée par la désactivation du dispositif d'accrochage, permet d'obtenir le déclenchement thermique de l'appareil, ceci entraînant l'ouverture des contacts.
  • La pièce métallique précitée comporte en outre un orifice permettant l'accrochage d'une tringle servant au réarmement de l'ensemble.
  • Or, la présence de cette partie coudée génère une certaine imprécision sur la déflection de ce bilame de compensation. D'autre part, cette solution nécessite la réalisation d'une soudure, utilise un nombre de pièces important, et nécessite de réaliser de réglages destinés à rendre les bilames parallèles.
  • D'autres inconvénients tiennent en ce qu'il se produit une conduction thermique par l'axe commun ainsi qu'un rayonnement thermique direct du bilame actif vers le bilame de compensation.
    • EXPOSE DE L'INVENTION
  • La présente invention résout ces inconvénients et propose un dispositif de déclenchement thermique ainsi qu'un appareil de coupure de courant comportant un tel dispositif, ce dispositif mettant en oeuvre un nombre réduit de pièces, supprimant la nécessité de réaliser une soudure, limitant le nombre de réglages à réaliser, et diminuant considérablement les phénomènes de conduction thermique et de rayonnement thermique direct du bilame actif vers le bilame de compensation.
  • A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de déclenchement thermique du genre précédemment mentionné, ce dispositif étant caractérisé en ce que le bilame de compensation est monté fixement au moins en partie dans un logement prévu dans une pièce formant support électrique isolant, ledit support étant agencé par rapport au bilame actif de telle manière qu'il forme un écran apte à protéger le bilame de compensation du rayonnement thermique généré par le bilame actif.
  • Grâce à ces caractéristiques, les rayonnements thermiques émis par le bilame actif sont arrêtés et ne sont pas transmis au bilame de compensation.
  • Selon une caractéristique particulière, le bilame de compensation précité est enfiché au moins en partie dans ladite pièce.
  • Grâce à ces caractéristiques, il n'est plus nécessaire de réaliser une soudure et la partie coudée destinée à permettre cette soudure du bilame de compensation sur une pièce métallique, n'est plus nécessaire. L'imprécision sur la déflection générée par la partie coudée est supprimée, et les réglages pour rendre les bilames parallèles sont supprimés.
  • Selon une autre caractéristique, le logement précité comporte un espace apte à autoriser une déflexion limitée du bilame de compensation.
  • Ainsi, au-delà d'une certaine valeur de température ambiante, il n'y a plus de compensation thermique, ce qui permet d'éviter un emballement thermique.
  • Selon une autre caractéristique, la pièce formant support précitée est réalisée en plastique.
  • Selon une autre caractéristique, cette pièce formant support comporte au voisinage de l'une dite première de ses extrémités, une partie formant palier apte à être montée à pivotement autour de l'axe de rotation du bilame de compensation, ledit axe étant fixé à un support fixe de l'appareil.
  • Ainsi, la liaison pivot est réalisée entre cette pièce et l'axe de rotation, ce qui évite le sertissage d'un axe.
  • En outre, cette partie formant palier permet d'empêcher la transmission de chaleur entre les deux bilames.
  • Selon une autre caractéristique, le bilame actif est fixé par l'une dite première de ses extrémités, située en regard de l'extrémité dite première de la pièce formant support, au support fixe précité de l'appareil, la pièce formant palier permettant d'éviter la conduction thermique entre le bilame actif et le bilame de compensation via l'axe de rotation du bilame de compensation.
  • La présente invention a encore pour objet un appareil de coupure de courant comportant un dispositif de déclenchement thermique comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en combinaison.
  • Selon une caractéristique particulière, cet appareil est caractérisé en ce que cette pièce formant support coopère avec un dispositif de réarmement apte à rappeler le dispositif d'accrochage en position activée après l'ouverture des contacts suite à la survenue d'une surintensité.
  • Selon une autre caractéristique, l'axe dit second de rotation de l'arbre porte-contact mobiles et l'axe dit premier de rotation du bilame de compensation, sont amenés à proximité l'un de l'autre et s'étendent sensiblement parallèlement l'un par rapport à l'autre, et en ce que l'arbre porte-contacts mobiles comporte une pièce dite première coopérant avec une pièce dite seconde solidaire en rotation du bilame de compensation, ces deux pièces étant agencées l'une par rapport à l'autre de telle manière qu'après un déclenchement du mécanisme, lors de l'entraînement de l'arbre porte-contacts mobile dans la direction de l'ouverture des contacts, la pièce dite première entraîne en rotation la pièce dite seconde et donc le bilame de compensation dans un sens opposé à celui ayant entraîné le déclenchement du mécanisme, jusqu'à obtenir le ré-accrochage des deux bilames l'un par rapport à l'autre.
  • Selon une autre caractéristique, cet appareil comporte des moyens de rappel du bilame de compensation vers une position de déclenchement du mécanisme de commande.
  • Selon une autre caractéristique, ces moyens de rappel comportent un ressort en appui par l'une de ses extrémités, sur le support dit premier de l'axe de rotation du bilame de compensation, et par son extrémité opposée, sur le support isolant logeant le bilame de compensation.
  • Selon une autre caractéristique, cet appareil est un disjoncteur de branchement.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels :
    • La figure 1 est une vue en perspective, illustrant une platine supportant les différents éléments d'un appareil de coupure du courant selon l'invention,
    • La figure 2 est une vue en perspective correspondant à la figure 1, avant le montage des pièces de confinement de la coupure sur la platine,
    • Les figures 3 à 7 sont des vues en perspective selon des orientations différentes, illustrant un bilame de compensation monté dans une pièce formant support selon l'invention,
    • Les figures 8 et 9 illustrent une pièce formant support seule, respectivement selon deux orientations différentes,
    • La figure 10 illustre un ensemble comportant le support des bilames destiné à être fixé sur une platine appartenant à un appareil selon l'invention,
    • Les figures 11 et 12 sont deux vues partielles en perspective, illustrant selon deux orientations différentes, l'arbre porte-contacts mobiles et le dispositif de protection thermique, ainsi que le dispositif de réarmement du bilame de compensation, selon l'invention,
    • Les figures 13,14 et 15 sont des vues partielles en perspective, illustrant ces éléments respectivement pour les trois figures, dans une position fermée non déclenchée du mécanisme, dans une position fermée déclenchée du mécanisme et en position ouverte réarmée du mécanisme.
    DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION PREFERE DE L'INVENTION.
  • Sur la figure 1 a été représentée une platine P sur laquelle sont montés les différents éléments d'un appareil de protection électrique tel un disjoncteur de branchement permettant à un particulier d'être raccordé au réseau électrique, ledit disjoncteur étant destiné à être situé entre un compteur et un tableau électrique. Cet ensemble est destiné à être monté dans un boîtier isolant (non représenté), ce boîtier présentant une ouverture destinée au passage d'une manette M destinée à la manoeuvre de l'appareil et comportant des ouvertures d'accès à des bornes d'entrée et à des bornes de sortie destinées à être reliées électriquement respectivement au compteur et au tableau électrique.
  • Cet appareil est du type multipolaire et comporte principalement un mécanisme de commande 1 et, selon cette réalisation particulière, quatre ensembles unipolaires 2, 3, 4 ,5 comprenant trois ensembles 2, 3, 4 destinés à la coupure d'une phase et un ensemble unipolaire 5 destiné à la coupure du neutre, à chacun de ces ensembles étant associé une borne d'entrée et une borne de sortie. Chaque ensemble unipolaire 2, 3, 4, 5 comporte un contact fixe 6 relié électriquement par un conducteur souple à l'une des bornes, et un contact mobile 7 relié électriquement par un conducteur souple à l'autre des bornes.
  • Ce contact mobile 7 est supporté par un arbre 8 porte-contact mobile commun à tous les ensembles unipolaires, et apte à être entraîné en rotation par un mécanisme de commande 1 entre une position dans laquelle les contacts fixe 6 et mobile 7 sont ouverts et une position dans laquelle les contacts fixe et mobile sont fermés.
  • La commande de l'ouverture des contacts peut s'effectuer soit manuellement par la manoeuvre d'une manette M appartenant au mécanisme de commande 1, soit automatiquement par l'intermédiaire d'un dispositif de protection comportant un dispositif de protection magnétique 9 contre les surcharges instantanées de courant électrique, et un dispositif de protection thermique 10 contre les surcharges prolongées de courant électrique.
  • Ainsi, chaque ensemble unipolaire de phase 2,3,4 comporte un circuit électrique comportant, montés en série avec les contacts fixe 6 et mobile 7, un dispositif de protection thermique 10 et un dispositif de protection magnétique 9. Ces deux dispositifs de protection 9,10 comportent chacun un actionneur apte à agir sur une barre dite de transfert 11, ladite barre s'étendant sensiblement parallèlement à la direction d'alignement des ensembles unipolaires 2,3,4 et étant destinée à transmettre l'ordre de déclenchement ou d'ouverture des contacts au mécanisme de commande 1, lequel agit pour entraîner l'arbre 8 porte-contact mobiles dans une position d'ouverture des contacts 6,7 de tous les ensembles unipolaires.
  • Cet appareil comporte également un dispositif de protection différentiel comportant un relais différentiel 38 apte à envoyer un ordre d'ouverture au mécanisme de commande 1 lors d'un déséquilibre provoqué par un récepteur présentant un courant de défaut, ce dispositif n'étant pas en rapport avec l'invention ne sera pas décrit plus en détail.
  • Tel que ceci est plus particulièrement illustré sur la figure 2, chaque sous-ensemble unipolaire de phase précité 2,3,4 comporte en outre une pièce dite de confinement de la coupure 17, plus communément appelée « capoule », laquelle est destinée à être fixée sur la platine P et comporte un évidement 21 de forme sensiblement parallélépipédique fermé à sa partie inférieure par la platine P. Cet évidement 21 forme une chambre de coupure destinée à loger une chambre d'extinction d'arc 22, un contact fixe 6 et un contact mobile 7.
  • Tel que plus particulièrement illustré sur la figure 2, selon cette réalisation particulière de l'invention, la pièce de confinement 17 supporte d'une part la bobine 25 du dispositif de protection magnétique 9, laquelle est soudée sur un shunt 39 décrit dans ce qui suit et d'autre part, les bilames du dispositif de protection thermique 10, lesquels comprennent un bilame actif 26 et un bilame dit de compensation 27 dont la fonction sera décrite dans ce qui suit.
  • Ainsi, cet appareil comporte également, un shunt 39 d'étalonnage du courant nominal que l'on souhaite définir pour l'appareil en question, ce shunt étant vissé sur le répartiteur et étant relié par l'une de ses extrémités à la bobine 25 du dispositif de protection magnétique.
  • On notera que le shunt est en parallèle avec la bobine et le bimétal, la bobine et le bimétal étant en série ou en parallèle entre eux.
  • En fonctionnement, cet appareil est branché en connectant les mécanismes respectifs des différents ensembles aux phases correspondantes et au neutre du réseau d'alimentation électrique, au moyen des connecteurs d'entrée, tandis qu'on connecte l'installation de l'usager à protéger aux connecteurs de sortie. Fonctionnellement, le dispositif de protection thermique 10 sert à signaler des surintensités plus faibles, par exemple de jusqu'à dix fois l'intensité nominale établie pour l'appareil, alors que la bobine 25 est chargée de signaler des surintensités supérieure à cette valeur.
  • Ainsi, le dispositif de protection magnétique 9 permet une réponse instantanée aux grandes surintensités ponctuelles, comme celles qui résultent de courts-circuits, de sorte que lorsqu'un tel court-circuit se produit, le dispositif magnétique 9 agit sur le porte-contacts mobile 8 de façon à entraîner l'ouverture des contacts 6,7, par la séparation entre les contacts mobiles 7 et les contacts fixes 6.
  • Si le courant qui circule dans l'appareil se trouve au-dessous de la limite d'étalonnage établie, la partie du courant qui passe par le bimétal 26 a pour effet que celui-ci s'échauffe et prend une température de régime dans laquelle il ne provoque pas de déclenchement automatique.
  • Lorsqu'il se produit une surintensité qui excède la limite d'étalonnage mentionnée, mais sans atteindre les valeurs excessivement élevées comme ceci est le cas pour les surconsommations dans l'installation contrôlée, le bimétal 26 signale ladite surintensité par un plus grand échauffement, ledit bimétal subissant alors une flexion qui permet d'actionner le déclenchement de l'ouverture des contacts à ces niveaux de surintensité.
  • Lorsqu'il fléchit, le bimétal dit actif 26 libère le bimétal de compensation 27, de sorte que ce dernier actionne la barre de transfert 11, engendrant de ce fait l'ouverture des contacts 6,7.
  • Ainsi, lorsqu'il se produit de fortes surintensités, comme celles qui ont pour origine des courts-circuits, la bobine 25 donne lieu à un déclenchement magnétique d'ouverture des contacts de l'appareil, tandis que lorsqu'il se produit des surintensités de plus faible valeur qui ont pour origine des surconsommations dans l'installation contrôlée, le bimétal actif 26 donne lieu, au travers du bimétal de compensation 27, à un déclenchement thermique qui, de même, engendre l'ouverture des contacts.
  • On notera que de manière connue en soi, une vis est prévue, au moyen de laquelle on peur régler la tension du bimétal pour adapter la flexion de ce dernier en fonction de la température.
  • Le bimétal de compensation 27 permet de manière connue en soi, de compenser les variations auxquelles les changements de la température ambiante peuvent donner lieu dans le comportement du bimétal actif 26, pour que le déclenchement thermique se produise toujours en accord avec l'intensité d'étalonnage nominal, c'est-à-dire en compensant les variations que les changements de la température ambiante peuvent provoquer dans la température que le circuit prend sous l'effet du courant.
  • Ainsi, le bilame actif 26 est sensible au courant qui le traverse, tandis que le bilame de compensation 27 n'est sensible qu'à la température ambiante.
  • Tel qu'illustré plus particulièrement sur la figure 10, le bilame actif 26 est fixé par l'une de ses extrémités sur un support dit premier 30. Selon l'invention, et tel qu'illustré sur les figures 3 à 9, le bilame de compensation 27 est monté dans un support isolant dit second 28, comportant à l'une de ses extrémités une partie formant palier 36 apte à recevoir l'axe d'articulation 29 du bilame de compensation 27, ledit axe étant solidaire du support dit premier 30, lequel est destiné à être fixé sur la platine P.
  • Ce bilame de compensation 27 est monté fixe dans un logement 28a de la pièce formant support 28, par enfichage 37, de telle manière que ledit bilame de compensation puisse se déplacer dans un espace e suivant une direction sensiblement perpendiculaire au plan dans lequel il s'étend, ce jeu fonctionnel n'autorisant qu'une déflexion limitée du bilame. Ainsi, selon l'invention, cette pièce formant support 28 permet d'empêcher la transmission du rayonnement thermique au bilame actif 26.
  • Selon une réalisation très avantageuse de l'invention, cette pièce formant support est multifonction, comportant une partie formant écran, une partie destinée au réarmement, et une partie formant palier.
  • Selon cette réalisation, le bilame n'est en contact direct qu'avec un matériau plastique, ce qui limite les phénomènes de conduction.
  • Les deux bilames sont reliés l'un à l'autre à leurs extrémités libres en regard, par un dispositif d'accrochage 31.
  • Un ressort 32 (fig.12) est destiné à être monté autour de la partie formant palier 36 du support isolant 28, étant en appui par l'une de ses extrémités, sur le support dit premier 30, et par son extrémité opposée, sur le support isolant dit second 28 logeant le bilame de compensation 27, de telle manière que lorsque le dispositif d'accrochage 31 est désactivé, le ressort 32 rappelle le bilame de compensation 27 dans une position dans laquelle il appuie sur la barre de transfert 11 de manière à provoquer un déclenchement de l'appareil entraînant l'ouverture des contacts.
  • L'axe de rotation dit second 33 de l'arbre 8 porte-contacts mobiles et l'axe de rotation dit premier 29 du bilame de compensation 27 sont rapprochés l'un de l'autre et s'étendent sensiblement parallèlement l'un par rapport à l'autre. Et l'arbre-porte contacts mobiles 8 est solidaire d'une pièce dite première 34 apte à coopérer avec une pièce dite seconde 35 solidaire du support isolant 28 du bilame de compensation 27 de manière à rappeler ce bilame de compensation dans une position d'accrochage avec le bilame actif 26 à l'encontre du ressort précité 32.
  • Avantageusement, cette pièce dite première 34 et cette pièce dite seconde 35 sont venues de matière respectivement avec l'arbre porte-contacts mobiles 8 et avec le support isolant 28 du bilame de compensation 27.
  • Le fonctionnement d'un appareil de coupure du courant selon l'invention va être décrit dans ce qui suit en référence aux figures 13 à 15.
  • Sur la figure 13, le mécanisme 1 de l'appareil est en position fermée non déclenchée.
  • Dans cette position, les deux bilames 26,27 sont solidarisés par le dispositif d'accrochage 31, et les deux pièces respectivement première 34 et seconde 35, sont éloignées l'une de l'autre.
  • Lorsqu'il se produit une surintensité qui excède la limite d'étalonnage mentionnée, mais sans atteindre les valeurs excessivement élevées comme ceci est le cas pour les surconsommations dans l'installation contrôlée, ladite surintensité provoque un plus grand échauffement du bimétal 26. Il en résulte une déflexion différentielle entre le bilame actif 26 et le bilame de compensation 27 qui permet de désactiver le dispositif d'accrochage 31.
  • Le ressort de rappel 32 entre en action de manière à entraîner la pièce 28 supportant le bilame de compensation 27 et ainsi, le bilame de compensation, en rotation autour de l'axe dit premier 29, vers une position dans laquelle celui-ci agit sur la barre de transfert 11.
  • Dans cette position illustrée sur la figure 14, les pièces dites première 34 et seconde 35 sont en position rapprochée, mais pas en contact.
  • Ceci correspond à une position instantanée dans laquelle la pièce 28 a fini d'agir sur la pièce 11, mais dans laquelle l'ouverture des contacts n'a pas encore eu lieu.
  • Il s'ensuit une rotation du porte-contact 8 vers une position dans laquelle les contacts 6,7 sont ouverts, cette position étant illustrée sur la figure 15.
  • Pendant cette rotation de l'arbre 8 porte-contacts mobiles dans le sens anti-horaire, vers la position d'ouverture des contacts fixes 6 et mobiles 7, la pièce dite première 34 entre en contact avec la pièce dite seconde 35 et entraîne cette dernière et ainsi le bilame de compensation 27 dans une rotation dans le sens horaire jusqu'à rétablir l'accrochage entre les deux bilames 26,27, ce qui correspond à une position réarmée des bilames illustrée sur la figure 7.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.
  • C'est ainsi que l'invention s'applique à tout dispositif de déclenchement thermique, ainsi qu'à tout appareil électrique de coupure du courant le comportant, le dit dispositif comportant un bilame actif et un bilame de compensation.
  • Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit.

Claims (12)

  1. Dispositif de déclenchement thermique d'un appareil de coupure de courant électrique logé dans un boîtier isolant et comportant au moins un ensemble unipolaire de phase et un mécanisme de commande, ledit ensemble unipolaire de phase comportant une chambre de coupure logeant un contact fixe et un contact mobile, les différents contacts mobiles des différents ensembles étant portés par un arbre porte-contacts mobiles, ces contacts mobiles pouvant être amenés dans une position d'ouverture manuellement ou automatiquement par l'intermédiaire, pour chaque sous ensemble, d'un dispositif de protection thermique apte à actionner le mécanisme de commande de manière à ouvrir les contacts lors de la survenue d'une surintensité dans le circuit à protéger, ledit dispositif de protection thermique comportant d'une part, un bimétal dit actif apte à produire un échauffement lors qu'il se produit une surintensité au-dessus d'un certain niveau au-dessus de la valeur de l'intensité nominale, cet échauffement conduisant à un déclenchement thermique du mécanisme de commande de l'appareil de manière à entraîner une ouverture des contacts, d'autre part, un bimétal dit de compensation, destiné à compenser les variations que les changements de la température ambiante déterminent dans la température du circuit, le bilame de compensation étant monté en rotation autour d'un axe fixe dit premier appartenant à un support de l'appareil dit premier, les deux bilames étant solidarisés l'un à l'autre à l'une de leurs extrémités au moyen d'un dispositif d'accrochage, ce dispositif d'accrochage étant désactivé lors de la survenue d'une surintensité, cette désactivation entraînant l'actionnement par le bilame de compensation du mécanisme de commande,
    caractérisé en ce que le bilame de compensation (27) est monté fixement au moins en partie dans un logement (28a) prévu dans une pièce formant support électrique isolant (28) , ledit support (28) étant agencé par rapport au bilame actif (26) de telle manière qu'il forme un écran apte à protéger le bilame de compensation (27) du rayonnement thermique généré par le bilame actif (26).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bilame de compensation précité (27) est enfiché au moins en partie dans ladite pièce (28).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le logement précité (28a) comporte un espace (e) apte à autoriser une déflexion limitée du bilame de compensation (27).
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce formant support précitée (28) est réalisée en plastique.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que cette pièce formant support (28) comporte au voisinage de l'une dite première de ses extrémités, une partie formant palier (36) apte à être montée à pivotement autour de l'axe de rotation (29) du bilame de compensation (27), ledit axe (29) étant fixé à un support fixe (30) de l'appareil.
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bilame actif (26) est fixé par l'une dite première de ses extrémités, située en regard de l'extrémité dite première de la pièce formant support (28), au support fixe précité (30) de l'appareil, la pièce formant palier (36) permettant d'éviter la conduction thermique entre le bilame actif (26) et le bilame de compensation (27) via l'axe de rotation (29) du bilame de compensation (27).
  7. Appareil de coupure de courant comportant un dispositif de déclenchement thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
  8. Appareil de coupure de courant selon la revendication 7, caractérisé en ce que cette pièce formant support (28) coopère avec un dispositif de réarmement (34,35) apte à rappeler le dispositif d'accrochage (31) en position activée après l'ouverture des contacts suite à la survenue d'une surintensité.
  9. Appareil selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'axe dit second (33) de rotation de l'arbre porte-contact mobiles (8) et l'axe dit premier (29) de rotation du bilame de compensation (27), sont amenés à proximité l'un de l'autre et s'étendent sensiblement parallèlement l'un par rapport à l'autre, et en ce que l'arbre porte-contacts mobiles (8) comporte une pièce dite première (34) coopérant avec une pièce dite seconde (35) solidaire en rotation du bilame de compensation (27), ces deux pièces (34,35) étant agencées l'une par rapport à l'autre de telle manière qu'après un déclenchement du mécanisme (1), lors de l'entraînement de l'arbre porte-contacts mobile (8) dans la direction de l'ouverture des contacts(6,7), la pièce dite première (34) entraîne en rotation la pièce dite seconde (35) et donc le bilame de compensation (27) dans un sens opposé à celui ayant entraîné le déclenchement du mécanisme (1), jusqu'à obtenir le ré-accrochage des deux bilames (26,27) l'un par rapport à l'autre.
  10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de rappel (32) du bilame de compensation (27) vers une position de déclenchement du mécanisme de commande (1).
  11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que ces moyens de rappel comportent un ressort (32) en appui par l'une de ses extrémités, sur le support dit premier (30) de l'axe de rotation (29) du bilame de compensation, et par son extrémité opposée, sur la pièce formant support isolant (28) logeant le bilame de compensation (27).
  12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que c'est un disjoncteur de branchement.
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