ES2259451T3

ES2259451T3 - CIRCUIT BREAKER WITH ELECTROMAGNETIC TRIGGER WITH PROPULSOR OF A FORK MOBILE CONTACT.

Info

Publication number: ES2259451T3
Application number: ES98410097T
Authority: ES
Inventors: Michel Lazareth; Jean-Claude Ramirez
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2006-10-01
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: FR2768856A1; EP0905735B1; EP0905735A1; DE69834159D1; DE69834159T2; FR2768856B1

Abstract

UN DISYUNTOR CON GRAN CAPACIDAD DE CORTE ALOJADO EN UNA CAJA (10) DE MATERIAL AISLANTE MOLDEADO, COMPRENDE POR POLO DOS CAMARAS DE EXTINCION DE ARCO, (24, 26) DISPUESTAS JUNTAS, Y UN PAR DE CONTACTOS FIJOS (14, 16) QUE COOPERAN CON UN CONTACTO MOVIL (12) DOBLE EN FORMA DE HORQUILLA PARA CONSTITUIR DOS INTERVALOS DE CORTE CONECTADOS ELECTRICAMENTE EN SERIE. EL CONTACTO MOVIL (12) EN FORMA DE HORQUILLA ESTA ALOJADO EN UN PRIMER ENTREHIERRO (32) DEL CIRCUITO MAGNETICO (30) EN FORMA DE H CONSTITUIDO POR DOS RAMAS LATERALES (37, 39) MAGNETIZADAS SEGUN POLARIDADES OPUESTAS POR UNA BOBINA (40) DE EXCITACION DISPUESTA EN UNA RAMA CENTRAL (41). EL PRIMER ENTREHIERRO (32) TIENE UNA RANURA (42) CENTRAL EN LA RAMA SUPERIOR (37) PARA EL PASO DEL BRAZO DE SOPORTE (12A) AISLANTE, Y DOS OTRAS RANURAS (46, 48) DISPUESTAS EN LOS EXTREMOS DE LA RAMA INFERIOR (39) DEL CIRCUITO MAGNETICO (30) PARA EL ALOJAMIENTO DE LOS DOS BRAZOS (12B, 12C) DEL CONTACTO MOVIL (12). EL ALMA (14) DE LA HORQUILLA SE EXTIENDE EN LARANURA HORIZONTAL DEL ENTREHIERRO 32 ENTRE LAS DOS RAMAS (37, 39), SIENDO SOMETIDA A UN CAMPO MAGNETICO UNIDIRECCIONAL GENERADO POR LA BOBINA (40).A SWITCH WITH GREAT CUTTING CAPACITY STAYED IN A BOX (10) OF MOLDED INSULATING MATERIAL, UNDERSTANDS BY POLO TWO ARC EXTINGUISHING CHAMBERS, (24, 26) PROPOSED BOARDS, AND A PAIR OF FIXED CONTACTS (14, 16) WITH A MOBILE CONTACT (12) DOUBLE FORK FORMS TO CONSTITUTE TWO ELECTRICALLY CONNECTED SERIES CUTTING INTERVALS. THE MOBILE CONTACT (12) IN THE FORM OF A FORK IS STAYED IN A FIRST ENTREHIERRO (32) OF THE MAGNETIC CIRCUIT (30) IN THE FORM OF H CONSTITUTED BY TWO SIDE BRANCHES (37, 39) MAGNETIZED ACCORDING TO OPPOSED POLARITIES BY A COIL (40) EXCITATION PROVIDED IN A CENTRAL BRANCH (41). THE FIRST ENTREHIERRO (32) HAS A CENTRAL SLOT (42) IN THE UPPER BRANCH (37) FOR THE PASSAGE OF THE SUPPORT ARM (12A) ISOLATED, AND TWO OTHER SLOTS (46, 48) ARRANGED IN THE END OF THE LOWER BRANCH ( 39) OF THE MAGNETIC CIRCUIT (30) FOR THE ACCOMMODATION OF THE TWO ARMS (12B, 12C) OF THE MOBILE CONTACT (12). THE SOUL (14) OF THE FORK EXTENDS IN HORIZONTAL LENGTH OF THE ENTREHIERRO 32 BETWEEN THE TWO BRANCHES (37, 39), BEING SUBJECTED TO A UNIDIRECTIONAL MAGNETIC FIELD GENERATED BY THE COIL (40).

Description

Disyuntor con disparador electromagnético con propulsor de un contacto móvil de horquilla.Circuit breaker with electromagnetic trigger with propeller of a mobile fork contact.

La presente invención se refiere a un disyuntor de alto poder de corte alojado en una caja de material aislante moldeado y que comprende para cada polo:The present invention relates to a circuit breaker. high cutting power housed in a box of insulating material molded and comprising for each pole:

--: dos cámaras de extinción de arco eléctrico dispuestas contiguamente en la parte inferior de la caja y dotadas cada una de una pila de placas de desionización,two electric arc extinguishing chambers arranged contiguously in the bottom of the box and each equipped with a stack of deionization plates,

--: un par de contactos fijos dispuestos en frente de las citadas cámaras y asociados a un contacto móvil doble en forma de horquilla para constituir dos intervalos de corte conectados eléctricamente en serie,a pair of fixed contacts arranged in front of the aforementioned cameras and associated with a fork-shaped double mobile contact for constitute two cutting intervals electrically connected in Serie,

--: y un mecanismo de accionamiento manual mediante una palanca y/o automático mediante la intervención de medios de disparador sensibles a la intensidad de la corriente que atraviesa el polo, comprendiendo dichos medios al menos un disparador electromagnético con propulsor con un circuito magnético asociado a una paleta.and a manual drive mechanism by means of a lever and / or automatic by trigger means intervention sensitive to the intensity of the current flowing through the pole, said means comprising at least one electromagnetic trigger with propeller with a magnetic circuit associated with a palette.

El documento FR-A-2495826, considerado como el estado de la técnica más próximo, se refiere a un disyuntor conocido del género mencionado, en el cual las dos cámaras de corte están separadas la una de la otra por una barrera aislante. El disparador electromagnético comprende un electroimán equipado con un percutor que actúa directamente sobre la horquilla del contacto móvil para acelerar el desplazamiento de este último hasta la posición de apertura. El percutor está acoplado mecánicamente a un núcleo móvil del circuito magnético del electroimán y actúa sobre el contacto móvil tras la detección de un recorrido pasivo. Las prestaciones de un disyuntor de estas características siguen siendo sin embargo limitadas.The document FR-A-2495826, considered as the closest state of the art, refers to a known circuit breaker of the aforementioned genre, in which the two cutting chambers are separated from each other by an insulating barrier. The trigger Electromagnetic comprises an electromagnet equipped with a firing pin which acts directly on the fork of the mobile contact to accelerate the movement of the latter to the position of opening. The firing pin is mechanically coupled to a mobile core of the electromagnet magnetic circuit and acts on the contact mobile after the detection of a passive path. The benefits of a circuit breaker of these characteristics remain however limited

El objeto de la invención es la realización de un disyuntor de gran calibre y de elevado poder de corte.The object of the invention is the realization of a circuit breaker of great caliber and high cutting power.

El disyuntor según la invención se caracteriza porque el contacto móvil en horquilla está alojado en un primer entrehierro del circuito magnético en forma de H formada por dos empalmes laterales magnetizados según dos polaridades opuestas por una bobina de excitación dispuesta en un empalme central, mientras que la horquilla conductora, se encuentra sujeta por un brazo de soporte aislante y comprende dos brazos paralelos conectados a un alma horizontal,The circuit breaker according to the invention is characterized because the mobile fork contact is housed in a first H-shaped magnetic circuit air gap formed by two magnetized side joints according to two polarities opposed by an excitation coil arranged in a central joint, while that the conductive fork is held by an arm of insulating support and comprises two parallel arms connected to a horizontal soul,

--: el primer entrehierro comprende una ranura central en el empalme superior para el paso del brazo de soporte aislante, y otras dos ranuras practicadas en las extremidades del empalme inferior del circuito magnético para la colocación de los dos brazos del contacto móvil,he first air gap comprises a central groove in the joint upper for the passage of the insulating support arm, and two others grooves in the extremities of the lower joint of the magnetic circuit for the placement of the two contact arms mobile,

--: el alma de la horquilla se acopla en la ranura horizontal del entrehierro entre los dos empalmes, estando sometida a un campo magnético unidireccional creado por la bobina.he fork core engages in the horizontal groove of the air gap between the two joints, being subjected to a field Unidirectional magnetic created by the coil.

De acuerdo con un modo de realización preferencial de la invención, el empalme superior del circuito magnético está equipado con dos extensiones curvadas que se extienden paralelamente a la dirección de los brazos del contacto móvil de manera que encuadran las dos ranuras en el lado opuesto del empalme inferior.According to an embodiment of the invention, the top connection of the circuit Magnetic is equipped with two curved extensions that are extend parallel to the direction of the contact arms mobile so that they fit the two slots on the opposite side of the bottom joint.

Tal disposición del contacto móvil en horquilla en el primer entrehierro permite obtener una suma de las fuerzas elementales de Laplace para la apertura rápida cuando la intensidad de la corriente en el polo sobrepasa un umbral predeterminado.Such arrangement of the mobile fork contact in the first air gap allows to obtain a sum of the forces Laplace elementals for quick opening when intensity of the current at the pole exceeds a predetermined threshold.

Según una característica de la invención, los dos empalmes del circuito magnético se encuentran desplazados el uno respecto al otro a lo largo del eje de desplazamiento del contacto móvil para obtener un desplazamiento disimétrico del primer entrehierro que permita prolongar el efecto de las fuerzas de Laplace en el sentido de apertura.According to a feature of the invention, the two splices of the magnetic circuit are displaced the one with respect to the other along the axis of displacement of the contact mobile to obtain a disymmetric offset of the first air gap that allows to prolong the effect of the forces of Laplace in the direction of opening.

Según otra característica de la invención, la paleta del circuito magnético está provista de una primera parte plana y de una segunda parte envolvente dispuestas en frente de los empalmes al nivel del segundo entrehierro para adaptar la pendiente de la curva de esfuerzo aplicada al órgano de disparo.According to another feature of the invention, the magnetic circuit vane is provided with a first part flat and of a second enveloping part arranged in front of the splices at the level of the second air gap to adapt the slope of the stress curve applied to the firing organ.

Otras ventajas y características surgirán más claramente de la descripción que figura a continuación un modo de realización de la invención, dado a modo de ejemplo no limitativo y representado en los dibujos anexos, en los cuales:Other advantages and features will emerge more clearly from the description given below a way of embodiment of the invention, given by way of non-limiting example and represented in the attached drawings, in which:

la figura 1 es una vista esquemática de elevación de un disyuntor según la invención, estando retirada una de las caras laterales de la caja,Figure 1 is a schematic view of lifting of a circuit breaker according to the invention, being removed a of the side faces of the box,

las figuras 2 y 3 son vistas transversales según las líneas 2-2 y 3-3 respectivamente de la figura 1,Figures 2 and 3 are cross-sectional views according to lines 2-2 and 3-3 respectively of figure 1,

la figura 4A muestra una vista parcial a escala ampliada del circuito magnético del disparador con propulsor,Figure 4A shows a partial view to scale Expanded magnetic circuit of the trigger with propeller,

la figura 4B es un corte según la línea 4-4 de la figura 4A,Figure 4B is a section along the line 4-4 of Figure 4A,

la figura 5 representa una vista en perspectiva de otra variante de realización del disparador con propulsor.Figure 5 represents a perspective view of another variant embodiment of the trigger with propeller.

En lo referente a las figuras 1 a 3, un disyuntor en miniatura de alto poder de corte se encuentra alojado en una caja 10 de material aislante moldeado, y comprende por polo, un contacto móvil 12 en forma de horquilla asociado a dos contactos fijos 14, 16 para constituir un puente de contacto entre dos intervalos de corte conectados en serie. El contacto móvil 12 en horquilla es accionado a través de un mecanismo 18 de accionamiento manual mediante una palanca 20 y automático mediante la intervención de un disparador magnetotérmico.With regard to figures 1 to 3, a miniature circuit breaker with high cutting power is housed in a box 10 of molded insulating material, and comprises by pole, a mobile contact 12 in the form of a fork associated with two contacts fixed 14, 16 to constitute a contact bridge between two cut intervals connected in series. The mobile contact 12 in fork is driven through a drive mechanism 18 manual by a lever 20 and automatic by intervention of a magnetothermal trigger.

De una y otra parte de una barrera 22 aislante vertical se disponen dos cámaras de extinción de arco, 24, 26 constituidas cada una por una pila de placas de desionización. El disparador magnetotérmico comprende un disparador térmico de bimetal (no representado), y un disparador electromagnético de propulsor 28, dispuesto encima de las cámaras de extinción de arco, 24, 26.On both sides of an insulating barrier 22 vertical two arc extinguishing chambers are arranged, 24, 26 each consisting of a stack of deionization plates. He magnetothermal trigger comprises a bimetal thermal trigger (not shown), and an electromagnetic propeller trigger 28, arranged above the arc extinguishing chambers, 24, 26.

El disparador electromagnético de propulsor 28 comprende un circuito magnético 30 en forma de H que tiene un primer entrehierro 32 de alojamiento del contacto móvil 12 en horquilla, y un segundo entrehierro 34 asociado a una paleta 36 giratoria asociada a un órgano de disparo 38. El circuito magnético 30 comprende dos empalmes laterales 37, 39 unidos por un empalme central 41 sobre el cual se enrolla una bobina de excitación 40 atravesada por la corriente que circula a través de los contactos del polo.The electromagnetic propeller trigger 28 it comprises an H-shaped magnetic circuit 30 that has a first accommodation air gap 32 of the movable contact 12 on fork, and a second air gap 34 associated with a rotating vane 36 associated with a trigger organ 38. The magnetic circuit 30 It comprises two lateral joints 37, 39 joined by a joint center 41 on which an excitation coil 40 is wound crossed by the current flowing through the contacts of the pole.

El contacto móvil 12 está dotado de un brazo de soporte 12 común de material aislante que se extiende verticalmente en una ranura 42 central, practicada en la parte superior del primer entrehierro 32, y de una horquilla conductora con dos brazos 12B, 12C paralelos conectados a un alma 44 horizontal. Cada brazo 12B, 12C se dispone en la dirección vertical en el interior de una ranura 46, 48 practicada en la parte inferior del primer entrehierro 32, y se asocia a un contacto fijo 14, 16 que es atravesado por la corriente según sentidos opuestos.The mobile contact 12 is provided with an arm of common support 12 of insulating material that extends vertically in a central groove 42, practiced at the top of the first air gap 32, and of a conductive fork with two arms 12B, 12C parallel connected to a horizontal soul 44. Each arm 12B, 12C is arranged in the vertical direction inside a slot 46, 48 made in the lower part of the first air gap 32, and is associated with a fixed contact 14, 16 that is crossed by the current according to opposite directions.

Las dos ranuras 46, 48 se sitúan en el empalme inferior 39 del circuito magnético 30 extendiéndose simétricamente respecto a la ranura 42 central del empalme superior 37. El alma 44 conductora se dispone en la ranura horizontal intermedia del entrehierro 32, y se sitúa entre los dos empalmes 37, 39, estando atravesada unidireccionalmente por la corriente total.The two grooves 46, 48 are located in the joint lower 39 of magnetic circuit 30 extending symmetrically with respect to the central groove 42 of the upper joint 37. The core 44 conductive is arranged in the intermediate horizontal groove of the air gap 32, and is located between the two joints 37, 39, being crossed unidirectionally by the total current.

Los dos empalmes 37, 39 del circuito magnético 30 están magnetizados según polaridades opuestas.The two joints 37, 39 of the magnetic circuit 30 are magnetized according to opposite polarities.

Las líneas de campo magnético tienen la misma dirección en la ranura horizontal del entrehierro 32 y actúan sobre la corriente en el alma 44, de manera que engendran unas fuerzas de Laplace destinadas a propulsar el contacto móvil 12 hacia la posición de apertura cuando la intensidad de la corriente sobrepasa un umbral predeterminado.The magnetic field lines have the same direction in the horizontal slot of the air gap 32 and act on the current in the soul 44, so that they generate some forces of Laplace intended to propel the mobile contact 12 towards the opening position when the current intensity exceeds a predetermined threshold.

Las otras dos ranuras 46, 48 están favorablemente encuadradas lateralmente por unas extensiones 50, 52 curvadas del empalme superior 37 del circuito magnético 30. Los campos magnéticos en las dos ranuras 46, 48 están en sentidos opuestos, y actúan sobre corrientes opuestas en los brazos 12B, 12C de la horquilla del contacto móvil 12, de manera que se sumen las fuerzas de Laplace en el sentido de apertura.The other two slots 46, 48 are favorably framed laterally by extensions 50, 52 curves of the upper joint 37 of the magnetic circuit 30. The magnetic fields in the two slots 46, 48 are in directions opposite, and act on opposite currents in arms 12B, 12C of the fork of the movable contact 12, so that the Laplace forces in the direction of opening.

La presencia de las extensiones 50, 52 favorece igualmente el soplado magnético del arco formado entre cada contacto fijo 14, 16 y el brazo 12B, 12C correspondiente del contacto móvil 12, y dirigido en la dirección de la cámara de extinción 24, 26 asociada. La conexión en serie de los dos intervalos de corte, y la suma de las fuerzas elementales de Laplace en el primer entrehierro 32 permite obtener un poder de corte elevado, y una extinción rápida de los arcos.The presence of extensions 50, 52 favors also the magnetic blow of the arc formed between each contact fixed 14, 16 and corresponding arm 12B, 12C of the mobile contact 12, and directed in the direction of the extinguishing chamber 24, 26 associated. The serial connection of the two cutting intervals, and the sum of the elementary forces of Laplace in the first air gap 32 allows to obtain a high cutting power, and an extinction Quick arches.

En la variante de las figuras 4A y 4B, los dos empalmes 38, 39 de un circuito magnético 30A del disparador electromagnético están desplazadas sobre el eje de desplazamiento del contacto móvil 12, de manera que se obtenga un desplazamiento disimétrico del primer entrehierro 32. El flujo magnético que atraviesa este último actúa sobre el contacto móvil 12 durante más tiempo, de manera que se prolonga el efecto de la fuerza de Laplace en el sentido de apertura.In the variant of Figures 4A and 4B, the two splices 38, 39 of a magnetic circuit 30A of the trigger electromagnetic are displaced on the axis of displacement of the mobile contact 12, so that a displacement is obtained asymmetric of the first air gap 32. The magnetic flux that crosses the latter acts on the mobile contact 12 for more time, so that the effect of the Laplace force is prolonged in the sense of openness.

En la otra variante de la figura 5, el circuito magnético 30B en H del disparador electromagnético comprende en el segundo entrehierro 34 una paleta 36 giratoria compuesta de una primera parte plana 36A y de una segunda parte envolvente 36B. El reparto de las superficies entre las dos partes 36A, 36B permite ajustar con precisión la pendiente de respuesta de la curva de esfuerzo que actúa sobre el órgano de disparo 38 de la figura 1. Para la obtención de una curva de fuerte pendiente, se aumenta la dimensión de la primera parte plana 36A respecto a la segunda parte envolvente 36B. A la inversa, si el cambio de valor de la pendiente buscado se sitúa al final del recorrido de la paleta 36, la anchura relativa de la primera parte plana 36A será más reducida con respecto a la segunda parte envolvente 36B.In the other variant of Figure 5, the circuit magnetic 30B in H of the electromagnetic trigger comprises in the second air gap 34 a rotating vane 36 composed of a first flat part 36A and a second enveloping part 36B. He distribution of surfaces between the two parts 36A, 36B allows fine tune the response slope of the curve effort acting on the firing member 38 of Figure 1. To obtain a steep curve, the dimension of the first flat part 36A with respect to the second part envelope 36B. Conversely, if the change in value of the slope sought is placed at the end of the path of the palette 36, the width relative of the first flat part 36A will be reduced with with respect to the second envelope part 36B.

Es igualmente posible prever unos grosores diferentes al nivel de las dos partes 36A, 36B de la paleta 36 para adaptar el tipo de curva de esfuerzo.It is also possible to provide thicknesses different to the level of the two parts 36A, 36B of the vane 36 for adapt the type of stress curve.

Claims

1. High power breaker housed in a box (10) of molded insulating material and comprising for each pole:

- two arc extinguishing chambers (24, 26) arranged adjacent to the bottom of the box (10) and each equipped with a stack of deionization plates,

- a pair of fixed contacts (14, 16) arranged in front of the aforementioned cameras and associated with a mobile contact (12) double shaped fork to constitute two intervals of electrically connected cut in series,

- and a manually operated mechanism (18) by means of a lever (20) and / or automatic by means of the intervention of trigger means sensitive to the intensity of the current that crosses the pole, said means comprising at least one electromagnetic trigger with propeller (28) with a circuit magnetic (30, 30A, 30B) associated with a vane (36),

characterized in that:

- the mobile contact (12) on the fork is is housed in a first air gap (32) of the circuit H-shaped magnetic (30) consisting of two lateral joints (37, 39) magnetized according to polarities opposed by a coil (40) of excitation located on a central joint (41), being held the driving fork by a support arm (12A) insulating, and comprising two parallel arms (12B, 12C) connected to a horizontal soul (44),

- the first air gap (32) comprises a central groove (42) in the upper joint (37) for the passage of the insulating support arm (12A), and two other slots (46, 48) made at the ends of the lower joint (39) of the circuit magnetic (30) for housing the two arms (12B, 12C) of the mobile contact (12),

- the fork (44) of the fork is arranged in the horizontal slot of the air gap (32) between the two joints (37, 39), being subjected to a generated unidirectional magnetic field by the coil (40)

2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the upper joint (37) of the magnetic circuit (30) is equipped with two curved extensions (50, 52) that extend parallel to the direction of the arms (12B, 12C) of the contact movable (12) so that they fit the two opposite grooves (46, 48) of the bottom joint (39).

3. Circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that the two grooves (46, 48) of the lower joint (39) are symmetrical with respect to the median axis through the central groove (42) of the upper joint (37).

4. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the two joints (37, 39) of the magnetic circuit (30A) are displaced from each other along the axis of displacement of the mobile contact (12) to obtain a disymmetric displacement of the first air gap (32) that allows prolonging the effect of Laplace forces in the direction of opening.

5. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the vane (36) of the magnetic circuit (30B) is provided with a first flat part (36A) and a second enclosure part (36B) arranged in front of the joints (37, 39) at the level of the second air gap (34) to adapt the slope of the stress curve applied to a firing organ
(38).

6. Circuit breaker according to claim 5, characterized in that the firing member (38) is formed by a rod attached to the vane (36), extending along the upper joint (37) of the magnetic circuit (30, 30A, 30B) .