FR2573572A1 - Appareil disjoncteur a ouverture et fermeture telecommandees de ses circuits - Google Patents

Abstract

LES SUPPORTS 15, 73 DES CONTACTS FIXES ET MOBILES 16, 7 SONT CONFORMES POUR DEVELOPPER DES FORCES DE REPULSION QUI PRODUISENT UNE EXCELLENTE LIMITATION DES COURANTS DE COURT-CIRCUIT EN RAISON DU FAIT QU'AUCUNE MASSE PARASITE N'EST LIEE AU CONTACT MOBILE MALGRE LA PRESENCE D'UN ELECTROAIMANT 20 QUI DOIT L'ACTIONNER PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN POUSSOIR 85 OU D'UN TIROIR. CET APPAREIL EST AVANTAGEUSEMENT UTILISE POUR LA PROTECTION DES CHARGES ET DES LIGNES QUI LES ALIMENTENT, AINSI QUE POUR L'ACCOMPLISSEMENT D'INTERRUPTIONS SUR CELLES DE CES LIGNES QUI DOIVENT ETRE ISOLEES.

Description

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APPAREIL DISJONCTEUR A OUVERTURE ET FERMETURE

TELECOMMANDEES DE SES CIRCUITS.

L'invention concerne un appareil disjoncteur, en particu-

lier polyphasé, comportant un mécanisme à déclenchement brusque commun qui peut être armé et désarmé à l'aide d'un organe de commande manuelle locale, une multiplicité de circuit de puissance comprenant chacun entre deux bornes un interrupteur qui est placé dans une chambre d'extinction d'arc et dont le contact mobile est relié au mécanisme de facon à être fermé ou ouvert par celui-ci, des détecteurs qui réagissent à des surintensités de différentes natures

dans ces circuits en provoquant le déclenchement de ce méca-

nisme et, par suite, l'ouverture automatique des interrup-

teurs, et un électro-aimant qui est associé à l'appareil pour provoquer une ouverture télécommandée des contacts mobiles des interrupteurs n'entraînant pas le déclenchement

de ce mécanisme.

De tels appareils sont utilisés dans les installations élec-

triques o l'on souhaite à la fois protéger les lignes ainsi que les charges qui leur sont associées, et se donner, en

outre, la faculté d'interrompre l'alimentation de ces char-

ges à l'aide d'une commande à distance, et par une voie distincte de celle qui met en oeuvre des contacteurs placés

habituellement entre l'appareil et la charge correspondan-

te; il est aussi possible d'interrompre l'alimentation d'un groupe de machines alimenté par cet appareil, sans pour

autant être obligé de désexciter les contacteurs correspon-

dants et de faire donc disparaître la combinaison de leurs

états, ce qui permet ensuite d'effectuer un démarrage immé-

diat dans les mêmes conditions. On connaît déjà, par exemple par la demande de brevet

PCT No W0 83/02680 un appareil dont la constitution généra-

le se retrouve dans celle qui est mentionnée ci-dessus, pour répondre aux besoins des utilisateurs lorsque les intensités nominales qui le traversent sont inférieures à une centaine d'Ampères. Lorsque les intensités nominales dépassent ce niveau et que, par suite, la masse des pièces de contact ainsi que les intensités présumées des courts-circuits augmentent de façon correspondante, les dispositifs de limitation faisant appel à des bobinages placés en série dans le circuit pour attirer un noyau plongeur qui percute le contact mobile,

deviennent inefficaces.

On doit alors recourir à des appareils o une énergie impor-

tante est accumulée dans des ressorts énergiques d'un méca-

nisme à déclenchement brusque, qui est armé par exemple par un organe de commande locale et qui est libéré ensuite par l'action des détecteurs de surintensités placés en série

lorsqu'apparaissent des surintensités élevées.

Lorsque ces surintensités atteignent les seuls des intensi-

tés excessives observées quand surviennent des courts-

circuits francs, il est, de plus, nécessaire de limiter leur crête en opérant une ouverture très rapide de l'interrupteur qui ne mette donc en oeuvre que les masses les plus faibles possibles et qui fasse essentiellement appel aux forces de répulsion électro-dynamique qui sont communiquées sans aucun délai aux conducteurs lorsque ceux-ci présentent une géométrie particulière; l'effet de ces forces peut être -3 - amélioré de façon connue en soi par la coopération de masses

magnétisables placées au voisinage.

Dans l'appareil connu qui vient d'être mentionné, des ressorts de torsion de petites dimensions appliquent leur

couple nominal sans aucune multiplication à une pièce por-

tant le contact mobile, pour confirmer par voie mécanique, et donc avec un certain retard, la position d'ouverture que prend le contact mobile avec un certain délai; celui-ci est

lui-même imputable, d'une part, au temps de réponse dynami-

que qui affecte le mouvement d'un percuteur magnétique et, d'autre part, à la nature même des phénomènes magnétiques qui régissent son attraction; ces phénomènes qui sont notamment dus à la saturation, confèrent donc une limite à l'efficacité des courants, alors que celle des phénomènes de répulsion électro-dynamique croit sensiblement comme la racine carrée de ces courants, toutes choses égales par ailleurs.

De plus, dans cet appareil connu, la fermeture et l'ouvertu-

re manuelles, qui sont effectuées par l'organe de commande locale, sont opérées à vitesse lente en raison du fait que

les ressorts de torsion dont la présence a été signalée ci-

dessus n'interviennent que lors du processus d'ouverture automatique; cet inconvénient qui apparaît en raison de la mise en oeuvre d'une liaison cinématique directe entre l'organe de commande manuelle locale devient rédhibitoire lorsque les intensités nominales dépassent une certaine valeur. A ces désavantages, qui n'apparaissent qu'avec la croissance de l'intensité nominale, il faut ajouter ceux qui résultent d'une liaison permanente de l'armature de l'électro-aimant tant avec le support du contact mobile de l'interrupteur, qu'avec l'organe de manoeuvre; une telle disposition qui provoque une usure plus rapide des pièces du mécanisme et

oblige en effet l'opérateur à exercer une force-plus impor-

tante sur l'organe de commande manuelle, présente l'inconvé-

-4 - nient qu'une fermeture de l'interrupteur opérée à distance ne peut être empêchée par l'opérateur à moins que celui-ci maintienne en permanence son action sur cet organe de commande. Par ailleurs si, avec une telle liaison permanente, on devait soit actionner des interrupteurs dont l'intensité nominale est élevée par l'intermédiaire d'un mécanisme

accumulateur de forces, soit armer simultanément ce mécanis-

me par une voie parallèle à celle qui devrait actionner ces

interrupteurs, il serait nécessaire de donner à cet électro-

aimant des dimensions plus importantes que celles qui sont strictement indispensables pour séparer un contact mobile

d'un contact fixe; outre le caractère exagéré des dimen-

sions que pourrait prendre cet électro-aimant, on remarquera que l'allure de la courbe d'attraction d'un électro-aimant n'est pas compatible avec la courbe des efforts résistants que présente la course d'un mécanisme accumulateur de force de faible volume, o les efforts initiaux à fournir sont beaucoup plus importants que ceux qui subsistent à la fin de

cette course.

L'invention se propose par suite, de fournir un appareil

disjoncteur dont l'ouverture puisse être commandée à distan-

ce sans qu'il soit nécessaire de faire fonctionner tout ou partie d'un mécanisme accumulateur de force dont la fonction est soit d'opérer automatiquement une ouverture rapide de

l'interrupteur, soit d'établir une fermeture et une ouvertu-

re de cet interrupteur à l'aide d'un organe de commande locale manuelle, cet appareil étant de plus en mesure d'effectuer des ouvertures manuelles ou télécommandées d'une façon indépendante à l'aide d'un électro-aimant dont la taille soit la plus réduite possible; il est clair que la mesure de taille réduite ne doit ici s'entendre ni dans le cadre d'une dimension géométrique déterminée, ni dans celui d'un encombrement relatif, mais dans celui de la taille nécessaire que doit prendre un électro-aimant ayant à

effectuer le travail strictement indispensable à l'action-

-5 nement d'un (ou de plusieurs) interrupteurs de puissance dont les modes de fonctionnement et les propriétés prennent en considération la coupure ou l'établissement du courant nominal. Selon l'invention, le but visé est atteint grace au fait que le contact mobile et le contact fixe comportent des supports qui sont placés parallèlement en regard l'un de l'autre de telle façon, et qui sont appliqués l'un vers l'autre par un organe élastique de pression de contact, dont l'élasticité est choisie de façon telle que, d'une part, un déplacement

automatique important d'au moins le support de contact mobi-

le soit opéré par les forces électro-dynamiques lors de l'apparition de courants de courts-circuits et que, d'autre part, un déplacement commandé plus réduit que le déplacement automatique soit opéré par l'électroaimant de télécommande

lors de son changement d'état.

D'autres mesures complémentaires, propres à réduire la masse des pièces en mouvement et donc à mieux limiter les courants de courts-circuits, ainsi que d'autres dispositions aptes à

améliorer l'isolement, à économiser l'énergie de télécom-

mande, seront apportées à la disposition principale mention-

née ci-dessus.

Dans des variantes de réalisation propres à faciliter le

montage à donner aux chambres d'arc associées à l'interrup-

teur un volume compatible avec leur fonction, et de conférer à l'appareil une souplesse d'emploi répondant aux différents besoins des utilisateurs, on dispose l'électro-aimant dans une région, respectivement un sousensemble amovible, qui

n'empiète pas sur les volumes qui sont habituellement dévo-

lus à la chambre d'arc, au mécanisme à déclenchement brus-

que, respectivement aux détecteurs d'intensité.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip-

tion ci-dessous et à l'examen des figures annexées parmi lesquelles: - 6 La figure la représente de façon schématique un premier appareil conforme à l'invention, dans lequel la répulsion n'intéresse qu'un levier de contact; La figure lb représente de façon schématique une variante de réalisation de l'invention, dans laquelle la répulsion intéresse les supports des contacts fixes et mobiles; La figure lc représente un mode de réalisation dans lequel le levier de contact mobile n'est pas porté par le corps de l'appareil mais par une pièce basculante; La figure ld représente un mode de réalisation dans lequel le levier de contact mobile est appuyé par un

ressort se déplaçant en même temps que la pièce bascu-

lante; La figure 2 illustre de façon schématique un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention selon les figures la à ld; La figure 3 montre de façon schématique un second mode

particulier de mise en oeuvre de l'invention de préfé-

rence selon les figures ld ou lb; La figure 4 représente dans une coupe perpendiculaire à l'axe YY' un mode intéressant de réalisation d'une partie de l'appareil selon la figure 3; La figure 5 illustre de façon simplifiée un exemple non limitatif de mécanisme accumulateur de force à déclenchement brusque et à réarmement manuel; Les figures 6a et 6b représentent dans deux coupes en élévation un appareil selon l'invention qui fait directement appel au principe de la figure ld; -7-

La figure 7 montre un dispositif d'accrochage mécani-

que permettant d'ouvrir et de fermer à distance et de façon économique les circuits de l'appareil selon

l'invention à l'aide de courtes impulsions de cou-

rant; La figure 8 indique comment on peut mettre en ouvre, dans un appareil du genre représenté aux figures 6a, 6b, un interrupteur à répulsion du type montré à la figure lb; et La figure 9 représente de façon simplifiée un type d'électro-aimant polarisé pouvant être utilisé pour la télécommande d'ouverture et de fermeture sans

dépense permanente de courant.

Un appareil disjoncteur télécommandé la tel que représenté à la figure la, comprend un mécanisme accumulateur d'énergie 2 qui peut être armé et désarmé à l'aide d'un organe de

commande locale 3 actionné à la main.

Ce mécanisme, dont un exemple de réalisation est représenté à la figure 5 de façon non limitative, peut être déclenché par l'un ou plusieurs détecteurs de surintensités, par exemple par la bilame 4 ou par la bobine ou spire magnétique et, dans ce cas, il peut être enclenché et réarmé par

l'organe de commande 3.

Ce mécanisme présente une pièce de transmission 6 à déplace-

ment rectiligne ou rotatif qui est apte à déplacer la pièce 73 supportant le contact mobile 7 d'un interrupteur 8 placé en série dans le circuit 9 entre deux bornes de puissance , 11. Ce circuit 9, ainsi que d'autres circuits identiques 9', 9" si l'appareil est polyphasé, sert à alimenter une charge 12, généralement par l'intermédiaire d'un appareil contacteur

13 placé en série.

- 8 - De préférence, et si les surintensités présumées de courant de court-circuit le justifient, une masse magnétisable 14, telle qu'une pièce en forme de U, est placée au voisinage de la pièce mobile représentée par exemple, par un levier portant la pastille de contact mobile, pour améliorer l'efficacité des forces de répulsion qui, en se développant entre cette pièce et une pièce conductrice 15 sensiblement parallèle et portant le contact fixe 16, tendent à soulever la pièce 73 tout en effectuant la compression d'un ressort de pression de contact 17; cette compression peut atteindre une valeur importante en raison du déplacement important que les forces de répulsion peuvent communiquer au levier 73 en

effectuant une limitation desdits courants de court-cir-

cuit. Le circuit 9 de l'appareil peut donc être fermé par l'organe 3 de façon manuelle, et être ouvert soit de façon manuelle par ce même organe, soit de façon automatique par l'action des détecteurs 4, 5 ou par l'effet des forces de répulsion seules ou en combinaison avec les effets magnétiques de la

pièce 14.

Afin de provoquer à distance, lorsque le mécanisme 2 est

dans l'état armé, une ouverture de cet interrupteur 8 lors-

qu'il est fermé, et une refermeture après qu'il ait été ouvert, une armature 19 d'un électro-aimant 20 agit dans

l'un de ses deux états possibles sur un dispositif d'accou-

plement unidirectionnel 21 qui transmet son mouvement par l'action d'un poussoir 21a en un point ou prolongement 22 du levier 73. Le mouvement effectué dans ce cas par ce levier n'est qu'une fraction K du mouvement précédent et n'opère qu'une compression partielle du ressort 17. Ce dernier est donc étudié pour présenter l'élasticité nécessaire au

premier mouvement de répulsion et la force d'appui nécessai-

re à l'établissement d'une bonne pression des contacts.

L'accouplement est unidirectionnel dans le mesure o -il provoque le soulèvement du levier 73 si l'interrupteur est -9-

fermé, et o aucune de ses pièces importantes n'est entraî-

née par le levier lorsque celui-ci est déplacé par d'autres

voies 6, 14.

Il est clair que, au lieu d'une poussée exercée par un pous- soir, on pourrait utiliser un tiroir exerçant une traction

comme on le verra dans un autre mode de réalisation.

Deux bornes de télécommande 23, 24 permettent d'alimenter la bobine de l'électro-aimant, et un organe de signalisation 25 sur la face avant permet d'indiquer à l'utilisateur placé au voisinage de l'appareil si un tel ordre de télécommande est suivi ou non d'effet, pour informer celuici de l'état dans lequel se trouve le circuit 9; dans cet appareil, l'organe de commande locale 3 peut, en effet, se trouver dans une

position correspondant à l'état armé et laisser ainsi suppo-

ser que l'interrupteur est fermé, alors qu'un ordre d'ouver-

ture télécommandée lui est communiqué par ailleurs.

L'appareil lb selon la figure lb, o les pièces ayant les mêmes fonctions portent les mêmes repères, ne diffère du précédent que par le fait que le support de contact fixe de

l'interrupteur 8' est lui-même constitué par un levier pivo-

tant 26 trouvant, contre une butée isolante 27, une position de repos qui est conférée par un ressort de rappel 28; dans ce cas, lorsque des forces de répulsion éventuellement

accentuées par la présence d'une pièce magnétique 14' appa-

raissent, les deux leviers 7 et 26 s'écartent simultanément, de sorte que le contact fixe devient dans ce cas un contact fixe escamotable ou pseudofixe 16a; une pièce de traction

ou tiroir 21b agissant sur le prolongement 22b est ici uti-

lisée pour effectuer une ouverture télécommandée de l'inter-

rupteur, mais un poussoir pourrait également convenir.

Dans un mode de réalisation particulier du contact mobile

visible à la figure lc, o les pièces manquantes se retrou-

vent dans les figures précédentes, le levier de contact mobile 73' est porté par une pièce 6' liée au mécanisme 2 et

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pivotée en 6a dans le corps, tandis qu'un bras 73b de ce levier s'appuie sur un ressort de pression de contact 17'

placé entre lui et le corps 18; on constate que le fonc-

tionnement est le même que ci-dessus.

Dans un autre mode de réalisation visible à la figure ld, la pièce de transmission 6" est liée à un support de contact basculant 59 qui est pivoté en 59a dans le corps et qui porte le levier de contact mobile 73" relié à la ligne 9 par un conducteur souple 73a; le contact mobile 7 est appliqué contre le contact fixe 16 par un ressort 17" qui est placé entre le levier 73" et son support 59; un poussoir 85 faisant partie de l'accouplement unidirectionnel coopère

avec le prolongement 75.

Les appareils la à ld qui, dans les figures précédentes, font par exemple appel à une enveloppe générale 30, peuvent être exécutés selon des modes de réalisation constructifs dont l'un des principes, visible à la figure 2, prévoit l'association d'un boîtier de télécommande amovible 31, contenant au moins un électro-aimant tel que 20, avec un corps 33, contenant les organes essentiels du disjoncteur 29. Ce dernier corps 33 peut ainsi être utilisé soit seul, et il

est alors nécessaire de lui associer un couvercle d'isole-

ment 35 pour obturer une cavité 41 du corps dans laquelle

s'opèrent les coopérations entre l'interrupteur et l'élec-

tro-aimant, soit en combinaison avec un bottier de télécom-

mande 31 lorsque qu'un tel mode d'exploitation est souhai-

té; selon la complexité ou la simplicité du dispositif

d'accouplement unidirectionnel, celui-ci peut être incorpo-

ré en totalité ou en partie au bottier 31 ou, au contraire,

faire partie du corps 33.

Dans la figure 2, la base 37a du bottier de télécommande 31 d'un appareil lf respectivement le couvercle 35 si celui-ci est utilisé, sont placés contre une platine de fixation 37

- il -

et se trouvent entre celle-ci et le corps 33 du disjoncteur 29. A la figure 3, o l'appareil -le- peut, de préférence, faire appel à l'un des interrupteurs tels que ceux décrits aux figures ld ou lc, le corps 38 du disjoncteur 29c et le bottier 39 du dispositif de télécommande sont placés côte à côte; une même paroi ou platine 40 peut servir à supporter le corps et le boîtier, ou bien ne supporter que le corps, le bottier se trouvant alors fixé latéralement sur celui-ci contre une paroi latérale 67. Ce type de montage qui se prête bien à la mise en oeuvre d'un organe de transmission rotative commun 43, du mouvement délivré par l'accouplement

unidirectionnel 44 et l'électro-aimant 20c grâce à l'extré-

mité 43d, devient encore plus avantageux si l'axe de ce moyen de transmission 43 est coaxial à l'axe de pivotement XX de pièces isolantes 45 supportant les leviers de contact mobiles 7" des interrupteurs tels que 8r, 8s, 8t, ainsi qu'on peut le voir à la figure 4, o la pièce 43 est une tige cylindrique qui est solidaire de poussoirs rotatifs 43a dont les extrémités 43b agissent sur des prolongements 22" de leviers de contact 73"'; les supports de leviers 45 sont eux-mêmes pivotés sur cette tige et sont reliés à la pièce

de transmission 6.

Le cas échéant, lorsque le dispositif de télécommande n'est pas utilisé, un couvercle latéral peut obturer la région du

corps 38 o s'opère la liaison avec le bottier de télécom-

mande 39.

Dans tous les exemples de réalisation représentés, on cons-

tate que la seule dépense d'énergie que doit fournir l'électro-aimant résulte d'une compression limitée des

ressorts de pression de contact 17; la taille de cet élec-

tro-aimant peut donc être relativement réduite par rapport à celle qui serait nécessaire pour actionner les interrupteurs en utilisant des organes qui seraient disposés dans le

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mécanisme 2 et seraient donc prévus et dimensionnés pour

l'exécution d'autres fonctions.

Lorsque l'on veut favoriser les effets de la répulsion sur les leviers mobiles 7 des interrupteurs, il est nécessaire de donner aux ressorts de pression de contact 17 une grande élasticité, qui délivre néanmoins la pression de contact requise pour un fonctionnement normal de l'interrupteur lorsque celui-ci est traversé par des courants allant de

l'intensité nominale à environ dix fois celle-ci.

Une telle élasticité est favorable dans la mesure o elle permet de conférer au contact mobile de chaque interrupteur, lorsqu'il est sollicité par les forces de répulsion, une

course importante, alors que la variation de l'effort résis-

tant opposé à l'armature reste faible lorsque cette course est moins importante, comme le cas se présente lors d'une ouverture télécommandée de l'interrupteur et en l'absence de défauts. Un électro-aimant de commande de faible taille peut

donc être utilisé.

A titre purement illustratif, est représenté à la figure 5 un schéma de principe d'un mécanisme à déclenchement brusque

2 pouvant être mis en oeuvre dans le cadre de l'invention.

L'organe de commande manuelle locale 3 oscille autour d'un pivot (qui est masqué sur la figure) de façon à déplacer un point 50 entre des positions O et F, correspondant à l'ouverture et à la fermeture de l'interrupteur par voie

manuelle.

Ce point 50 est relié par un ressort de traction 51 à l'articulation 52 commune à deux biellettes 53, 54 qui forment une genouillère 55 et dont l'une s'appuie sur le point 56 d'un levier de déclenchement 57, tandis que l'autre

est reliée par une articulation 58 à un levier de transmis-

sion 59, représentant par exemple la pièce 59 de la figure ld ou le support de contact mobile 45 de la figure 4, pour

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lui communiquer un déplacement angulaire. Le levier de déclenchement 57 qui est pivoté au point 60 est retenu par un verrou 61 dont la position de maintien est fournie par un ressort 62; ce verrou peut être déplacé en sens H par un moyen de transmission 63 recevant directement ou indirectement les déplacements des bilames 4 ou ceux des palettes ou

noyaux magnétiques 64 associés aux bobines ou spires 5.

Lorsque l'on doit effectuer l'ouverture par voie manuelle de l'interrupteur, le basculement de l'organe de commande 3 vers - O - place le point 50 dans une position o la force

du ressort 51 peut d'abord déplacer latéralement l'articula-

tion 52 et provoquer ensuite très rapidement la contraction de la genouillère, de sorte que le levier de transmission 59, qui se trouvait en position F1, est déplacé vers le haut de la figure en position - 01 -; des mouvements inverses sont effectués lorsque l'organe de commande pivote de O vers F. Si les moyens de détection des surintensités 4, 5 déplacent le verrou 61 en comprimant le ressort 62, le levier de déclenchement 57 perd son point d'appui 57a et bascule vers le haut de la figure en amenant brusquement le point 56 dans une position o l'angle formé par les points 56, 52, 58 change de sens, de sorte que la force du ressort 51 s'exerce maintenant avec une composante latérale qui fait également contracter très rapidement la genouillère, et fait donc

pivoter automatiquement vers le haut le levier de transmis-

sion comme précédemment; une butée 65 sert à définir la

position limite du levier de déclenchement 57.

La nouvelle disposition de l'articulation 52 par rapport au pivot (non visible) de l'organe de commande 3 amène alors ce

dernier dans la position - O -.

Un nouvel accrochage du levier 57 sous le verrou 61 sera opéré à l'aide de l'organe 3 par des moyens non représentés, qui entraînent le levier 57 dans le sens horaire jusqu'à ce

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verrou, lorsque celui-ci passera de la position - 0 - à la

position - F -.

Un appareil électrique de protection 36, visible à la figure 6a et mettant en oeuvre des moyens illustrés à la figure la, comporte une enveloppe isolante ou corps 70 dans laquelle est disposé un appareil disjoncteur 29 et un boîtier de télécommande 71 isolant, dans lequel est essentiellement

disposé un électro-aimant 20.

L'enveloppe et le boîtier sont mécaniquement associés l'un à l'autre, et celui-ci est en contact avec une platine ou

tableau 37 sur lesquels peut être fixé l'appareil.

Les organes électriques du disjoncteur comprennent pour chaque ligne de phase une paire de bornes d'entrée et de sortie 10, 11 et un circuit électrique 9, comprenant en série: - un interrupteur 8 ayant un contact fixe 16 et un contact mobile 7 porté par un levier 73, - un premier détecteur de courant 5 pouvant être de type électro-magnétique à spire unique ou à bobine qui est sensible aux surintensités instantanées de courant, dont l'importance n'atteint pas encore celle des courants de court-circuit, et - un second détecteur de courant 4 faisant, par exemple, appel à une bilame pour réagir aux surintensités de courant plus faibles qui présentent, par contre, une durée

plus importante.

Ces deux détecteurs de courant qui sont destinés essentiel-

lement à la protection d'une charge placée en série avec l'appareil (par exemple un moteur) doivent donc provoquer l'ouverture de l'interrupteur. Une telle ouverture, qui est automatique, est obtenue par le désarmement d'un verrou -61

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du mécanisme à déclenchement brusque 2, dont une constitu-

tion possible a été illustrée à la figure 5.

Ce mécanisme à déclenchement brusque est représenté à la figure 6a à l'état armé, pour lequel le levier de contact

mobile 73 reçoit d'une patte 74 du support de contact oscil-

lant 59 un couple qui est transmis élastiquement par le ressort de compression 17 et qui applique le contact mobile 7 sur le contact fixe 16 pour effectuer la fermeture de

l'interrupteur 8.

l'ouverture de cet interrupteur peut être obtenue par voie manuelle, en plaçant l'organe de commande 3 en position 0 ou

de façon automatique lorsqu'une action de direction appro-

priée est appliquée au verrou 61 par la pièce 66. Ces deux

modes d'ouverture de l'interrupteur 8 présentent un caractè-

re de rapidité qui est dû par exemple à la contraction

instantanée de la genouillère 55 sous l'effet du ressort 51.

Dans l'invention, le support de contact mobile 59 présente un bras ou prolongement 75 qui est dirigé vers une face d'application 76a de l'enveloppe 70, et qui pénètre dans une cavité 77 de celle-ci. De préférence, ce bras ne sera pas traversé par le courant du circuit 9, de façon à ne pas augmenter la masse du levier 73, le passage du courant s'effectuant alors par une tresse 73a dont l'extrémité se déplace légèrement. Cette cavité peut être fermée par un couvercle étanche et isolant tel que 35, voir figure 2, lorsque la face d'application 76a de l'enveloppe n'est pas appliquée contre la face d'appui 79 du boîtier 71, et que le disjoncteur est utilisé sans dispositif de télécommande supplémentaire. On observera que la formation de cette cavité ne constituepas, à proprement parler, une augmentation délibérée et artificielle du volume du disjoncteur dans la mesure o se développent actuellement des mesures constructives propres à donner aux boîtiers des disjoncteurs des dimensions, des

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épaisseurs de parois, et de moyens de raidissement leur permettant de résister aux pressions internes élevées qui sont développées par les ouvertures automatiques lors de

l'apparition de courts-circuits.

Lorsqu'un bo tier de télécommande 71 lui est associé, la cavité 77 reçoit ici au moins une partie des éléments placés

dans ce boîtier; dans l'exemple de réalisation non limita-

tif qui est représenté à la figure 6a, voir aussi la figure 6b, l'électroaimant 20 comporte une culasse fixe 80, une armature mobile ou noyau plongeur 19 qui peut être attirée par la culasse, un ou des ressorts de rappel 81 donnant à cette armature une position de repos située vers la droite de la figure 6a, une bobine d'excitation 82 et des bornes de raccordement telles que 23, 24 pour effectuer l'alimentation de la bobine. Les éléments de l'électro-aimant 20 sont placés dans un logement 83 du bottier 71 qui rejoint, complète et ferme la cavité 77 lorsque les faces 76a et 79

sont associées de façon étanche.

L'armature mobile 19 qui se déplace le long d'un axe YY', de préférence parallèle aux faces 76a, 79 et à la paroi 37, est reliée à un épaulement 84 actionnant un poussoir 85 qui

transmet son mouvement au bras 75.

Selon un mode de réalisation préféré, cette transmission est opérée par l'intermédiaire d'une pièce ou poussoir isolant , mobile parallèlement à l'axe YY' qui est séparée du bras par un faible jeu "j" lorsque l'interrupteur est fermé, 30.et que.1'armature 19 e.st au.repos ".R"J, et. qui.appuie sur ce bras en comprimant le ressort 17 pour ouvrir l'interrupteur

8 lorsque, celui-ci ayant été préalablement fermé, l'armatu-

re 19 prend une position de travail "T" sous l'effet de

l'excitation de la bobine 82, voir figure 6b. Si l'interrup-

teur est déjà en position d'ouverture lorsque se produit une telle excitation, le déplacement de l'armature ne produit

pas nécessairement un effet direct sur ce bras.

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On constate qu'une ouverture télécommandée de l'interrup-

teur 8 peut donc être effectuée sans qu'il soit nécessaire de désarmer le mécanisme 2, ce qui présente l'avantage, d'une part, de ne pas être obligé d'envoyer sur place un opérateur pour actionner l'organe de commande 3 et, d'autre

part, de ne pas provoquer une usure inutile de ses pièces.

Lorsque le dispositif disjoncteur 29 comporte, comme cela est représenté sur les figures 6a, 6b un conducteur de contact fixe 15 circulant parallèlement au levier de contact 73, les forces electro-dynamiques qui se développent lors de la circulation de courants de court-circuit sont augmentées et provoquent une répulsion de ce levier de contact en sens horaire, produisant une ouverture automatique de grande amplitude qui est assez rapide pour opérer une limitation de

ces courants.

Une telle ouverture instantanée qui peut se produire en raison de la flexibilité mesurée que présente le ressort 17 avant que se déclenche le mécanisme 2 et qui peut être confirmée soit par un dispositif d'accrochage du levier 73 (non représenté), soit par un déclenchement ultérieur du mécanisme 2 {effectué par le détecteur 5), ne doit être ralentie ni par l'existence d'une liaison avec la pièce

isolante 85, ni par la présence de masses mobiles inutiles.

Cette pièce ou poussoir 85 est donc conçue pour n'effectuer

qu'une poussée du bras 75 lorsque la bobine 82 est excitée.

La présence de ce ressort à flexibilité mesurée est par ailleurs l'une des dispositions nécessaires pour que l'ouverture de l'interrupteur 8 par l'électro-aimant 20 se fasse sans dépense d'énergie importante, et sur une course angulaire suffisante pour qu'une ouverture télécommandée du

circuit soit opérée dans d'aussi bonnes conditions d'isole-

ment que possible.

Dans un mode de réalisation avantageux du dispositif d'ouverture télécommandée par un électro-aimant, ce dernier reçoit des impulsions de courant de courtes durées, et un dispositif d'accrochage mécanique tel que 90 est associé à

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la pièce isolante 85 pour, d'une part, maintenir celle-ci dans une position de travail 'T" correspondant à celle qu'elle a atteint lors de l'attraction de la palette en position "T" et, d'autre part, pour lui donner une position de repos correspondant à celle de l'armature au repos lorsqu'une autre impulsion de courant aura été appliquée; un tel dispositif d'accrochage, qui est illustré de façon

non limitative à la figure 7, et qui maintient alternative-

ment la pièce 85 dans les positions des figures 6a, respec-

tivement 6b, est comparable dans son fonctionnement à ceux que l'on rencontre sur les interrupteurs à boutons-poussoirs

avec accrochage.

Dans un exemple de réalisation illustrée à titre d'exemple, un coulisseau 91 du dispositif d'accrochage 90 se déplace entre une position de butée B qui lui est donnée par le ressort 92 et une position extrême C qui lui est fournie par le déplacement de l'armature 19 vers la gauche; un crochet 93 de ce coulisseau s'appuie sur un sommet 9 de la came 95 lorsque celle-ci est dans la position représentée pour fournir au coulisseau une position d'accrochage A. Cette came, qui est solidaire d'une roue à dents 96, présente alternativement au crochet un sommet ou un méplat (97) chaque fois que le cliquet 98 solidaire du coulisseau repousse l'une des dents, de sorte que lorsqu'un méplat laisse passer le crochet vers la gauche de la figure, le coulisseau retrouve sa position B. La pièce isolante 85 qui s'appuie sur le coulisseau grâce à l'action du ressort de rappel 99, prend donc alternativement une position de repos R respectivement de travail T, pour

lesquelles le contact mobile de l'interrupteur 8 est alter-

nativement fermé ou ouvert lorsqu'une courte impulsion de

courant a parcouru la bobine.

Une autre manière de produire des déplacements et des main-

tiens en position de la pièce isolante sans nécessiter de

dépense permanente de courant consiste à utiliser un élec-

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* tro-aimant bistable 87 à aimant permanent 88, connu par exemple dans le brevet français No 2 358 006, voit figure

9; dans ce dernier cas, s'il n'est pas nécessaire d'asso-

cier à l'armature 86 d'un tel électro-aimant 87, un ressort de rappel ou un dispositif d'accrochage 90 pour définir la position de repos, il peut par contre être nécessaire d'en utiliser un pour rappeler contre la pièce isolante 84a le

poussoir 85a associé à l'armature, voir la figure 9.

Il est avantageux, lorsque l'appareil disjoncteur est du type polyphasé, d'utiliser une pièce isolante commune telle que 85 pour agir simultanément sur chacun des contacts associés aux différents circuits de phase. Dans ce cas,

des mesures doivent être prises pour que la force communi-

quée à cette pièce par l'armature de l'électro-aimant s'exerce en un point qui procure le meilleur équilibre par rapport à la distribution et à l'orientation des forces résistantes.

Des moyens de guidage longitudinaux appropriés parallèlem-

ent à YY' mais non illustrés, sont également mis en oeuvre pour que les déplacements de la pièce isolante s'opèrent

sans risque de coincement.

Dans tous les cas o il est souhaité de rendre le dispositif disjoncteur 29 autonome, on s'arrange pour que les organes et pièces mobiles associés à l'électro-aimant, ainsi que ce

dernier, soient installés en permanence sur et respective-

ment dans le boitier 71, respectivement 31; grâce à l'exis-

tence d'une liaison par poussoir ou tiroir l'association

avec le boîtier de télécommande se fait sans difficultés.

L'intérêt et les avantages de l'invention ne sont nullement liés de façon limitative à la constitution interne de l'appareil disjoncteur, dans la mesure o celui-ci répond au

fonctionnement qui a été défini dans le préambule.

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Les dispositions prises par exemple à la figure 6a pour provoquer l'extinction des arcs dans une chambre munie d'ailettes 110 ne sont pas davantage limitatives, si l'on considère que des résultats supérieurs peuvent être obtenus en provoquant l'introduction rapide d'un écran isolant entre les contacts fixe et mobile au moment o ceux-ci viennent de s'écarter. Il est également clair que l'appareil disjoncteur, au lieu de comporter un interrupteur à simple coupure, pourrait comporter un pont de contact mobile, ou présenter en série sur chaque circuit de phase deux interrupteurs séparés ayant des fontions distinctes de, disjonction respectivement de

limitation de courant.

Dans une disposition avantageuse visible à la figure 6b et destinée à informer l'utilisateur de l'état dans lequel se

trouvent les circuits de l'appareil, des moyens de signali-

sation 100 seront disposés de façon visible sur la face avant 101 de l'enveloppe pour retransmettre par voie optique ou mécanique une indication de la position effective de la pièce isolante ou respectivement de celle du levier de contact mobile; les circuits 9 peuvent être, en effet, ouverts par l'électro-aimant 20 alors que la position de l'organe manuel 3 se trouve dans une position correspondant

normalement à un état fermé, ce qui est susceptible d'indui-

re en erreur le personnel de maintenance. Un tel moyen de signalisation optique peut avantageusement faire appel à une diode luminescente placée en série avec la bobine 82 et en parallèle avec des diodes Zener qui stabilisent sa tension, si l'armature de l'électro-aimant est maintenue en position de travail par le passage permanent d'un courant; une transmission de la lumière peut être effectuée à l'aide d'une fibre optique 102 qui est solidaire du corps 70 et dont une extrémité 103 vient en regard de la diode 104, se trouvant dans le bottier amovible 71, lorsque celui-ci lui a

été associé.

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Lorsque l'électro-aimant est du type polarisé, et que par

suite il n'est pas nécessaire de faire circuler en permanen-

ce un courant dans sa bobine pour conserver à l'armature la position de travail que lui a communiquée une certaine impulsions un moyen mécanique lié à cette armature peut provoquer l'apparition d'un volet sur la face avant et pour

cette position.

Lorsque l'électro-aimant est associé à un dispositif d'accrochage tel que 90 le poussoir 85 sera relié à ce moyen

mécanique en raison du fait que l'armature de l'électro-

aimant associé retrouve dans ce cas la même position de repos après le passage de chaque impulsion, alors que la position du poussoir est représentative de celle du levier

mobile.

Dans les différents modes de réalisation qui viennent d'être décrits, les forces de répulsion apparaissent entre un conducteur fixe 15 qui supporte le contact fixe 16 et un conducteur pivotant 73 qui supporte le contact mobile 7 d'un interrupteur à répulsion 8. L'effet limiteur d'un tel

interrupteur peut être amélioré grace aux dispositions ci-

après. La réalisation d'un interrupteur à répulsion amélioré 8', dont la figure lb donne schématiquement le principe, est réprésentée plus en détail à la figure 8 o l'on observe que le contact fixe 16 des interrupteurs précédents est devenu un contact escamotable ou pseudo-fixe 16a; le conducteur ou levier 26 qui le supporte est pivoté dans le corps grace à un pivot 26a et est appliqué par un ressort 28 vers le contact mobile 7. Une paroi isolante 27a du corps représente la butée 27 contre laquelle s'applique le levier sous l'effet du ressort 28 lorsque l'interrupteur 8' est ouvert

et opère un isolement efficace avec le levier 73 pour empê-

cher des réamorçages d'arc lors de l'ouverture de l'inter-

rupteur. Une tresse ou autre conducteur souple 112 relie

électriquement ce levier 26 au circuit 9 de l'interrupteur.

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Comme dans ce dernier cas, les courses angulaires qui sont

effectuées en sens inverses par les leviers 73 et 26 s'addi-

tionnent pour provoquer le phénomène de limitation, cette

dernière est plus efficace.

Compte tenu de cette addition le rapport K qui a été men-

tionné antérieurement peut s'appliquer ici à l'élasticité

globale apparente.

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Claims (16)

Revendications de brevet

1. Appareil disjoncteur, en particulier polyphasé, comportant un mécanisme à déclenchement brusque commun qui peut être armé et désarmé à l'aide d'un organe de commande manuelle locale, une multiplicité de circuits de puissance comprenant chacun entre deux bornes un interrupteur qui est placé dans une chambre d'extinction d'arc et dont le contact mobile est relié au mécanisme de façon à être fermé ou ouvert par celui- ci, des détecteurs qui réagissent à des surintensités de différentes natures dans ces circuits en provoquant le déclenchement de ce mécanisme, et par suite,

l'ouverture automatique des interrupteurs, et un électro-

aimant qui est associé à l'appareil pour provoquer une

ouverture télécommandée des contacts mobiles des interrup-

teurs n'entraînant pas le déclenchement de ce mécanisme, caractérisé en ce que le contact mobile (7) et le contact fixe (16) comportent des supports conducteurs (73, 15) qui sont placés parallèlement en regard l'un de l'autre de telle façon, et qui sont appliqués l'un vers l'autre par au moins un organe élastique de pression de contact (17) dont l'élasticité est choisie de façon telle qu'un déplacement relatif automatique important d'au moins le support de contact mobile sous l'effet des forces électro-dynamiques

apparaissant lors de la circulation de courants de court-

circuit, provoque la limitation de ces derniers, et qu'un déplacement commandé égal à une fraction (K) du déplacement automatique soit opéré par l'électro-aimant de télécommande

(20) lors de son changement d'état.

2. Appareil disjoncteur télécommandé selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que le déplacement commandé est opéré au moyen d'un accouplement unidirectionnel (21) se trouvant entre l'armature (19) de l'électro-aimant (20) et ce support (73), et établissant, d'une part, un isolement électrique entre eux et, d'autrepart, un isolement mécanique en sens

inverse du déplacement.

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3. Appareil disjoncteur télécommandé selon la reven-

dication 2, caractérisé en-ce que le support de contact mobile (73) est un levier pivotant présentant un prolongement (22) qui est placé au voisinage d'un poussoir (85, 21a), respectivement un tiroir (21b), actionnés par l'électro-aimant (20), sans

être liés à celui-ci.

4. Appareil disjoncteur télécommandé selon la reven-

dication 3,

caractérisé en ce que le prolongement (22) n'est pas traver-

sé par le courant électrique circulant dans l'interrupteur (8).

5. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 1 à 4, caractérisé en ce que le support de contact fixe (16a) comprend un levier pivotant (26) qui est maintenu dans une position de repos par la force de rappel élastique d'un ressort (28) et par une butée (27) lorsque l'interrupteur (8') n'est pas traversé par des courants de court-circuit, et qui peut s'écarter de cette position sous l'effet des forces de répulsion apparaissant entre les deux supports

(26, 73).

6. Appareil disjoncteur télécommandé et polyphasé

selon l'une des revendications 2 à 5,

caractérisé en ce qu'un poussoir (85) respectivement (43b) est associé à chaque support de contact mobile (73, 22), ces poussoirs étant déplacés de façon simultanée par une pièce commune (84) respectivement (43) reliée à l'armature (19) de

l'électro-aimant (20) respectivement (20c).

7. Appareil disjoncteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le poussoir (85) et l'armature (19) de l'électro-aimant (20) se déplacent parallèlement à une base de fixation (37a) de l'appareil, cet électroaimant étant

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disposé de façon équilibrée entre cette base et une région

(29) contenant l'interrupteur (8).

8. Appareil disjoncteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les poussoirs (43b) sont actionnés par une pièce commune rotative (43) dont l'axe de pivotement (ZZ') est parallèle à la base de fixation (40) de l'appareil

et à l'axe de pivotement (YY') des leviers de contact mobi-

les.

9. Appareil disjoncteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce commune rotative (43) est reliée par une extrémité (43d) à l'armature (19c) d'un électro-aimant (20c) placé latéralement par rapport aux

interrupteurs (8r, 8s, 8t).

10. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 1 à 9, caractérisé en ce que l'électro-aimant (20) est rappelé en

position de repos par un ressort (81).

11. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 1 à 9, caractérisé en ce que l'électro-aimant (87) est polarisé par

au moins un aimant permanent (88) et est maintenu en posi-

tion de travail par le flux de cet aimant.

12. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 1 à 9, caractérisé en ce qu'un dispositif d'accrochage mécanique (90) est associé aux poussoirs, respectivement tiroirs d'interrupteurs, ce dispositif prenant alternativement des positions de repos et de travail qu'il communique au levier de contact mobile chaque fois que l'électro-aimant (20)

change d'état.

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13. Appareil disjoncteur selon la revendication 1 à 12, caractérisé en ce que l'électro-aimant de télécommande (20, 87) est disposé dans un bottier ou semelle amovible (31) respectivement (71) qui est situé entre une platine de

fixation (37) et un corps (33), respectivement (70), conte-

nant les principaux organes nécessaires au fonctionnement du

disjoncteur (29).

14. Appareil disjoncteur selon la revendication 1 à 12, caractérisé en ce que l'électro-aimant de télécommande (20c) est disposé dans un bottier amovible (39) qui est disposé latéralement par rapport à un corps (38) contenant les

principaux organes nécessaires au fonctionnement du dis-

joncteur (29c).

15. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 13 ou 14, caractérisé en ce que des moyens de fermeture (35) obturent la région commune au corps (33) et au bottier amovible (31)

lorsque ce dernier ne lui est pas relié.

16. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 1 à 15, caractérisé en ce que des moyens de signalisation (100) visibles du côté de la face frontale (101) de l'appareil donnent à l'opérateur une indication directe ou indirecte de la position de l'armature (19), respectivement de celle de l'accouplement unidirectionnel (21), respectivement de

l'état de la bobine (82) de l'électro-aimant (20).