FR2811805A1

FR2811805A1 - Electrical differential protection circuit switch reinforcing isolation mechanism having primary conductors rotating section attached and freeing conductor ends apparatus connection.

Info

Publication number: FR2811805A1
Application number: FR0009214A
Authority: FR
Inventors: Bernard Lebeau; Nadine Serrano
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2002-01-18
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: CN1333543A; CN1227698C; FR2811805B1

Abstract

The electrical protection differential switching mechanism has an isolating container with a mechanism of opening and closing of electrical contacts and a differential switching unit. The apparatus has a separator (12) reinforcing the isolation between the primary conductors (11) and moving in rotation on an electronic card support section (1) with a rotating section (9) freeing the conductor end (11a) connection from the apparatus connection (23).

Description

l 2811805l 2811805

APPAREIL DE PROTECTION ELECTRIQUE DIFFERENTIEL. DIFFERENTIAL ELECTRICAL PROTECTION APPARATUS.

La présente invention concerne un appareil de protection électrique différentiel, comprenant, logé dans un boîtier isolant, un mécanisme d'ouverture et de fermeture d'au moins deux contacts électriques, un dispositif de déclenchement différentiel apte à être actionné par un organe de déclenchement et relié mécaniquement audit mécanisme de manière à provoquer l'ouverture des contacts précités lors de l'apparition d'un défaut d'isolement dans le circuit à protéger, le dispositif de déclenchement différentiel étant monté sur un support de traitement d'informations tel une carte et comprenant un tore traversé par des conducteurs primaires formés par les conducteurs de l'installation électrique à protéger, lesdits conducteurs primaires étant fixés par l'une de leurs extrémités The present invention relates to a differential electrical protection device, comprising, housed in an insulating housing, a mechanism for opening and closing at least two electrical contacts, a differential tripping device capable of being actuated by a tripping member and mechanically connected to said mechanism so as to cause the opening of the aforementioned contacts when an insulation fault occurs in the circuit to be protected, the differential tripping device being mounted on an information processing support such as a card and comprising a toroid crossed by primary conductors formed by the conductors of the electrical installation to be protected, said primary conductors being fixed by one of their ends

à des plages de sortie de l'appareil. to output ranges of the device.

La présente invention a pour but de faciliter l'opération de fixation des conducteurs The present invention aims to facilitate the operation of fixing the conductors

primaires aux plages de sortie des appareils. primary to the output ranges of the devices.

A cet effet, la présente invention a pour objet un appareil de protection électrique du genre précédemment mentionné, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte un séparateur destiné à renforcer l'isolement entre les différents conducteurs primaires précités et étant apte en outre à assurer le guidage en rotation du support d'information sur lequel est monté le tore précité, autour des conducteurs primaires, de manière à libérer l'accès à l'une des extrémités desdits conducteurs primaires afin de permettre l'opération de fixation de ces To this end, the subject of the present invention is an electrical protection device of the kind mentioned above, this device being characterized in that it comprises a separator intended to reinforce the insulation between the various aforementioned primary conductors and being further capable of ensuring the rotational guidance of the information medium on which the aforementioned torus is mounted, around the primary conductors, so as to free access to one of the ends of said primary conductors in order to allow the operation of fixing these

extrémités aux plages de raccordement correspondantes de l'appareil. ends at the corresponding connection areas of the device.

Selon une réalisation particulière de l'invention, le séparateur précité comprend une première partie apte à recevoir pour les séparer sur une partie au moins de leur longueur, les conducteurs primaires s'étendant à l'extérieur du tore et une seconde partie traversant l'orifice du tore, recevant pour les séparer les parties de conducteurs traversant le tore et According to a particular embodiment of the invention, the aforementioned separator comprises a first part capable of receiving in order to separate them over at least part of their length, the primary conductors extending outside the torus and a second part crossing the orifice of the torus, receiving to separate the parts of conductors passing through the torus and

assurant le guidage en rotation précité. providing the aforementioned rotation guidance.

2 28118052 2811805

Selon une caractéristique particulière de l'invention, la seconde partie du séparateur précité traverse successivement l'orifice du tore et un orifice prévu dans la carte situé en regard de According to a particular characteristic of the invention, the second part of the aforementioned separator successively crosses the orifice of the torus and an orifice provided in the card located opposite

l'orifice du tore.the orifice of the torus.

Selon une autre caractéristique, la seconde partie du séparateur coopère avec le boîtier du According to another characteristic, the second part of the separator cooperates with the housing of the

tore pour assurer le guidage précité. torus to provide the aforementioned guidance.

Selon une autre caractéristique, la seconde partie du séparateur comprend au moins une paroi de séparation, la ou lesdits parois comportant au moins un bord longitudinal libre apte à coopérer avec la paroi du boîtier du tore délimitant l'orifice du tore pour assurer le According to another characteristic, the second part of the separator comprises at least one partition wall, the said wall or said walls comprising at least one free longitudinal edge capable of cooperating with the wall of the toroid housing delimiting the orifice of the torus to ensure the

guidage en rotation précité.aforementioned rotation guide.

Selon une réalisation particulière, dans le cas o l'appareil est du type bipolaire, le séparateur comporte une seule paroi de séparation comportant sur l'un de ses bords longitudinaux une partie en forme de portion de cercle apte à coopérer avec la paroi de According to a particular embodiment, in the case where the apparatus is of the bipolar type, the separator comprises a single partition wall comprising on one of its longitudinal edges a portion in the form of a portion of a circle capable of cooperating with the wall of

l'orifice du boîtier du tore.the hole in the toroid housing.

Selon une autre caractéristique, cet appareil comporte un second séparateur apte à compléter l'isolation des conducteurs primaires les uns par rapport aux autres sur leur According to another characteristic, this device comprises a second separator able to complete the insulation of the primary conductors from one another on their

longueur non couverte par le premier séparateur. length not covered by the first separator.

Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la But other advantages and characteristics of the invention will appear better in the

description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre detailed description which follows and refers to the appended drawings given only as a

d'exemple et dans lesquels La figure 1 est une vue en perspective illustrant une carte électronique supportant la chaîne différentielle d'un appareil de protection électrique différentiel conforme à l'invention ainsi que les conducteurs primaires associé audit appareil; La figure 2 est une vue en perspective illustrant un séparateur de conducteurs destiné à être incorporé selon l'invention, à un appareil de protection électrique différentiel; example and in which Figure 1 is a perspective view illustrating an electronic card supporting the differential chain of a differential electrical protection device according to the invention as well as the primary conductors associated with said device; FIG. 2 is a perspective view illustrating a conductor separator intended to be incorporated according to the invention, in a differential electrical protection device;

3 28118053 2811805

Les figures 3 et 4 illustrent en perspective, suivant deux vues opposées, l'ensemble illustré sur la figure I après montage de deux séparateurs dont celui de la figure 2, conformément à l'invention, La figure 5 illustre en perspective la rotation de la carte électronique autour des primaires conformément à l'invention, préalablement à l'opération de soudure des extrémités des conducteurs primaires sur les plages de raccordement; La figure 6 illustre en perspective la remise en place de la carte après l'opération de soudure, La figure 7 illustre en perspective l'opération de mise en socle de l'ensemble précité, et Figures 3 and 4 illustrate in perspective, in two opposite views, the assembly illustrated in Figure I after mounting two separators including that of Figure 2, according to the invention, Figure 5 illustrates in perspective the rotation of the electronic card around the primers according to the invention, prior to the welding operation of the ends of the primary conductors on the connection pads; FIG. 6 illustrates in perspective the replacement of the card after the welding operation, FIG. 7 illustrates in perspective the operation of placing the above-mentioned assembly in the base, and

La figure 8 illustre en perspective l'opération de capotage de l'ensemble. FIG. 8 illustrates in perspective the operation of turning over the assembly.

Sur la figure 1, on voit une carte électronique I supportant le dispositif de déclenchement différentiel 2 d'un bloc différentiel électronique D tètrapolaire (fig.8) destiné à être associé à un disjoncteur, ledit disjoncteur étant destiné à être placé sur un réseau électrique de manière à le protéger contre les défauts d'isolement à la terre. Cette carte électronique 1 comporte en outre un circuit électronique de traitement à source d'alimentation auxiliaire et In Figure 1, we see an electronic card I supporting the differential trip device 2 of a four-pole electronic differential block D (fig.8) intended to be associated with a circuit breaker, said circuit breaker being intended to be placed on an electrical network so as to protect it against earth fault insulation. This electronic card 1 also comprises an electronic processing circuit with an auxiliary power source and

supporte un mécanisme 3 d'ouverture et de fermeture des contacts du disjoncteur (fig.8). supports a mechanism 3 for opening and closing the contacts of the circuit breaker (fig. 8).

Cet ensemble est logé dans un compartiment 4 du socle 5 du boîtier isolant B du bloc This assembly is housed in a compartment 4 of the base 5 of the insulating housing B of the block

différentiel destiné également à loger les bornes de sortie 6 de l'appareil. differential also intended to accommodate the output terminals 6 of the device.

Sur les figures, on voit que le dispositif de déclenchement différentiel 2 comporte de manière connue en soi, un transformateur totalisateur 7 et un relais électromagnétique de déclenchement 8. Le transformateur totalisateur constitue un détecteur de courant différentiel et est pourvu d'un circuit magnétique en forme de tore 9, ayant un orifice central 10 susceptible d'être traversé par les enroulements primaires 1l 1 constitués par les conducteurs de puissance du réseau basse tension à protéger. Ce tore 9 est fixé sur la carte précitée 1, ladite carte 1 comportant également un orifice 0 situé en regard de l'orifice 10 du tore 9 et destiné également à permettre le passage des conducteurs primaires 11. Un enroulement secondaire (non visible) est bobiné sur le tore 9 et est connecté électriquement In the figures, it can be seen that the differential tripping device 2 comprises, in a manner known per se, a totalizing transformer 7 and an electromagnetic tripping relay 8. The totalizing transformer constitutes a differential current detector and is provided with a magnetic circuit in toroid shape 9, having a central orifice 10 capable of being traversed by the primary windings 11 1 constituted by the power conductors of the low voltage network to be protected. This toroid 9 is fixed to the aforementioned card 1, said card 1 also comprising an orifice 0 situated opposite the orifice 10 of the torus 9 and also intended to allow the passage of the primary conductors 11. A secondary winding (not visible) is wound on toroid 9 and is electrically connected

4 28118054 2811805

à une résistance de mesure du circuit électronique (non représentée) et au relais électromagnétique de déclenchement 8, lequel est formé par un actionneur à bobine to a measurement resistor of the electronic circuit (not shown) and to the electromagnetic trip relay 8, which is formed by a coil actuator

d'émission de courant.current emission.

Les conducteurs primaires 11 sont destinés à être raccordés par l'une de leurs extrémités 1 la respectivement aux plages de raccordement 23 des bornes de raccordement de sortie 6 de l'appareil et par leur extrémité opposée I lb respectivement aux bornes de sortie du The primary conductors 11 are intended to be connected by one of their ends 1 la respectively to the connection pads 23 of the output connection terminals 6 of the device and by their opposite end I lb respectively to the output terminals of the

disjoncteur A juxtaposé (non représenté). circuit breaker A side by side (not shown).

Ainsi, en fonctionnement, lors de l'apparition d'un défaut électrique dans les conducteurs primaires, un signal de défaut différentiel s'établit aux bornes des enroulements secondaires. Lorsque ce signal dépasse un seuil prédéterminé, le relais active le mécanisme de déclenchement du disjoncteur de manière à assurer le déverrouillage de la serrure de Thus, in operation, when an electrical fault occurs in the primary conductors, a differential fault signal is established at the terminals of the secondary windings. When this signal exceeds a predetermined threshold, the relay activates the tripping mechanism of the circuit breaker so as to ensure the unlocking of the lock.

l'appareil et l'ouverture des contacts. the device and opening the contacts.

Sur la figure 2, on voit un élément dit séparateur 12 de câbles, destiné à recevoir les conducteurs primaires pour les séparer et à assurer ainsi une isolation renforcée desdits conducteurs 11 les uns par rapport aux autres. Ce séparateur 12 comprend une première partie 13 extérieure au tore 9, destinée à recevoir les conducteurs primaires 11 sortant du tore 9, sur une partie de leur longueur, et une seconde partie 14, s'étendant sensiblement perpendiculairement à la première partie 13 et destinée à traverser le tore 9 afin de recevoir la partie des conducteurs traversant le tore 9. Cette première partie 13 comprend une plaque 15 comportant des parois de séparation 16 s'étendant perpendiculairement à ladite plaque et entre lesquelles sont placés les conducteurs primaires 11. Cette seconde partie 14 comporte quatre parois de séparation 17 s'étendant perpendiculairement les unes par rapport aux autres et reliées mutuellement par un bord commun b. La largeur 1 des parois est telle que les bords longitudinaux libres 17a des parois 17 coopèrent avec la paroi intérieure du tore 9 délimitant l'orifice central 10 dudit tore 9 de manière à assurer le guidage en rotation du tore 9 et de la carte 1 autour de ladite portion 14 et donc autour des conducteurs primaires 11. Sur cette figure, on voit également que la plaque 15 de la première partie 13 comporte également deux bras 19,20 s'étendant perpendiculairement à ladite plaque 15 et à l'extrémité desquels sont prévus des moyens d'encliquetage 27 aptes à coopérer avec le boîtier du tore 9 pour réaliser la fixation dudit séparateur 12 sur ledit In FIG. 2, we see a so-called cable separator element 12, intended to receive the primary conductors in order to separate them and thus to provide reinforced insulation of said conductors 11 with respect to each other. This separator 12 comprises a first part 13 external to the torus 9, intended to receive the primary conductors 11 leaving the torus 9, over part of their length, and a second part 14, extending substantially perpendicular to the first part 13 and intended to cross the torus 9 in order to receive the part of the conductors passing through the torus 9. This first part 13 comprises a plate 15 comprising dividing walls 16 extending perpendicular to said plate and between which the primary conductors 11 are placed. This second part 14 comprises four partition walls 17 extending perpendicularly to each other and connected to each other by a common edge b. The width 1 of the walls is such that the free longitudinal edges 17a of the walls 17 cooperate with the inner wall of the torus 9 delimiting the central orifice 10 of said torus 9 so as to guide the rotation of the torus 9 and of the card 1 around of said portion 14 and therefore around the primary conductors 11. In this figure, it can also be seen that the plate 15 of the first part 13 also comprises two arms 19, 20 extending perpendicular to said plate 15 and at the end of which are provided snap-fastening means 27 able to cooperate with the housing of the torus 9 to achieve the fixing of said separator 12 on said

boîtier 9.housing 9.

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Sur les figures 3 et 4, le séparateur 12 est mis en place sur les conducteurs primaires 11 ainsi qu'un second séparateur 21 destiné à recevoir les parties d'extrémité 22 pliés à 90 des conducteurs primaires 11, lesquelles sont destinées à être reliés électriquement à In FIGS. 3 and 4, the separator 12 is placed on the primary conductors 11 as well as a second separator 21 intended to receive the end portions 22 bent at 90 from the primary conductors 11, which are intended to be electrically connected at

d'autres appareils électriques.other electrical devices.

Sur les figures 3, 4 et 6, on voit que la présence de la carte électronique 1 empêche l'accès aux extrémités 1 la des conducteurs primaires 11 par le haut. Ainsi, lors de l'opération de soudure des conducteurs 11 sur les plages de raccordement 23, la carte 1 ainsi que le tore 9 peuvent grâce à l'invention pivoter dans le sens horaire autour des bords libres 17a des parois de séparation 17 du séparateur 12 et donc autour des primaires 11 (figure 5) de manière à permettre l'accès à ces plages 23. Après l'opération de soudure, la carte 1 (fig.6) In FIGS. 3, 4 and 6, it can be seen that the presence of the electronic card 1 prevents access to the ends 1a of the primary conductors 11 from above. Thus, during the welding operation of the conductors 11 on the connection pads 23, the card 1 as well as the torus 9 can thanks to the invention pivot in a clockwise direction around the free edges 17a of the separation walls 17 of the separator 12 and therefore around the primaries 11 (FIG. 5) so as to allow access to these areas 23. After the welding operation, the card 1 (FIG. 6)

est remise en place par rotation autour des primaires 1 I dans le sens opposé au précédent. is replaced by rotation around the primary 1 I in the opposite direction to the previous one.

Sur la figure 7, on voit qu'après l'opération de soudure des conducteurs primaires 11, l'ensemble constitué par la carte 1 et les différents éléments fixés sur la carte 1, ainsi que les conducteurs primaires 11 et les séparateurs 12,21 sont introduits dans un compartiment 24 du socle 25 de l'appareil. Puis, un capot 26 est placé au-dessus de l'ouverture du In FIG. 7, it can be seen that after the soldering operation of the primary conductors 11, the assembly constituted by the card 1 and the various elements fixed on the card 1, as well as the primary conductors 11 and the separators 12, 21 are introduced into a compartment 24 of the base 25 of the device. Then, a cover 26 is placed above the opening of the

compartiment 24 de l'appareil tel qu'illustré sur la figure 8. compartment 24 of the apparatus as illustrated in FIG. 8.

On a donc réalisé grâce à l'invention un appareil électrique différentiel dans lequel l'isolement des conducteurs est renforcé par l'intermédiaire des séparateurs aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur du tore, le premier séparateur coopérant avec le boîtier du tore pour autoriser la rotation de la carte autour des primaires afin de faciliter l'opération de Thanks to the invention, a differential electrical device has therefore been produced in which the insulation of the conductors is reinforced by means of the separators both outside and inside the torus, the first separator cooperating with the housing. torus to allow the rotation of the card around the primaries to facilitate the operation of

soudage des conducteurs primaires aux plages de raccordement des appareils. welding of the primary conductors to the connection pads of the devices.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits et illustrés qui Of course, the invention is not limited to the embodiments described and illustrated which

n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. have been given by way of example only.

Ainsi, l'invention s'applique aux appareils de protection électriques différentiels en général, sous la forme par exemple d'un bloc différentiel associé à un disjoncteur ou d'un Thus, the invention applies to differential electrical protection devices in general, in the form for example of a differential block associated with a circuit breaker or a

interrupteur ou un disjoncteur comportant la fonction différentielle intégrée. switch or circuit breaker with integrated differential function.

L'invention s'applique à ces appareils quelque soit le nombre de pôles (bipolaires, The invention applies to these devices whatever the number of poles (bipolar,

tètrapolaires etc).four-pole etc).

6; 28118056; 2811805

Lorsque l'appareil est du type bipolaire, le séparateur pourra comporter une seule paroi de séparation comportant sur l'un de ses bords longitudinaux une partie en forme de portion When the device is of the bipolar type, the separator may comprise a single partition wall comprising on one of its longitudinal edges a portion in the form of a portion

de cercle apte à coopérer avec la paroi de l'orifice du boîtier du tore. of circle capable of cooperating with the wall of the orifice of the toroid housing.

L'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leur The invention includes all the technical equivalents of the means described as well as their

combinaison si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. combination if these are carried out according to his spirit.

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Claims

1. Differential electrical protection apparatus, comprising, housed in an insulating housing, a mechanism for opening and closing at least two electrical contacts, a differential trigger device capable of being actuated by a trigger member and mechanically connected to said mechanism so as to cause the opening of the aforementioned contacts when an insulation fault occurs in the circuit to be protected, the differential tripping device being mounted on an information processing support such as a card and comprising a toroid crossed by primary conductors formed by the conductors of the electrical installation to be protected, said primary conductors being fixed by one of their ends to connection pads of the device, characterized in that it comprises a separator ( 12) intended to reinforce the insulation between the various aforementioned primary conductors (11) and being suitable for o utre to ensure the rotational guidance of the information carrier (1) on which is mounted the aforementioned torus (9), around the primary conductors (11), so as to free access to one of the ends (1 la ) of said primary conductors (11) in order to allow the operation of fixing these ends (11a) to the corresponding connection pads (23) of the device D.

2. A differential electrical protection device according to claim 1, characterized in that the aforementioned separator (12) comprises a first part (13) capable of receiving to separate them, over at least part of their length, the primary conductors (11 ) extending outside the torus (9) and a second part (14) passing through the orifice (10) of the torus (9), receiving to separate them, the parts of conductors (11) passing through

the torus (9) and ensuring the aforementioned guiding in rotation.

3. Differential electrical protection device according to claim 1 or 2, characterized in that the second part (14) of the above-mentioned separator (12) successively passes through the orifice (10) of the torus (9) and an orifice 0 provided in the map (1) located

opposite the orifice (10) of the torus (9).

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4. Differential electrical protection device according to claim 2 or 3, characterized in that the second part (14) of the separator (12) cooperates with the housing

torus (9) to provide the aforementioned guidance.

5. Differential electrical protection device according to any one of

Claims 1 to 4, characterized in that the second part (14) of the separator (12)

extends substantially perpendicular to the first part (13) of the separator (12).

6. Differential electrical protection device according to any one of

previous claims, characterized in that the second part (14) of the separator

(12) comprises at least one partition wall (17), the said wall or said walls comprising at least one free longitudinal edge (17a) capable of cooperating with the wall of the housing of the

toroid delimiting the orifice (10) of the torus (9) to ensure the aforementioned guiding in rotation.

7. Differential electrical protection device according to any one of

Claims 1 to 6, characterized in that it is of the four-pole type and in that the

separator (12) has four partition walls (17) extending perpendicular to each other from a common edge (b) and each having a free edge (17a) capable of cooperating with the delimiting wall

the orifice of the torus (9).

8. Differential electrical protection device according to any one of

Claims 1 to 6, characterized in that it is of the bipolar type and in that it

has a single partition wall (17) comprising on one of its longitudinal free edges a portion in the form of a portion of a circle capable of cooperating with the wall

delimiting the orifice of the torus.

9. Differential electrical protection device according to any one of

previous claims, characterized in that the aforementioned separator (12) comprises

latching means (27) of said separator (12) on the housing of the toroid (9).

9 2811805

10. Differential electrical protection device according to any one of

previous claims, characterized in that it comprises a second separator

(21) able to complete the insulation of the primary conductors (11) relative to each other, over their length not covered by the first separator (12).

11. Differential electrical protection device according to any one of

previous claims, characterized in that the above operation is a

welding operation.

12. Differential electrical protection device according to any one of

previous claims, characterized in that it is a differential unit intended for

be associated with a circuit breaker.