FR2902924A1

FR2902924A1 - Modular electrical device i.e. monoblock modular tetra polar differential circuit breaker, for protecting electrical installation, has differential module and bipolar outage modules connected to each other at final assembling of device

Info

Publication number: FR2902924A1
Application number: FR0605704A
Authority: FR
Inventors: Corre Noel Le; Gilles Longepe; Bernard Lebeau; Jean Yves Amblard
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2007-12-28
Anticipated expiration: 2026-06-26
Also published as: CN101097819B; EA200701145A1; ATE510293T1; EP1873808A1; CN101097819A; BRPI0702930A; FR2902924B1; ES2362440T3; EP1873808B1; EA011174B1; BRPI0702930B1

Abstract

The device has two bipolar outage modules (2, 3) for supporting four upstream terminals to which the outage modules are electrically connected. A differential protection module (1) supports downstream terminals (10-13) to which the differential module is electrically connected. The outage modules and the differential module are connected to each other at final assembling of the device. The downstream terminals are fixed on a support (14) having connecting pads.

Description

1 APPAREIL ELECTRIQUE MODULAIRE ASSURANT AU MOINS DEUX FONCTIONS1 MODULAR ELECTRICAL APPLIANCE ENSURING AT LEAST TWO FUNCTIONS

ELECTRIQUES TEL UN DISJONCTEUR DIFFERENTIEL. ELECTRICS LIKE A DIFFERENTIAL CIRCUIT BREAKER.

La présente invention concerne un appareil électrique modulaire assurant au moins deux fonctions électriques, ledit appareil comportant au moins une borne amont et au moins une borne aval et étant composé d'au moins deux modules, chacun des modules assurant au moins une fonction électrique. The present invention relates to a modular electrical appliance providing at least two electrical functions, said apparatus comprising at least one upstream terminal and at least one downstream terminal and being composed of at least two modules, each of the modules providing at least one electrical function.

On connaît le document FR2777110 décrivant un disjoncteur différentiel modulaire monobloc en quatre modules. Dans ce document, l'assemblage de l'appareil se fait par empilement de tranches de l'appareil, chaque tranche correspondant à un module. Des phases de soudure sont nécessaires à chaque étape et les conducteurs traversent les parois pour passer d'un module à l'autre, d'où une grande complexité industrielle au montage. En outre, le réglage de chaque module est réalisé après l'assemblage final au risque de devoir mettre au rebut l'appareil complet au contrôle final. Document FR2777110 describes a monobloc modular differential circuit breaker in four modules. In this document, the assembly of the device is done by stacking slices of the device, each slice corresponding to a module. Welding phases are required at each stage and the conductors cross the walls to move from one module to another, resulting in a great deal of industrial complexity during assembly. In addition, the adjustment of each module is performed after final assembly at the risk of having to dispose of the complete device to the final control.

On connaît également le brevet WO 03012814 décrivant également un disjoncteur différentiel. Dans cet appareil, le module différentiel est assemblé séparément des pôles de coupure magnétothermiques et est réglé après assemblage aux pôles de coupure, d'où le même risque de devoir mettre au rebut l'appareil complet au contrôle final. En outre, dans cet appareil, le compartiment différentiel est disposé latéralement, d'où il résulte que les échauffements ne peuvent pas être optimisés. Also known is patent WO 03012814 also describing a differential circuit breaker. In this device, the differential module is assembled separately from the magneto-thermal breaking poles and is adjusted after assembly to the breaking poles, hence the same risk of having to dispose of the complete device at the final control. In addition, in this device, the differential compartment is arranged laterally, whereby the heating can not be optimized.

La présente invention résout ces inconvénients et propose un appareil électrique modulaire assurant au moins deux fonctions électriques, dans lequel les différents modules peuvent être montés et réglés séparément sur des lignes de fabrication différentes, d'où un montage simplifié, une fiabilité accrue des produits finis et un coût global lié à la fabrication du produit particulièrement réduit. The present invention solves these disadvantages and proposes a modular electrical appliance providing at least two electrical functions, in which the different modules can be mounted and adjusted separately on different manufacturing lines, hence a simplified assembly, increased reliability of the finished products. and an overall cost related to the manufacture of the particularly reduced product.

La présente invention a pour objet un appareil électrique du genre précédemment mentionné, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'un au moins des modules supporte les bornes amont (ou aval) de l'appareil auxquelles ledit module est relié électriquement, tandis qu'au moins un autre des modules, supporte les bornes aval (ou amont) de l'appareil auxquelles ledit module est relié électriquement, lesdits modules étant reliés électriquement l'un à l'autre au moment de l'assemblage final de l'appareil. The present invention relates to an electrical appliance of the kind mentioned above, this device being characterized in that at least one of the modules supports the upstream (or downstream) terminals of the apparatus to which said module is electrically connected, while at least one of the other modules supports the downstream (or upstream) terminals of the apparatus to which said module is electrically connected, said modules being electrically connected to each other at the time of final assembly of the apparatus.

Selon une réalisation particulière de l'invention, cet appareil comporte au moins un module de coupure électrique et un module de protection différentiel, ledit au moins un module de coupure électrique supportant les bornes amont (ou aval) de l'appareil et ledit module différentiel supportant les bornes aval (ou amont) de l'appareil. According to a particular embodiment of the invention, this apparatus comprises at least one electrical breaking module and a differential protection module, said at least one electrical breaking module supporting the upstream (or downstream) terminals of the apparatus and said differential module supporting the downstream (or upstream) terminals of the device.

Selon une caractéristique particulière de l'invention, le module différentiel comporte un support sur lequel les bornes aval (ou respectivement amont) sont destinées à être fixées, ledit support comportant des plages de contact, dites premières, destinées à être reliées électriquement respectivement d'une part auxdites bornes et d'autre part, à l'une des extrémités des conducteurs primaires. According to a particular characteristic of the invention, the differential module comprises a support on which the downstream (or respectively upstream) terminals are intended to be fixed, said support having contact pads, said first, intended to be electrically connected respectively to a part at said terminals and secondly at one end of the primary conductors.

Selon une autre caractéristique, le support comporte des plages de contact dites secondes destinées à être reliées électriquement d'une part à l'autre extrémité des conducteurs primaires et d'autre part, aux plages de contact des appareils de coupure. According to another characteristic, the support comprises so-called second contact pads intended to be electrically connected on the one hand to the other end of the primary conductors and on the other hand to the contact pads of the switching devices.

Selon une autre caractéristique, les appareils de coupure comportent d'une part, des évidements destinés à recevoir le support équipé des bornes avals (amont) et d'autre part, des éléments de contact s'étendant à l'intérieur desdits évidements en saillie d'une face latérale dudit appareil de coupure sensiblement perpendiculairement à cette dernière. According to another characteristic, the cut-off devices comprise, on the one hand, recesses intended to receive the support equipped with the downstream terminals (upstream) and, on the other hand, contact elements extending inside said projecting recesses. a side face of said cutting apparatus substantially perpendicular to the latter.

Avantageusement, le nombre de modules de coupure est de deux, lesdits modules étant disposés de part et d'autre du module différentiel. Advantageously, the number of cutoff modules is two, said modules being arranged on either side of the differential module.

Selon une autre caractéristique particulière, les plages de contact du support, dites premières plages, sont reliées électriquement aux conducteurs primaires du tore par soudure. 3 Selon une autre caractéristique, les plages de contact dites secondes du support sont reliées électriquement aux plages de contact des pôles de coupure et aux conducteurs primaires par soudure. According to another particular characteristic, the contact pads of the support, said first pads, are electrically connected to the primary conductors of the torus by welding. According to another characteristic, the so-called second contact pads of the support are electrically connected to the contact pads of the breaking poles and to the primary conductors by welding.

Selon une autre caractéristique, le module différentiel comportant un mécanisme, un relais, un tore, et des conducteurs primaires, le mécanisme et le relais sont fixés sur l'ensemble constitué du tore et des conducteurs. According to another characteristic, the differential module comprising a mechanism, a relay, a toroid, and primary conductors, the mechanism and the relay are fixed on the assembly consisting of torus and conductors.

Selon une caractéristique particulière, l'appareil est un disjoncteur différentiel. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés dans lesquels : According to a particular characteristic, the apparatus is a differential circuit breaker. But other advantages and features of the invention will become more apparent in the detailed description which follows and refers to the appended drawings in which:

- La figure 1 est une vue en perspective d'un disjoncteur différentiel multipolaire suivant 15 l'invention, -Les figures 2 à 8 illustrent les différentes étapes de montage de l'appareil -La figure 2 est une vue en perspective éclatée illustrant l'assemblage des modules, -La figure 3 est une vue en perspective du support de bornes, - La figure 4 est une vue perspective du même support, et de l'ensemble constitué par le 20 tore et les conducteurs primaires préalablement à la fixation desdits conducteurs sur le support, -La figure 5 est une vue identique à la précédente après fixation des conducteurs primaires sur le tore, et - Les figures 6,7 et 8 sont des vues partielles en perspective, illustrant respectivement la 25 soudure des plages de contact des modules de coupures aux plages de contact du support, la mise en place des bornes aval, et la mise en place d'un capot. FIG. 1 is a perspective view of a multipolar differential circuit breaker according to the invention; FIGS. 2 to 8 illustrate the different mounting steps of the device; FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the assembly of the modules, FIG. 3 is a perspective view of the terminal support, FIG. 4 is a perspective view of the same support, and of the assembly constituted by the toroid and the primary conductors prior to the fixing of said conductors. 5 is a view identical to the previous one after fixing the primary conductors to the torus, and FIGS. 6, 7 and 8 are partial perspective views, respectively illustrating the welding of the contact pads of the cut-off modules to the contact pads of the support, the installation of the downstream terminals, and the installation of a cover.

Sur la figure 1 a été représenté un disjoncteur différentiel tétrapolaire modulaire monobloc D selon l'invention, destiné à être monté sur un rail de montage pour assurer la protection 30 d'une installation électrique. Cet appareil est logé dans un boîtier de forme sensiblement parallélépipédique et comporte un module différentiel 1 et deux modules de coupure bipolaires 2,3, à savoir un module de10 4 coupure 2 situé d'un côté du module différentiel 1 et un module de coupure 3 situé de l'autre côté du module différentiel 1. Cet appareil D présente quatre bornes amont 4,5,6,7 sur l'une 8 dite supérieure, de ses faces latérales 8,9 et quatre bornes aval 10 à 13 sur sa face latérale opposée 9, dite inférieure, lesdites bornes permettant de raccorder l'appareil à un dispositif d'alimentation ou à d'autres appareils. Comme ceci est particulièrement représenté sur la figure 2, le module différentiel 1 supporte les bornes avals 10 à 13 de l'appareil D par l'intermédiaire d'un support 14 sur lequel sont fixées lesdites bornes 10 à 13, lesquelles sont destinées à être reliées aux conducteurs primaires 15 à 18 (fig.4,5) du module différentiel 1 par l'intermédiaire de plages de contact 19 à 22, dites premières, du support 14, comme ceci sera expliqué ultérieurement. Le mécanisme 23 et le relais 24 du module différentiel 1 sont fixés sur l'ensemble constitué par le tore 25 et les conducteurs primaires 15 à 18. Les pôles de coupure 34 à 37 comportent, sur leur face inférieure 26 à 29 d'une part, des évidements 52 destinés à recevoir le support 14 et les bornes aval 10 à 13 et d'autre part, des plages ou éléments de contact 30 à 33 s'étendant en saillie des faces latérales inférieures 26 à 29 des pôles de coupure 34 à 37, sensiblement perpendiculairement à ces dernières, et destinées à relier électriquement les pôles de coupure 34 à 37 des modules 2,3 aux conducteurs primaires 15 à 18 du module différentiel 1. A cet effet, le support comporte des plages de contact dites secondes 38 à 41, lesquelles sont reliées avantageusement par soudure d'une part auxdits éléments 30 à 33 et d'autre part, aux conducteurs primaires 15 à 18 du tore 25 comme ceci sera expliqué ultérieurement. Le montage de l'appareil va être décrit dans ce qui suit en référence aux figures 2 à 8. Tout d'abord, les deux modules disjoncteurs bipolaires 2,3 sont assemblés, fermés, réglés et contrôlés séparément. Le montage est simplifié car il y a moins de pièces à empiler par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. Il n'y a pas de conducteurs à faire cheminer en dehors ou dans les pôles de coupure. Après le contrôle, seul un module de coupure bipolaire sera rebuté s'il est défectueux, au lieu de l'appareil complet comme ceci est le cas dans l'art antérieur, L'atelier de montage peut être géographiquement indépendant de celui du module différentiel. FIG. 1 shows a one-piece modular four-pole differential circuit breaker D according to the invention, intended to be mounted on a mounting rail for the protection of an electrical installation. This device is housed in a substantially parallelepiped shaped housing and comprises a differential module 1 and two bipolar cutoff modules 2,3, namely a cutoff module 2 located on one side of the differential module 1 and a cutoff module 3 located on the other side of the differential module 1. This apparatus D has four upstream terminals 4,5,6,7 on one of said 8 upper, side faces 8,9 and four downstream terminals 10 to 13 on its face opposite side 9, said lower, said terminals for connecting the device to a feeder or other devices. As this is particularly shown in FIG. 2, the differential module 1 supports the downstream terminals 10 to 13 of the apparatus D via a support 14 on which said terminals 10 to 13 are fixed, which are intended to be connected to the primary conductors 15 to 18 (Fig.4, 5) of the differential module 1 via contact pads 19 to 22, so-called first, of the support 14, as will be explained later. The mechanism 23 and the relay 24 of the differential module 1 are fixed on the assembly constituted by the core 25 and the primary conductors 15 to 18. The breaking poles 34 to 37 comprise, on their lower face 26 to 29 on the one hand , recesses 52 for receiving the support 14 and the downstream terminals 10 to 13 and secondly, pads or contact elements 30 to 33 projecting from the lower side faces 26 to 29 of the breaking poles 34 to 37, substantially perpendicular to the latter, and intended to electrically connect the breaking poles 34 to 37 of the modules 2.3 to the primary conductors 15 to 18 of the differential module 1. For this purpose, the support comprises so-called second contact pads 38 41, which are advantageously connected by welding on the one hand to said elements 30 to 33 and on the other hand, to the primary conductors 15 to 18 of the core 25 as will be explained later. The mounting of the apparatus will be described in the following with reference to Figures 2 to 8. First, the two bipolar circuit breaker modules 2,3 are assembled, closed, adjusted and controlled separately. Mounting is simplified because there are fewer parts to stack compared to the devices of the prior art. There are no drivers to walk outside or in the poles. After the check, only a bipolar cutoff module will be discarded if it is defective, instead of the complete apparatus as is the case in the prior art. The assembly shop may be geographically independent of that of the differential module. .

Parallèlement, le module différentiel 1 est assemblé, réglé et contrôlé de son côté également. Lors de son montage, les conducteurs primaires 15 à 18 sont fixées par soudure, par l'une de leurs extrémités 42,43 sur les plages de contact dites premières 19 à 22 des bornes avals 10 à 13 supportées par le support 14 (fig.5). De même, l'autre extrémité 46 à 49 des conducteurs primaires 15 à 18 est soudée sur les plages de contact dites secondes 38 à 41 situées à la partie supérieure du support 14 pour la liaison aux pôles de coupure 34 à 37 (fig.5). 5 Le procédé de montage des conducteurs n'est pas gêné par l'empilage des pôles de coupure comme ceci était le cas dans l'art antérieur. De même que pour les pôles de coupure, seul un module différentiel sera rebuté au lieu d'un appareil complet s'il est défectueux et l'atelier de montage peut être géographiquement indépendant de celui des modules de coupure. In parallel, the differential module 1 is assembled, adjusted and controlled on its side as well. During its assembly, the primary conductors 15 to 18 are fixed by welding, by one of their ends 42,43 on the so-called first contact pads 19 to 22 of the downstream terminals 10 to 13 supported by the support 14 (FIG. 5). Similarly, the other end 46 to 49 of the primary conductors 15 to 18 is soldered to the so-called second contact pads 38 to 41 located at the upper part of the support 14 for connection to the breaking poles 34 to 37 (FIG. ). The conductor mounting method is not hindered by the stacking of the breaking poles as was the case in the prior art. As for the cutoff poles, only a differential module will be discarded instead of a complete device if it is faulty and the assembly shop may be geographically independent of that of the cutoff modules.

Puis, les deux modules disjoncteurs 2,3 viennent se fixer de part et d'autre du module différentiel 1 par l'intermédiaire de queues d'aronde 50 (Fig.2). La difficulté pour faire cheminer les conducteurs des pôles de coupure jusqu'aux bornes est supprimée. Puis, les plages ou éléments 30 à 33 sortant de chaque pôle et les plages de contact du support 14 dites secondes 38 à 41, sont soudées deux par deux au moyen d'une soudure électrique ou au laser (fig.6). Cette manipulation est facilitée de par la grande accessibilité de ces plages de contact pour les outillages industriels. En conséquence de quoi, cette opération est plus fiable. Puis, les bornes avals 10 à 13 sont mises en place dans le support 14 du module différentiel (fig.7) et un capot 51 vient couvrir le bornier (fig.8). Then, the two circuit breaker modules 2,3 are fixed on either side of the differential module 1 by means of dovetails 50 (Fig.2). The difficulty of routing the conductors from the poles to the terminals is eliminated. Then, the pads or elements 30 to 33 coming out of each pole and the contact pads of the support 14 say seconds 38 to 41, are welded two by two by means of an electric or laser welding (fig.6). This manipulation is facilitated by the great accessibility of these contact pads for industrial tools. As a result, this operation is more reliable. Then, the downstream terminals 10 to 13 are put in place in the support 14 of the differential module (FIG. 7) and a cover 51 covers the terminal block (FIG.

On a donc réalisé suivant l'invention un appareil électrique multifonction dans lequel les fonctions de l'appareil sont conçues sous forme de modules indépendants lesquels sont assemblés, réglés et contrôlés séparément puis associés. L'association finale de ces différentes fonctions est plus facile qu'avec la méthode par empilement. En effet, les contraintes pour faire cheminer les conducteurs entre les pôles de coupure et le compartiment différentiel sont réduites, d'où il résulte que le montage et le raccordement sont facilités et donc plus fiables. Les rebuts de produits complets induits par le réglage après assemblage sont supprimés. Le réglage conduit au rebut de modules au lieu du rebut du produit complet. Pour y parvenir, l'une ou plusieurs des fonctions en l'occurrence la fonction différentielle, supporte les bornes aval (amont) auxquelles elle est reliée électriquement, tandis qu'une ou plusieurs autres fonctions, en l'occurrence les pôles de coupure, supporte les bornes amont (respectivement aval) auxquelles ils sont reliés électriquement. 6 Il est alors possible grâce à l'invention de réaliser le montage industriel des conducteurs depuis les pôles de coupure jusqu'aux bornes aval (ou amont) après leur avoir fait traverser le tore. Ce qui n'était pas le cas dans les dispositifs de l'art antérieur dans lesquels le montage industriel des appareils était trop contraignant. Thus, according to the invention, a multifunctional electrical apparatus has been realized in which the functions of the apparatus are designed as independent modules which are assembled, adjusted and controlled separately and then associated. The final association of these different functions is easier than with the stacking method. Indeed, the constraints for routing the conductors between the breaking poles and the differential compartment are reduced, which means that the assembly and connection are facilitated and therefore more reliable. The complete product rejects induced by the adjustment after assembly are deleted. The setting leads to discarding modules instead of discarding the complete product. To achieve this, one or more of the functions in this case the differential function, supports the downstream terminals (upstream) to which it is electrically connected, while one or more other functions, in this case the breaking poles, supports the upstream (respectively downstream) terminals to which they are electrically connected. It is then possible thanks to the invention to realize the industrial assembly of the conductors from the breaking poles to the downstream (or upstream) terminals after passing through the torus. This was not the case in the devices of the prior art in which the industrial assembly of the devices was too restrictive.

L'invention s'applique à tout appareil électrique modulaire comportant plusieurs fonctions en série ou en parallèle, lesdites fonctions nécessitant des contrôles et des réglages. L'invention permet de réduire les coûts dus aux rebuts d'appareils complets, de réduire les coûts industriels de montage et d'association des modules, par une plus grande simplicité de montage et d'association et une plus grande accessibilité des pièces à raccorder. Elle permet également de réduire les coûts dus à un défaut de qualité au montage et lors de l'association, grâce à une augmentation de la fiabilité du produit fini. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi par exemple que le module différentiel pourrait supporter les bornes amont et non les bornes aval et les appareils de coupure les bornes aval et non les bornes amont. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit.20 The invention applies to any modular electrical apparatus having several functions in series or in parallel, said functions requiring controls and adjustments. The invention makes it possible to reduce the costs due to scrap of complete apparatus, to reduce the industrial costs of assembly and of association of the modules, by a greater simplicity of assembly and of association and a greater accessibility of the parts to be connected. . It also makes it possible to reduce the costs due to a quality defect in the assembly and during the association, by increasing the reliability of the finished product. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and illustrated which have been given by way of example. Thus, for example, the differential module could support the upstream terminals and not the downstream terminals and the cutoff devices the downstream terminals and not the upstream terminals. On the contrary, the invention comprises all the technical equivalents of the means described and their combinations if they are carried out according to its spirit.

Claims

Modular electrical device providing at least two electrical functions, said apparatus comprising at least one upstream terminal and at least one downstream terminal and being composed of at least two modules, each of the modules providing at least one electrical function, characterized in that at least one of the modules (1, 2, 3) supports the upstream (4 to 7) terminals (or downstream) of the device to which said module (1, 2, 3) is electrically connected, whereas least one of the modules (1,2,3), supports the downstream terminals (10 to 13) (or upstream) of the device to which said module is electrically connected, said modules (1,2,3) being electrically connected to the to each other at the time of final assembly of the apparatus.

2. Electrical device according to claim 1, characterized in that it comprises at least one electrical breaking module (2,3) and a differential protection module (1), said at least one electric breaking module (2,3). ) supporting the upstream terminals (4 to 7) (or downstream) of the device and said differential module (1) supporting the downstream terminals (10 to 13) (or upstream) of the device.

Electrical device according to claim 1 or 2, characterized in that the differential module (1) comprises a support (14) on which the downstream terminals (10 to 13) (respectively upstream) are intended to be fixed, said support ( 14) having contact pads (19 to 22), said first, intended to be electrically connected respectively to said downstream terminals (10 to 13) and to one end (42,43). ) primary conductors (15 to 18) of said differential module (1).

4. Electrical device according to claim 3, characterized in that the support (14) has contact pads (38 to 41) called seconds, intended to be electrically connected to the other end (46 to 49) of the primary conductors ( 15 to 18) of the differential module (1) and on the other hand, to the contact pads (30 to 33) of the breaking devices (2, 3). 7

Electrical device according to claim 3 or 4, characterized in that the switching devices (2, 3) comprise on the one hand, recesses (52) for receiving the support (14) equipped with the downstream terminals (10 to 13) (or upstream) and on the other hand, contact elements (30 to 33) extending inside said recesses (52), projecting from the side faces (26 to 29) of said breaking devices (2 , 3), substantially perpendicular to the latter.

6. Switching device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the number of switching modules (2, 3) is two, said modules being arranged on either side of the differential module (1). ).

7. Switching device according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the contact pads (19 to 22) of the support (14), said first, are electrically connected to the primary conductors (15 to 18) of the torus (25) by welding. 15

8. Switching device according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the so-called second contact pads (38 to 41) of the support (14) are electrically connected to the contact pads (30 to 33) of the modules. cutoff (2,3) and to the primary conductors (15 to 18) via a weld. 20

Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the differential module (1) comprises a mechanism (23), a relay (24), a toroid (25), and primary conductors (15 to 18). ), the mechanism and the relay are fixed on the assembly formed by the torus and the conductors. 25

10. Electrical breaking device according to any one of the preceding claims, characterized in that it is a differential circuit breaker.