FR2980908A1

FR2980908A1 - Dispositif de coupure a ecran de coupure d'arc

Info

Publication number: FR2980908A1
Application number: FR1102978A
Authority: FR
Inventors: Yves Belin
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-05
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: FR2980908B1

Abstract

Dispositif de coupure à écran de coupure d'arc comportant au moins un contact fixe (12) coopérant avec un contact mobile (11) porté par un bras porte contact (14), un dispositif d'actionnement (10) du contact mobile (11) se déplaçant entre une position de fermeture et une position d'ouverture desdits contacts. Un écran mobile (13) de coupure d'arc est commandé en déplacement pour occuper une position de repos lorsque les contacts (11, 12) sont dans la position de fermeture et une position de laminage lorsque les contacts (11, 12) sont dans la position d'ouverture. L'écran mobile (13) comporte des moyens de blocage destinée à coopérer directement le bras porte contact (14) dans la position de fermeture du contact mobile (11), le déplacement dudit contact vers la position d'ouverture libérant les moyens de blocage et autorisant le déplacement dudit écran de sa position de repos vers sa position de laminage.

Description

DISPOSITIF DE COUPURE A ECRAN DE COUPURE D'ARC DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention est relative à un dispositif de coupure à écran de coupure d'arc permettant une coupure du courant suite à un déclenchement automatique en cas 5 de surintensité de court-circuit ou à une ouverture par commande manuelle. Ledit dispositif comporte dans un boîtier au moins un contact fixe coopérant avec un contact mobile porté par un bras porte contact, un dispositif d'actionnement du contact mobile se déplaçant entre une position de fermeture et une position d'ouverture desdits contacts. Un écran mobile de coupure d'arc est commandé en 10 déplacement pour occuper une position de repos lorsque les contacts sont dans la position de fermeture et une position de laminage lorsque les contacts sont dans la position d'ouverture. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Comme décrit dans le brevet FR2577712, l'utilisation d'un écran mobile de 15 coupure d'arc dans un appareil électrique interrupteur de protection unipolaire ou multipolaire est connue. Ce type d'appareil permet de manière traditionnelle une coupure du courant suite à un déclenchement automatique en cas de surintensité de court-circuit ou à une ouverture par commande manuelle. L'utilisation d'un tel écran permet ainsi de laminer l'arc électrique entre les 20 contacts et permet de couper ainsi le courant électrique de court-circuit. En effet, la coupure par écran permet de générer des tensions d'arc importantes quelque soit l'amplitude du courant à couper. A titre d'exemple, la tension d'arc générée peut être supérieure à 500V par pôle. Ce dispositif de coupure est particulièrement destiné à la coupure de courant 25 continu notamment dans les installations de production électrique de type photovoltaïques. En outre, ledit appareil comporte dans un boîtier : - au moins un contact fixe et un contact mobile, - un bras mobile portant le contact mobile et sollicité élastiquement dans le sens de la fermeture des contacts, - un dispositif de déclenchement comprenant un organe déclencheur et une serrure, et présentant un seuil de fonctionnement sur une surintensité de court-circuit à partir duquel la serrure est actionnée par l'organe déclencheur et coopère avec le bras porte-contact pour entraîner un déplacement de ce dernier dans le sens de l'ouverture des contacts. L'écran mobile de coupure occupe une position de repos vers laquelle il est 10 rappelé par un ressort et étant entraîné par le dispositif de déclenchement en réponse à une surintensité de court-circuit pour s'interposer entre les contacts. L'appareil électrique interrupteur de protection comprend aussi un organe de commande manuelle relié à un mécanisme de commande coopérant avec le bras porte-contact pour entraîner par manoeuvre de l'organe de commande un 15 déplacement du bras dans le sens de l'ouverture des contacts. Ce type d'appareil peut être destiné à isoler électriquement et à protéger contre les courts-circuits un ensemble départ-moteur (contacteur, relais thermique). On sait par ailleurs qu'il peut être demandé à un même interrupteur de protection assurant une coupure à la suite d'un déclenchement automatique sur 20 court-circuit, de pouvoir également couper des courants de surcharge, fixés par les normes, en réponse à l'actionnement d'un organe de commande manuelle. Or, jusqu'à présent, dans la technique de coupure par écran, notamment dans les appareils de disjonction du type décrit dans le brevet déjà cité, l'écran de coupure d'arc n'est sollicité qu'à partir du seuil de déclenchement sur court-circuit de 25 l'organe de déclenchement automatique et ne participe donc qu'à la coupure en cas de court-circuit. Pour remédier à cet inconvénient, l'appareil interrupteur décrit dans la demande EP0310468 permet de solliciter le même écran de coupure d'arc aussi bien lors d'un déclenchement automatique aux fortes surintensités, c'est-à-dire pour des courants de court-circuit, que lors d'une ouverture par commande manuelle aux basses intensités, c'est-à-dire pour des courants de surcharge, voire même à des intensités inférieures ou égales aux intensités nominales. Les mécanismes de commande de l'écran connus présentent l'inconvénient d'être relativement complexes. En effet, ils comportent généralement des moyens spécifiques pour un actionnement manuel dudit écran et d'autres moyens aptes à agir sur l'écran en cas de défaut de court-circuit. En outre, les mécanismes connus présentent parfois des moyens de rappel de l'écran dans une position de fonctionnement.

EXPOSE DE L'INVENTION L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un dispositif de coupure à écran de coupure d'arc ayant un fonctionnement optimisé.L'écran mobile de coupure dudispositif de coupure selon l'invention comporte des moyens de blocage destinée à coopérer directement le bras porte contact dans la position de fermeture du contact mobile, le déplacement du contact mobile vers la position d'ouverture libérant les moyens de blocage de écran mobile de coupure et autorisant le déplacement dudit écran de sa position de repos vers sa position de laminage. Selon un mode de développement, le dispositif de coupure comporte des 20 moyens de réarmement de l'écran mobile de coupure, lesdits moyens de réarmement actionnés concomitamment avec le dispositif d'actionnement étant aptes à déplacer ledit écran de la position de laminage à la position de repos. De préférence, les moyens de réarmement comportent un cliquet de réarmement fixé sur l'écran rotatif par un dispositif anti-retour autorisant une 25 rotation libre du cliquet de réarmement par rapport audit écran dans un premier sens de rotation et une rotation solidaire dudit écran dans un second sens de rotation. De préférence, les moyens de réarmement comporte une platine de réarmement apte à déplacer le cliquet de réarmement dans le second sens de rotation pour entrainer l'écran rotatif de la position de laminage vers la position de repos. De préférence, la platine de réarmement est solidaire du bras porte contact, le dispositif d'actionnement entrainant simultanément le bras porte contact et la dite platine pendant la phase de fermeture du contact mobile. Avantageusement, le cliquet de réarmement comporte une première surface de contact apte à rester en contact avec la platine de réarmement au cours du déplacement de ladite platine pendant la phase de fermeture du contact mobile par le dispositif d'actionnement. Avantageusement, le cliquet de réarmement comporte une seconde surface de 10 contact apte à s'escamoter et perdre le contact avec la platine de réarmement rotative au cours du déplacement de ladite platine pendant la phase d'ouverture du contact mobile par le dispositif d'actionnement. Avantageusement, le cliquet de réarmement comporte un ressort de réarmement entrainant la rotation dudit cliquet dans le second sens de rotation 15 contre une butée de réarmement positionnée sur l'écran rotatif. Selon un mode particulier de réalisation, l'écran mobile de coupure est commandé en rotation autour d'un premier axe de rotation solidaire du boitier. Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif de coupure comporte un moyen élastique de rappel apte à déplacer l'écran mobile de coupure de sa 20 position de repos vers sa position de laminage. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur 25 lesquels : - les figures 1 et 2 représentent des vues en perspective d'un dispositif de coupure à écran de coupure d'arc une position de fonctionnement selon un mode préférentiel de fonctionnement de l'invention ; - la figure 3 représente une vue de détail d'un écran de coupure d'un dispositif de coupure dans une position d'ouverture selon la figure 1 - les figures 4 et 5 représentent des vues de détail d'un écran de coupure dans différentes positions de fonctionnement d'un dispositif de coupure selon la figure 1 en phase de fermeture des contacts ; - les figures 6, 7, 8 et 9 représentent des vues de détail d'un écran de coupure dans différentes positions de fonctionnement d'un dispositif de coupure selon la figure 1 en phase d'ouverture des contacts.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Selon un mode de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 1, le dispositif de coupure à écran de coupure d'arc comporte un boîtier 1 dans lequel sont logés au moins un contact fixe 12 coopérant avec un contact mobile 11 porté par un bras porte contact 14.

Le dispositif de coupure comporte un dispositif d'actionnement 10 du contact mobile 11 se déplaçant entre une position de fermeture et une position d'ouverture desdits contacts. Le dispositif d'actionnement 10 peut être commandé par l'intermédiaire d'un organe de commande manuelle 60 La commande manuelle d'ouverture des contacts s'opère ainsi par l'intermédiaire dudit organe coopérant avec un bras porte-contact 14 pour entraîner un déplacement dudit bras dans le sens de l'ouverture des contacts. Le dispositif d'actionnement 10 peut être aussi commandé par l'intermédiaire de moyens de déconnexion 50 permettant une coupure du courant suite à un déclenchement automatique en cas de surintensité de court-circuit. Le contact fixe 12 est alors électriquement relié à une extrémité d'un enroulement d'une bobine 51 appartenant à un déclencheur électromagnétique des moyens de déconnexion 50. Ledit enroulement est lui-même raccordé par son autre extrémité à une borne d'entrée 27. Le déclencheur électromagnétique comprend en outre un noyau magnétique mobile 24 conformé en plongeur et monté à coulissement à l'intérieur de la bobine 51. Une extrémité du noyau est destinée venir agir directement sur le dispositif d'actionnement 10. Le contact mobile 11 est disposé à une extrémité d'un bras porte-contact 14 et est électriquement relié à une borne de sortie 22. Le bras porte-contact 14 est monté pivotant à son extrémité opposée au contact mobile 11 et est sollicité dans le sens de la fermeture des contacts par un ressort de rappel non figuré. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de coupure comporte un 10 écran mobile 13 de coupure. Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 1, l'écran mobile de coupure est de préférence un écran rotatif relié de manière solidaire au boîtier 1 par l'intermédiaire d'un premier axe de rotation Zl. Tel que représenté sur les figures 3 à 5, ledit écran est commandé en 15 déplacement pour occuper une première position de repos lorsque les contacts 11, 12 sont dans la position de fermeture (figure 5). Tel que représenté sur les figures 6 à 9, ledit écran est commandé en déplacement pour occuper une seconde position de laminage lorsque les contacts 11, 12 sont dans la position d'ouverture. L'écran mobile 13 occupe la position de 20 laminage vers laquelle il est rappelé par un moyen élastique de rappel 16. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le moyen élastique de rappel est de préférence un ressort de torsion. L'écran rotatif 13 de coupure comporte des moyens de blocage destinés à coopérer directement le bras porte contact 14 dans la position de fermeture du 25 contact mobile 11. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de blocage de l'écran rotatif comportent une butée destinée à venir en appui sur le bras port contact 14 dans la position de fermeture. A titre d'exemple de réalisation, le bras porte contact 14 sur lequel est fixé le contact mobile 11, a une extrémité recourbée se développant selon une direction sensiblement perpendiculaire audit bras. Le contact mobile 11 est alors fixé au bout de l'extrémité recourbée. En outre, l'écran rotatif 13 de coupure comporte un corps dont une partie a une forme cylindrique. La rotation de l'écran rotatif de coupure se fait autour de l'axe longitudinal dudit cylindrique, ledit axe longitudinal étant confondu avec le premier axe de rotation Z1. La surface radiale du corps cylindrique comporte une ouverture 40 par laquelle au moins une partie du bras porte contact 14 peut se déplacer. Selon cet exemple de réalisation, l'extrémité recourbée du bras porte contact 14 peut se déplacer à travers cette ouverture 40. - Tel que représenté sur la figure 5, dans la position de fermeture des contacts 10 11, 12, au moins une partie du bras porte contact 14, notamment l'extrémité recourbée dudit bras se déplace à travers l'ouverture 40 et se positionne à l'intérieur du corps de forme cylindrique de l'écran rotatif 13 de coupure. Dans ladite position de fermeture, un des bords de l'ouverture 40 vient alors en appui sur le bras porte contact 14, notamment sur l'extrémité recourbée et bloque le 15 déplacement en rotation de l'écran rotatif 13 de coupure. Ledit écran est maintenu dans sa position de repos et ne peut se déplacer vers sa position de laminage. - Tel que représenté sur les figures 6 à 9, au cours de l'ouverture du contact mobile 11, le bras porte contact 14 se déplace et au moins une partie bras porte 20 contact 14, notamment l'extrémité recourbée dudit bras se déplace à travers l'ouverture 40 pour se positionner à l'extérieur du corps de forme cylindrique de l'écran rotatif 13 de coupure. Dès que le bord de l'ouverture 40 n'est plus en appui le bras porte contact 14, l'écran rotatif 13 de coupure se déplace en rotation de vers sa position de laminage sous l'action du moyen élastique de rappel 16. Ainsi, 25 l'actionnement du contact mobile 11 vers la position d'ouverture libère les moyens de blocage de l'écran rotatif 13 et autorise le déplacement dudit écran de sa position de repos vers sa position de laminage sous l'action d'un ressort de rappel 16. Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, le dispositif de coupure 30 comporte des moyens de réarmement de l'écran mobile de coupure 13. Les moyens de réarmement sont aptes à déplacer ledit écran de la position de laminage à la position de repos. Les moyens de réarmement sont actionnés concomitamment avec le dispositif d'actionnement 10. Selon un exemple de réalisation, les moyens de réarmement sont solidaires du dispositif d'actionnement. Ainsi, l'ouverture du contact mobile 11 par rapport au contact fixe 12 se fait en même temps que le déplacement de l'écran de sa position de laminage vers sa position de repos. Les moyens de réarmement comportent principalement un cliquet de réarmement 30 et une platine de réarmement 20. Le cliquet de réarmement 30 est fixé sur l'écran rotatif 13 par un dispositif anti- 10 retour autorisant une rotation libre du cliquet de réarmement 30 par rapport audit écran dans un premier sens de rotation et une rotation solidaire dudit écran dans un second sens de rotation. Le cliquet de réarmement 30 comporte aussi un ressort de réarmement 31 entrainant la rotation dudit cliquet dans le second sens de rotation contre une butée de réarmement 32 positionnée sur l'écran mobile de 15 coupure 13 (figure 3). Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 3 à 5, la platine de réarmement 20 est fixée de manière solidaire au bras porte contact 14. Le déplacement du bras porte contact 14 entraine celui de la platine de réarmement 20. Ainsi l'ouverture du contact mobile 11 par le dispositif d'actionnement 10 20 entraine le déplacement de la platine de réarmement 20 qui déplace à son tour le cliquet de réarmement 30 entrainé en rotation dans le second sens de rotation. Comme représenté sur les figures 3 et 4, à titre d'exemple de réalisation, le cliquet de réarmement 30 comporte une première surface de contact apte à être en contact avec la platine 14 au cours du déplacement de ladite platine pendant la 25 phase fermeture du contact mobile 11 par le dispositif d'actionnement 10. Au moment de la fermeture du contact mobile 11 (figure 4), la platine de réarmement 20 entre en contact avec la première surface de contact du cliquet de réarmement 30 pour le pousser l'entrainer alors en déplacement dans le second sens de rotation. Ledit cliquet solidaire de l'écran mobile de coupure 13, entraine ledit 30 écran de la position de laminage vers la position de repos. En fin de mouvement de fermeture du contact mobile 11, comme représenté sur la figure 5, la platine de réarmement 20 perd contact avec le cliquet de réarmement 30. L'écran mobile de coupure peut, sous l'effet du moyen élastique de rappel 16, tourner et se positionner dans la première position de repos ; la butée des moyens de blocage coopérant directement le bras porte contact 14.

Comme représenté sur les figures 6 et 7, dans une première phase de l'ouverture du contact mobile 11, la platine de réarmement 20 vient en contact avec le cliquet de réarmement 30 qui tend à tourner dans le premier sens de rotation et s'escamoter pour ne pas bloquer le mouvement de ladite platine. A titre d'exemple de réalisation, le cliquet de réarmement 30 comporte une seconde surface de contact apte à s'escamoter pour perdre le contact avec la platine réarmement 20 au cours du déplacement de ladite platine (figure 8). Au cours de ce mouvement, le cliquet de réarmement 30 perd le contact avec la butée de réarmement 32 positionnée sur l'écran mobile de coupure 13. En outre, dans cette première phase de l'ouverture du contact mobile 11, les moyens de blocage de l'écran rotatif 13 n'étant pas encore libérés, ledit écran mobile de coupure est encore immobile. A la fin du mouvement d'ouverture du contact mobile 11, comme représenté sur la figure 9, la platine de réarmement 20 a perdu contact avec le cliquet de réarmement 30 qui sous l'effet du ressort de réarmement 31, se repositionne alors contre la butée de réarmement 32 (second sens de rotation).

Les moyens de blocage de l'écran rotatif 13 ayant été libérés (figure 7), l'écran mobile de coupure 13, sous l'effet du moyen élastique de rappel 16, est en position de laminage. De préférence, le dispositif de coupure selon l'invention est un dispositif de coupure unipolaire. Ainsi contrairement aux solutions existantes, l'originalité de 25 nouvelle conception repose également sur le fait que le mécanisme permet un assemblage aisé du produit bipolaire à partir de l'unipolaire. Dans le cas d'un dispositif de coupure bipolaire, tripolaire ou tétrapolaire, si un contact mobile s'ouvre suite à un phénomène de répulsion, l'écran relié à ce contact mobile peut se déplacer pour venir rapidement s'insérer entre les contacts 30 très sans attendre l'ouverture des autres pôles. Selon une variante de réalisation, le dispositif d'actionnement 10 peut être aussi commandé par l'intermédiaire d'un déclencheur thermique. Le déclencheur thermique comporte de préférence un bilame connecté entre le contact mobile 11 et la à une borne de sortie 22.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de coupure à écran de coupure d'arc permettant une coupure du courant suite à un déclenchement automatique en cas de surintensité de court-circuit ou à une ouverture par commande manuelle, comportant dans un boîtier (1) : - au moins un contact fixe (12) coopérant avec un contact mobile (11) porté par un bras porte contact (14), - un dispositif d'actionnement (10) du contact mobile (11) se déplaçant entre une position de fermeture et une position d'ouverture desdits contacts ; - un écran mobile (13) de coupure d'arc commandé en déplacement pour occuper : - une position de repos lorsque les contacts (11, 12) sont dans la position de fermeture ; - une position de laminage lorsque les contacts (11, 12) sont dans la position d'ouverture ; caractérisé en ce que l'écran mobile (13) de coupure comporte des moyens de blocage destinés à coopérer directement avec le bras porte contact (14) dans la position de fermeture du contact mobile (11), le déplacement du contact mobile (11) vers la position d'ouverture libérant les moyens de blocage de l'écran mobile (13) de coupure et autorisant le déplacement dudit écran de sa position de repos vers sa position de laminage.
2. Dispositif de coupure selon la revendications 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réarmement de l'écran mobile de coupure (13), lesdits moyens de réarmement actionnés concomitamment avec le dispositif d'actionnement (10) étant aptes à déplacer ledit écran de la position de laminage à la position de repos.
3. Dispositif de coupure selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de réarmement comportent un cliquet de réarmement (30) fixé sur l'écran rotatif (13) par un dispositif anti-retour autorisant une rotation libre du cliquet de réarmement par rapport audit écran dans un premier sens derotation et une rotation solidaire dudit écran dans un second sens de rotation.
4. Dispositif de coupure selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de réarmement comporte une platine de réarmement (20) apte à déplacer le cliquet de réarmement (30) dans le second sens de rotation pour entrainer l'écran rotatif (13) de la position de laminage vers la position de repos.
5. Dispositif de coupure selon la revendication 4, caractérisé en ce que la platine de réarmement (20) est solidaire du bras porte contact (14), le dispositif d'actionnement (10) entrainant simultanément le bras porte contact (14) et la 10 dite platine pendant la phase de fermeture du contact mobile (11).
6. Dispositif de coupure selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le cliquet de réarmement (30) comporte une première surface de contact apte à rester en contact avec la platine de réarmement (20) au cours du déplacement de ladite platine pendant la phase de fermeture du contact 15 mobile (11) par le dispositif d'actionnement (10).
7. Dispositif de coupure selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le cliquet de réarmement (30) comporte une seconde surface de contact apte à s'escamoter et perdre le contact avec la platine de réarmement (20) rotative au cours du déplacement de ladite platine pendant la phase 20 d'ouverture du contact mobile (11) par le dispositif d'actionnement (10).
8. Dispositif de coupure selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le cliquet de réarmement (30) comporte un ressort de réarmement (31) entrainant la rotation dudit cliquet dans le second sens de rotation contre une butée de réarmement (32) positionnée sur l'écran rotatif (13). 25
9. Dispositif de coupure selon l'une quelconques de revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran mobile de coupure (13) est commandé en rotation autour d'un premier axe de rotation (Z1) solidaire du boitier (1).
10. Dispositif de coupure selon l'une quelconques de revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen élastique de rappel (16) apte àdéplacer l'écran mobile (13) de coupure de sa position de repos vers sa position de laminage.