WO2011033184A1 - Entretoise fonctionnelle de separation des ampoules dans un dispositif de coupure multipolaire et disjoncteur - Google Patents

Entretoise fonctionnelle de separation des ampoules dans un dispositif de coupure multipolaire et disjoncteur Download PDF

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WO2011033184A1
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unipolar
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Christophe Grumel
Marc Rival
Hervé ANGLADE
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Schneider Electric Industries Sas
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    • H01H71/0207—Mounting or assembling the different parts of the circuit breaker
    • H01H71/0235—Contacts and the arc extinguishing space inside individual separate cases, which are positioned inside the housing of the circuit breaker

Definitions

  • the invention relates to a modular low-voltage multipole circuit breaker, in which a trigger is common to all the poles, each of which comprises an independent breaking bulb.
  • the invention relates to a new architecture for this type of circuit breaker in which the conventional double envelope is modified to optimize the modularity for different functions and / or sizes to be parameterized in the circuit breaker.
  • a conventional low-voltage multipolar cut-off device generally a circuit breaker, as described in EP 0 542 636 and illustrated in FIG. 1, comprises a double envelope: an outer casing 2 of circuit breaker 1 houses a plurality of unipolar blocks cutoff 3 between an upstream range 4 connecting to the line to be protected and a downstream range 5; all the blocks 3 in the casing 2 form the cut-off device 6 which is connected, at the downstream ranges 5, to a single trigger 7.
  • Each block 3 also called a bulb, comprises a casing in which is housed a mechanism cut-off device, in particular at least one pair of contacts that can take an open breaking position and a closed current-passing position associated with an interrupting chamber; one of the blocks 3 is associated with an actuating mechanism 8.
  • This type of architecture has the significant advantage of reducing manufacturing and storage costs thanks to the modularity of the cutoff blocks 3.
  • the circuit breaker assembly 1 is quite simple.
  • circuit breakers 1 (EP 0 542 636) limit the overall width by the use of a double rotary cut which nevertheless causes a vertical offset of the location of the nose 9 of the apparatus 1, part of the hood of which the trigger lever of the actuating mechanism 8 emerges, imposing the use of asymmetric breastplates in the cabinets; moreover, the gas exhaust is very close to the trigger 7 and the terminals that it is important, to prevent inadvertent priming, to protect by any means, perimeter security and / or accessories.
  • the existing dual rotary cut devices are based on the insertion from the front, that is to say from the face comprising the nose 9 and the handle of the circuit breaker 1, the trigger 7, which generates connection difficulties and complex editing.
  • the invention aims at overcoming the disadvantages of existing multipole cladding devices.
  • the invention aims to make the most of the modularity offered by the use of unipolar cut-off bulbs and the standardization of the triggers.
  • One of the objects of the invention is thus to obtain a cut-off device produced by a succession of steps for which the selection from a restricted number of elements makes it possible to satisfy different criteria of use, in particular the type of assembly. (rail or not) in the tables, and the step (metric or imperial) between the poles.
  • one of the objects of the invention is to facilitate the interchangeability of the triggers for devices comprising said cut-off device.
  • Another object of the invention is the robustness of the cut-off device over a low-voltage range up to 630 A, or even 800 A, while keeping the overall height of the device in the values in use to avoid mounting problems in the paintings ; for example, for a circuit breaker of 160 A, the height "overall", that is to say without accessories, the cutoff device is of the order of 130 mm.
  • another object of the invention is to center the nose of the cover of the switchgear with respect to its total height; for example, for the same 160 A breaker, the 45 mm nose is located 42.5 mm from the top of the unit.
  • the invention thus relates to a spacer for a different assembly of the cutoff device and in particular an absence of fixed double jacket in which the cutoff device should be inserted.
  • the general shape of the spacer depends on certain parameters of the interrupter bulbs to which it will be associated, but the functions and the general principle are common to the different ranges of existing bulbs.
  • each ampoule is separated from its neighbor by a spacer according to the invention; the spacer thus comprises a central partition, a portion of which is substantially shaped in the shape of the large face of the bulb and an end portion for positioning power connectors.
  • the central partition is preferably provided with arrangements for securing, advantageously sealed, between cutting blocks and spacers as rivet passages, the stability of the connections relative to the spacers as holding protrusions, and the passage of functional organs simultaneous driving rod type of cutoff blocks.
  • a passage recess of the simultaneous driving rod is associated with mechanical assistance means for accelerating the movement of the rod between the closed position of the cutoff blocks and the open position and / Or vice versa ;
  • the mechanical assistance means are energy accumulators, and in particular comprise a torsion spring.
  • the central partition of the spacer according to the invention is extended on a side orthogonal to the end portion and intended to form the rear of the cutoff device facing the latching wall of the cutoff apparatus, by one or two bottom edges that are normal to him; the flanges can be flat or adapted for rail mounting, for example with a shoulder provided with a latching pawl.
  • the end portion of the partition is traversed in its thickness and on its edge intended to be located at the top of the device, that is to say on the face through which the connection on the upstream ranges of the cutoff blocks can be made by a slot: the slot serves as a line of leakage by the formation of an air space between two insulating edges, and its dimensions (depth and thickness) are adapted to the standardized value of the creepage distances.
  • the partition is pierced right through, in its end portion, by an orifice for fixing the cut-off device on a mounting plate so that the forces due to positioning in a cabinet or other are taken up by the spacers.
  • the slot may be replaced by any other element of equivalent function, in particular by a protuberance of complementary shape to the previous slot, protruding from the end portion of the partition, from one side to the other on its thickness.
  • the orifice passing through the partition is located within a support for placing a cover of the cut-off device, substantially parallel to the bottom edge; the support is also configured to allow the passage of the clamping screws of the terminals.
  • a protective sealing element of the screw is associated with the support.
  • each face of the partition may be provided with means making it possible to facilitate the association with a unipolar bulb, for example guide grooves and / or the coupling with a trigger, for example fixing pins, so that the spacers and the bulbs to which they are mechanically linked by the tightening, take again the constraints of the release.
  • the partition On each side, on the end portion adjacent the edge provided with the creepage line element, the partition may be provided with orthogonal protuberances for delimiting housing for terminals; depending on the nature of the cutting chamber, a protuberance on the top of the partition may delimit a gas evacuation passage; the protuberance can be recessed in a semicircle so that the juxtaposition of two spacers can be crossed by the clamping screw of a terminal.
  • the end portion of the spacer intended to form the top of the device remains open, that is to say that the mounting of the terminals can be modified when the spacers are tight and integral with the bulbs ; in another embodiment, this side by which the connection on the upstream beaches of the cutoff blocks is realized may be extended by one or more upper flanges, normal to the bottom flanges and central partition.
  • the spacers are symmetrical with respect to the central partition, and comprise two bottom flanges.
  • the spacers are advantageously made of molded plastic.
  • the juxtaposition of two spacers according to the invention creates a cavity whose two parallel walls are formed by the central partitions, the bottom and one side are formed by the juxtaposition of the edges of each spacer: the juxtaposition of the bottom edges can form a wall of substantially sealed bottom once the assembly and tightening completed, while the juxtaposition of the possible upper flanges forms a wall provided with at least one passage opening of the connection pads of the cutoff blocks, and the other passages imposed by said blocks for example a gas evacuation passage.
  • the invention also relates to a set of a plurality of similar spacers that can be juxtaposed to form at least one cavity for a unipolar break block.
  • the set of spacers may be completed by side walls for closing two end cavities and forming an envelope that can accommodate a plurality of cutoff blocks and thereby form a cutoff device to which a trigger can be coupled to form a device modular cutoff.
  • FIGS. 2A and 2B schematically show a unipolar cutoff block and part of its case for a cutoff apparatus according to a preferred embodiment of the invention.
  • Figures 3A and 3B show steps of mounting a switchgear according to a preferred embodiment of the invention.
  • Figures 4A and 4B show a spacer and its assembly for a cutoff device according to a preferred embodiment.
  • Figure 5 shows another embodiment for a spacer.
  • the elements making up the cut-off device 1, and in particular the unipolar bulbs 3 forming the cut-off device 6, will be described in relation to the position of FIG. use in which the circuit breaker 1 is set up in a table, the opposite of Figure 1, with the nose 9 comprising the vertical handle and parallel to the wall or mounting plate, the upstream connection pads 4 on the localized power line at the top and trigger 7 at the bottom.
  • the use of relative positional terms, such as “lateral”, “superior”, “background”, etc., should not be construed as a limiting factor.
  • a switching device generally a multipole circuit breaker according to the invention 100 comprises a trigger 7 associated with a cut-off device 600 comprising a plurality of bulbs 10, or unipolar cut-off blocks, each block 10 allowing the cutting of a single pole and is advantageously in the form of a flat housing 12 of molded plastic, with two large parallel faces 14 distant of a thickness e of bulb 10 (Figure 2B).
  • the housing 12 is formed of two parts, preferably symmetrical mirror, secured to each other by any suitable means and each comprising a large face 14: as illustrated in a preferred embodiment in Figure 2 A, a complementary tenon / mortise type system 16 makes it possible to fit the housing parts 12 to one another, one of the two parts comprising lugs adapted to penetrate recesses in the other. Arrangements 18 are also made to allow the juxtaposition of the housings 12 unipolar block 10 and their attachment to a multipole circuit breaker 100.
  • the housing 12 of a unipolar block 10 forms a cavity housing the cut-off elements. According to a preferred embodiment illustrated, the cutoff mechanism 20 is double rotary cut.
  • the circuit breaker 100 according to the invention is particularly intended for applications up to 800 A, for which the simple cut may not be sufficient; moreover, given the technological choices, the double rotary cut offers the best compromise between electrical performance and space congestion.
  • the thickness e is of the order of 22 mm for a 160 A caliber.
  • each housing part comprises a passage recess. corresponding.
  • a movable conductor 22 comprising at each end a contact pad is pivotally mounted between an open position in which the contact pads are spaced apart from the fixed conductors and a current flow position in which they are in contact with each of the conductors. Cutoff chambers 24 are associated with each contact zone to limit arcing.
  • each part of the housing 12 is molded with internal arrangements allowing a relatively stable positioning of the various elements making up the cut-off mechanism 20, in particular two symmetrical housings for each of the cut-off chambers 24, and a circular central recess allowing the setting place of a rotary bar 26 coupled to the movable conductor 22.
  • the rotary bar 26 is flanked by two flanges serving in particular bearings (see the French patent application FR 09 04456 entitled: "unipolar break block comprising a rotary contact bridge, cut-off device comprising such a block and circuit breaker comprising such a device”) :
  • the central housing of the housing 12 can thus lead to the outside at the axis of rotation of the bar 26 by an orifice 28 cooperating with a protrusion of the flanges.
  • Unipolar bulbs 10 are intended to be driven simultaneously, and are coupled for this purpose by at least one rod 30 (Figure 3 A), in particular at the bar 26, and for example by orifices 32.
  • a single driving rod 30 is used and each housing portion 12 comprises an arc-shaped opening 34 allowing at least the mobilization of the rod 30 passing therethrough between the current passage position and the position of opening ; in the embodiment with flanges, each of the flanges also comprises an orifice, with flange for the adjusted passage of the simultaneous driving rod 30.
  • the mounting of the rotary bridge 22, 26 in a unipolar breaking block 10 is "inverted": it is desired (see FIG. 3B) that the nose 9 of the hood of a circuit breaker 100 (including the passage the displacement of the handle of the actuating mechanism 8 of the contacts), in its standardized version of 45 mm, is centered on said circuit breaker 100 in operation, so as to limit the number of references of the prefabricated connections of the installation system, and including breastplates.
  • a reversal of the direction of rotation of the bar 26 has been chosen, that is to say that the connection area 5 to the trigger 7 is located towards the rear of the circuit breaker 100 and the upstream connection range 4 is forward, above.
  • the casing 12 of the cut-off block 10 furthermore comprises arrangements allowing an optimization of the gas flow, such as in particular described in the French patent application FR 09 04457 entitled: "cut-off device having at least minus a unipolar breaking block comprising a contact bridge and a circuit breaker comprising such a device ".
  • gases possibly charged with pollutant particles are generated, especially in the chamber. cutoff 24 from the contact pads: it is preferable to direct them away from the devices arranged near these ranges, in particular the trigger 7 which can be electronic and therefore very sensitive.
  • the exhaust gases are made to the mounting rail (bottom wall) and / or under the connection pads 5 of the trigger 7; it is recommended to reduce the gases upwards, and if possible the front, of the cutoff unit 10 to avoid pollution of the lower part of the circuit breaker 100 and any related electrical ignitions.
  • the substantially parallelepipedic shape of the casing of the cut-off mechanism 20 is extended on the front side by a gas exhaust channel 38 in order to direct them from the downstream range 5 (coupled to the trigger 7) towards the upper part. of the switchgear 100, with a through hole 40.
  • the gases of the contact connected to the upstream range 4 are also directed towards this exhaust channel 38 to be separated from the mounting means of the switchgear 100, in particular a DIN rail and / or a platinum , as well as power connections.
  • a lateral flow channel 42 is arranged outside the cut-off mechanism 20, in particular with two orifices 44A, 44B opening from each part of the housing 12 towards the external channel 42 to the bulb 10, which can be hollowed into the wall of the housing 12 or added between the bulbs 10.
  • the unipolar blocks 10 are assembled via spacers 46 to form the double envelope 48, it is advantageous to take advantage of this architecture for integrating the lateral flow channel 42 with spacer 46.
  • the outer casing 48 of the cut-off device 600 is not formed by a molded casing 2 in which the functionally coupled ampoules 10 are put in place: as illustrated in FIG. 3A, a number n of similar unipolar blocks corresponding to the number of poles of the circuit breaker 100 (three in the illustrated mode), one of which, preferably central, is provided with a conventional actuating mechanism 8, is juxtaposed with an n-1 number of spacers 46 separating them, and closed by two outer side walls 50 to form a cladding device 600 with a double envelope which can, as usual, be associated with a trigger 7.
  • the spacers 46, 146 are made of molded plastic and mainly comprise a central partition 52, 152 intended to be parallel to the large faces 14 of the bulbs 10, and a bottom 54, 154 substantially normal to the central partition 52, 152 on its rear side; advantageously, the bottom 54 of a spacer 46 is formed of two flanges 54A, 54B symmetrical on each side of the partition 52.
  • the juxtaposition of two spacers 46 thus defines a cavity 56 in which is housed a unipolar break block 10.
  • the opposing bottom flanges 54 of the two spacers 46 close the cavity 56 on its rear when the spacers 46 are tightened one on the other, but other options are possible, according to the standards in force and the mounting conditions.
  • the juxtaposition of the bottom edges 54 forms the bottom of the cut-off device 600 of the circuit breaker 100, which may be intended for different types of assembly; in particular, as illustrated in FIG. 4, the bottom rims 54 may be designed so as to allow a direct coupling on a DIN rail, with a shoulder 58 and any suitable means, such as a hooking nose 60.
  • the flanges 154 may be solid and flat.
  • each spacer 46, 146 comprises a main separation portion whose shape is substantially included in the shape of the large face 14 of the cutoff unit 10; its thickness d is substantially constant, with the exception of the functional arrangements, with integral molding on its rear side of the two bottom edges 54A, 54B.
  • the downstream face of the bulbs 10 is intended to be coupled, at the level of the pads 5, to a trigger 7; the latter will seal so that the envelope 48 can remain devoid of wall at this location, and the underside of the struts 146 can remain devoid of any protuberance (Figure 5).
  • securing means for example a fixing guide 62 for example an anchoring clamping screws between the bulb 10 and trigger 7; guide grooves 64 may also be provided on the faces of the central partition 52 on this edge so as to allow an easy, stable and precise insertion of the unipolar blocks 10, or even of the triggering device 7 (FIG. 4A).
  • the central partition 52 of the spacers 46 delimits the cavities 56 in which the cut-off bulbs 10 are in place; the means for securing the elements to one another, in particular rivet passage orifices 66, 166, are provided; the securing means also comprise complementary shapes so that the spacer assembly 46, 146 / ampoule 10 is compact and forms a unitary mechanical unit, the support being stable and on a sufficient surface.
  • spacer 46 may include arrangements for defining the lateral channel 42 for exhausting gases; advantageously, the channel 42 is partially etched in the large outer face 14 of the housing of the bulb 10, between the two through-holes 44, and a corresponding element 68, 168, etching and / or projecting contour, on the central partition 52, 152 allows, during the juxtaposition and the clamping of the spacer 46 on the bulb 10, to precisely direct the gas from the discharge orifice 44A to the upper orifice 44B along the partition 52 towards the exhaust channel 38.
  • the central partition 52, 152 is also in particular provided with passages 70, 170 for the functional members connecting the bulbs: in the preferred embodiment, a recess 70, 170 for the passage of the drive rod 30 of the different unit blocks 10 is planned.
  • the recesses 70, 170 may be partially obstructed, especially at the top, for reasons of stability and stiffening.
  • the passage of the drive rod 30 of the bars 26 is associated with mechanical assistance means 72, 172.
  • the mechanical assistance means may comprise spring means, in particular a torsion spring 72, for activating the device 600 in opening.
  • spring means in particular a torsion spring 72
  • acceleration means at the beginning of opening (FR 2 762 768), in particular energy storage means, which can be can, in this case, integrate with the spacer 46.
  • a spring 72 is integrated in the central partition 52 and acts directly on the rod 30 during its movement from the current flow position: in the closed position of the cut-off device, the accumulator means 72 are constrained, that is to say in particular that, during the opening, the moving element (bar 26, movable conductor 22, actuating means 8) is propelled by the springs of the actuating mechanism 8 but also by the energy stored in the assistance means 72.
  • the mechanical assistance means 172 act in closing: at the end of the closing stroke of the contacts, the excess energy of the actuating mechanism 8 is partially stored in accumulator means 172, which can also include a torsion spring, so as to reduce the stress on the other parts of the casing 48 of the circuit breaker 100. It is furthermore possible to oversize the springs of the actuating mechanism 8 without fearing the phenomena of rebound or inadvertent tripping on shocks.
  • the two mechanical assistance means can be associated on the same spacer; it is possible to provide mechanical assistance springs 72, 172 only the two spacers 46 flanking the cut-off bulb 10 provided with the actuating mechanism 8 and / or only the spacer associated with an end-breaking bulb, deported in the case of a four-pole circuit breaker, and / or only the spacers used for certain power ranges. According to an advantageous embodiment from a logistical point of view, all the spacers 46 comprise a mechanical assistance element 72.
  • the upper side of the central partition 52 of the spacers 46 is intended to be put in place opposite the upstream ranges 4 of the bulbs 10 and to form the upper face 74 of the cut-off device 100.
  • the central partition 52, 152 comprises a part 76, 176 adjacent to this upper side which is not intended to be juxtaposed with a breaking bulb 10, but to carry the connecting elements of the supply line on the upstream beach 4; the end portion 76, 176 of the partition is of a size substantially equal to the protruding length of said strip 4.
  • the central partition 52, 152 comprises on said end portion 76, 176 holding means 78, 178 of connection terminals 80; in particular, protuberances 78, 178 substantially normal to the partition 52, 152 and parallel to the bottom flanges 54, 154 allow to delimit a housing of a cage terminal 80 which is placed around the range 4.
  • two protuberances 78 frame a housing, the upper protuberance 78A being provided with a passage recess of a screw terminal 80.
  • one of the protuberances 82, 182 is located on the central partition 52, 152, at the opposite edge and parallel to the bottom flange 54, 154: the protrusion 82, 182 can then serve as a support for a closure lid.
  • the support 82, 182 thus composed is also provided with a recess allowing the passage of a screw of the terminal 80; it can be confused with the upper protuberance 78A, but in the preferred embodiment, the space between the support 82 and the upper protuberance 78A defines a passage corresponding to the passage 40 of the gas outlet of the bulb 10 .
  • the end portion 176 of the partition 152 may be provided with upper flanges 184 partially closing the housing defined by the protrusions 178 ( Figure 5); in this case, it is advantageous, as for the bottom rims 154, that the upper flanges 184 are complementary to form a solid wall during the joining between struts 146 and bulbs 10, with the exception of passages for the evacuation of 4. If, however, it is desired to associate with the cut-off device 100 according to the invention a wide range of connection possibilities, it is conceivable to limit the upper flanges 84 to the section of the protuberances.
  • connection pad 4 access to the connection pad 4 is free and it is possible to choose the type of connection directly during the installation, using by For example, a modular connection as described in document FR 2 687 248.
  • the upper side 84 of the central partition 52 of the spacers 46 is intended to form the upper face 74 of the cut-off device 100. : as required by the standards, elements intended to form creepage distances are therefore provided to separate the cut 10 from each other.
  • slots 86 are present in the thickness of the central partition 52, 152; the slot 86 extends orthogonally to the bottom portion over a constant depth and width so that, regardless of the shape of the spacers 46, the upper wall of the cut-off device 100 comprises between each pole a through slot 86 between the bottom and the face of the cutoff device 600, whose dimensions are adapted to the standard defined for the value of the creepage distance, and delimited by two insulating edges comprising the residual thickness of the central partition 52, 84 and any edges 54, 82 associated with it.
  • a projecting element 186 can replace the slot 86, for example a protuberance of complementary shape of the groove illustrated in FIG. 4: as shown diagrammatically in FIG.
  • the element 186 projects from the upper side and into the thickness of the central partition. 152. Parallel to the plane of the partition 152 and of lower thickness, it passes right through it from the bottom edge 154 to the face of the cut-off device 600. Parallel to the leakage element 86, 186, the partition 52, 152 is pierced with a through hole 88, 188 for coupling the cutoff apparatus 100 to a mounting plate or other support.
  • the mechanical stresses caused by the attachment on a vertical wall of the circuit breaker 100 are taken directly by its envelope 48 and, according to the invention, by the spacers 46, 146 forming the stiffening part of the apparatus 100: the central partitions 52, 152, at their upper end portion 76, 176, are provided with adequate means 88, 188.
  • the sidewalls 50 completing the embodiment of the cutoff device 600 functionally correspond more or less to a spacer half 46; the wall 50, however, unlike the central partition 52, is of substantially rectangular shape so as to form a casing 48 of conventionally shaped cut-out device on which any type of trigger 7 may be adapted.
  • the side wall 50 comprises a substantially flat outer face, and an inner face provided with the same arrangements (lateral channel 68 ', retaining protuberance 78', support 82 ') that the central partition 52 of the spacers 46, with the exception of the cutout 70 for the passage of the driving rod 30 (and associated accumulator means 72); the bottom edges 54 'and support 82' are substantially identical to those of the spacers 46, but are naturally located only on one side of the side wall 50.
  • the general size of the envelope 48 of the circuit breaker 100 is determined by the thickness of the central partitions 52 and side walls 50, as well as the thickness e of the bulbs 10. It thus becomes possible with the same blocks Unipolar cutoff 10, change the width / circuit breaker 100, or its height h. Admittedly, a minimum space requirement in height between the upstream connection pads 4 of the circuit breaker 100 and the downstream connection pads of the trip unit 7 is always desired; in a preferred option, the height of the device 100 of 160 A range is of the order of 130 mm with a trigger 7 standard, and the cutoff device 600 is less than 90 mm in height h.
  • the width / circuit breaker 100 preferably corresponds to standards that it is possible, in view of the architecture according to the invention, to easily choose; the distance between the middle of two bulbs 10 determines the pitch p of the cut-off device 100, which is preferably constant and in accordance with the uses.
  • the partitions 52 of the spacers 46 and the side walls 50 are associated with the bulbs 10 in a tight manner, so as to seal the passage of gas and mechanical support of the bulbs 10. It is thus possible for the same thickness e d 10, to adjust the thickness of partitions 52 to meet the criteria of polar pitch or imperial imperial.
  • the side walls 50 have an equally modified thickness corresponding to half the average thickness of central partitions 52.
  • the thickness of the partition 52 remains the same for the two sets of spacers, but the protuberances for sealing tightness of the bulbs are more or less wide.
  • This modularity can also be used to provide spacers 46 adapted to the mounting mode of the circuit breakers 100, and in particular provided or not on their bottom edges 54 of hooking means 58, 60 on a DIN rail.
  • Other functionalities can also be implemented in or on the spacers 46, such as sensors or others.
  • the method for assembling a multipole circuit breaker 100 thus comprises the juxtaposition, possibly with sliding interlocking, of a number n of identical breaking blocks 10, one of the blocks, preferably central, being provided with a mechanism actuation 8, each block 10 being separated from an adjacent block by a spacer 46; depending on the chosen option, the terminals 80 may be put in place around the upstream connection pads 4 at this stage.
  • These 2n-l elements 10, 46, possibly associated with n terminals 80, are secured to form a sealed assembly by suitable means, in particular by riveting in the orifices 66 provided, and associated with the simultaneous driving rod 30, which is inserted into the bars 26 of the cutoff blocks 10.
  • the cutoff assembly is then closed by the side walls 50, the finishing and clamping of this assembly being made for example by through rivets.
  • the assembly is completed by a securing of the supports 82 of the spacers 46 between them by means of reinforcing devices 90 around the screw-passing orifices of the terminals 80.
  • the reinforcements 90 may comprise a tabular envelope 92 intended to protect the screw against the gases escaping through the passage 40, as well as to protect the user from direct access to the screws, the envelope 92 being associated with one end to an orthogonal plate 94 which can be coupled to the supports 82 of two spacers 46, or of a spacer 46 and of a lateral wall 50.
  • Guiding means such as complementary holes and / or lugs may be provided in the plate 94 and the support 82; clipping can also be considered.
  • the assembly is closed by a cover 96 by any suitable means, to form a cutoff device which can then be associated, by its underside, to any trigger 7 of the same width / and number of poles: thanks to this configuration, the Trigger 7 can thus be defined at an advanced stage of assembly.
  • the introduction of the trigger 7 and its coupling to the cut-off device 600 are facilitated by the access from the bottom of the cut-off device.
  • the cover 96 is set up only on the cutoff assembly already associated with the trigger 7, by "overflowing" spacers 46 and covering the entire front face of the cutoff apparatus 100.
  • the circuit breaker 100 thus obtained makes it possible to best meet the following antinomic industrial constraints:
  • the trigger 7 can be connected from below to the cutoff device 600, which gives the best accessibility to the connection screws, by reversing the direction of rotation of the cutoff bridge 26;
  • the switching device 100 remains compact, especially in height h despite optimized performance and modularity, the various functions being integrated in a predefined envelope, which can be 130 mm for a 160 A, thanks in particular to an evacuation modified gases;
  • two polar steps p in particular 25.4 and 27 mm for 160 A, are possible by modifying a minimal number of component parts (spacers 46, side walls 50, cover 96), which are more simple to produce, of molded plastic; the various systems for placing in electrical equipment, in particular on a DIN rail, can be used by modifying unitary pieces 46, 50 made of molded plastic;
  • the nose 9 of 45 mm of the cover 96 of the breaking apparatus 100 is centered, in particular at 42.5 mm, by virtue of the reversal of the direction of rotation in the cutoff blocks 10, which makes it possible to use symmetrical cladding panels in cabinets;
  • the cutoff gases are not evacuated next to the trigger 7, which limits the pollution on this element which can be sensitive, especially in its electronic version, and releases volume;
  • the gas exhaust is also not carried out under the connections 4, 5 of the circuit breaker 100, which limits the risk of ignition in cutoff;
  • the power connection 80 can be modular, depending on the choice of spacers 46, 146;
  • the invention has been described with reference to a three-pole breaking device 100 including all the preferred features, it is not limited thereto: the different options can be combined in other configurations; in particular, the options described in connection with either of the embodiments of the struts 46, 146 illustrated in FIGS. 4 and 5 may be combined differently and / or omitted.
  • the spacers 46 may be L-shaped and not T-shaped, with two different types of side walls 50.
  • the embodiment shown adapts to any type of cut, and in particular to unipolar double-break blocks in translation, with afferent modification of the shapes and thicknesses; similarly, if a range of devices at 250 A, respectively 630 A, is provided, it is easy to change the p steps provided (eg 35 mm and 1.5 inches, respectively 45 mm).

Abstract

Afin de tirer parti au maximum de la modularité offerte par un disjoncteur multipolaire (100) à double enveloppe, une nouvelle architecture est proposée. Une partie du boîtier externe (48) de l'appareil de coupure est formée directement lors de l'assemblage du dispositif de coupure (600) par juxtaposition et solidarisation entre blocs de coupure unipolaires (10), entretoises (46) et parois latérales (50). Il est ainsi possible d'utiliser les entretoises (46) pour diverses fonctionnalités, et notamment de modifier l'aspect extérieur de l'appareil de coupure (100) ou la nature du déclencheur de façon tardive.

Description

ENTRETOISE FONCTIONNELLE DE SEPARATION DES AMPOULES DANS UN DISPOSITIF DE COUPURE MULTIPOLAIRE
ET DISJONCTEUR DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un disjoncteur multipolaire basse tension modulaire, dans lequel un déclencheur est commun à tous les pôles qui comprennent chacun une ampoule de coupure indépendante. L'invention est relative à une nouvelle architecture pour ce type de disjoncteurs dans laquelle la double enveloppe classique est modifiée pour optimiser la modularité pour différentes fonctions et/ou tailles à paramétrer dans le disjoncteur.
ETAT DE LA TECHNIQUE Un appareil de coupure multipolaire basse tension classique 1, généralement un disjoncteur, tel que décrit dans EP 0 542 636 et illustré en figure 1, comprend une double enveloppe : un boîtier externe 2 du disjoncteur 1 loge une pluralité de blocs unipolaires de coupure 3 entre une plage amont 4 se raccordant sur la ligne à protéger et une plage aval 5 ; l'ensemble des blocs 3 dans le boîtier 2 forme le dispositif de coupure 6 qui est raccordé, au niveau des plages aval 5, à un déclencheur unique 7. Chaque bloc 3, aussi appelé ampoule, comprend un boîtier dans lequel est logé un mécanisme de coupure, en particulier au moins une paire de contacts pouvant prendre une position ouverte de coupure et une position fermée de passage du courant, associée à une chambre de coupure ; un des blocs 3 est associé à un mécanisme d'actionnement 8. Ce type d'architecture a pour avantage notable une réduction des coûts de fabrication et de stockage grâce à la modularité des blocs de coupure 3. Qui plus est, le montage du disjoncteur 1 est assez simple.
Différents choix technologiques, notamment en ce qui concerne la nature du mécanisme de coupure ont été développés, avec cependant des limites pour chacun d'eux. Par exemple, pour simplifier les raccordements, certains disjoncteurs utilisent un embrochage direct arrière entre déclencheur 7 et dispositif 6 à simple coupure (EP 1 126 487) ; cependant, la simple coupure atteint ses limites pour certaines performances électriques. Pour contourner cette limitation, certains disjoncteurs 1 utilisent la double coupure en parallèle (WO 01/39231) qui impose un encombrement notable des ampoules 3, et donc une largeur importante des disjoncteurs 1 avec un pas entre pôles allongé. D'autres disjoncteurs 1 (EP 0 542 636) limitent l'encombrement en largeur par l'utilisation d'une double coupure rotative qui cependant entraîne un décalage vertical de la localisation du nez 9 de l'appareil 1, partie du capot de laquelle émerge la manette de déclenchement du mécanisme d'actionnement 8, imposant l'utilisation de plastrons asymétriques dans les armoires ; qui plus est, l'échappement des gaz est très proche du déclencheur 7 et des bornes qu'il importe donc, pour éviter des amorçages intempestifs, de protéger par tout moyen, périmètre de sécurité et/ou accessoires. Par ailleurs, les dispositifs à double coupure rotative existants sont basés sur l'insertion par l'avant, c'est-à-dire depuis la face comprenant le nez 9 et la manette du disjoncteur 1, du déclencheur 7, ce qui génère des difficultés de connexion et un montage complexe. EXPOSE DE L'INVENTION
Parmi autres avantages, l'invention vise à pallier des inconvénients des appareils de coupure multipolaires à double enveloppe existants. En particulier, l'invention a pour but de tirer parti au maximum de la modularité offerte par l'utilisation d'ampoules unipolaires de coupure et la standardisation des déclencheurs.
L'un des objets de l'invention vise ainsi à obtenir un dispositif de coupure réalisé par une succession d'étapes pour lesquelles la sélection parmi un nombre restreint d'éléments permet de satisfaire différents critères d'usage, en particulier le type de montage (sur rail ou non) dans les tableaux, et le pas (métrique ou impérial) entre les pôles. De même, un des objets de l'invention est de faciliter l'interchangeabilité des déclencheurs pour les appareils comprenant ledit dispositif de coupure.
Un autre objet de l'invention est la robustesse du dispositif de coupure sur une gamme basse tension jusque 630 A, voire 800 A, tout en conservant l'encombrement en hauteur du dispositif dans les valeurs en usage pour éviter les problèmes de montage dans les tableaux ; par exemple, pour un disjoncteur de 160 A, la hauteur « hors tout », c'est-à-dire sans accessoires, de l'appareil de coupure est de l'ordre de 130 mm.
Pour optimiser le montage dans le tableau, un autre objet de l'invention est de centrer le nez du couvercle de l'appareil de coupure par rapport à sa hauteur totale ; par exemple, pour le même disjoncteur de 160 A, le nez de 45 mm est localisé à 42,5 mm du haut de l'appareil.
Les solutions apportées par l'invention sont définies dans les revendications qui suivent.
Sous un aspect, l'invention est ainsi relative à une entretoise permettant un assemblage différent du dispositif de coupure et notamment une absence de double enveloppe figée dans laquelle le dispositif de coupure devrait être inséré. La forme générale de P entretoise dépend de certains paramètres des ampoules de coupure auxquelles elle va être associée, mais les fonctions et le principe général sont communs aux différentes gammes d'ampoules existant.
En particulier, pour un dispositif de coupure et/ou un appareil de coupure de type disjoncteur comprenant une pluralité de blocs unipolaires de coupure sous forme d'ampoule, chaque ampoule est séparée de sa voisine par une entretoise selon l'invention ; l'entretoise comprend ainsi une cloison centrale dont une partie est de forme sensiblement incluse dans la forme de la grande face de l'ampoule et une partie d'extrémité permet de positionner des raccords de puissance. La cloison centrale est de préférence dotée d'aménagements permettant la solidarisation, avantageusement étanche, entre blocs de coupure et entretoises comme des passages pour rivets, la stabilité des raccords par rapport aux entretoises comme des protubérances de maintien, ainsi que le passage des organes fonctionnels de type tige d'entraînement simultané des blocs de coupure. Selon un mode de réalisation préféré, un évidement de passage de la tige d'entraînement simultané est associé à des moyens d'assistance mécanique permettant d'accélérer le déplacement de la tige entre la position fermée des blocs de coupure et la position ouverte et/ou inversement ; de préférence, les moyens d'assistance mécanique sont accumulateurs d'énergie, et notamment comprennent un ressort de torsion. La cloison centrale de l'entretoise selon l'invention est prolongée sur un côté orthogonal à la partie d'extrémité et destiné à former l'arrière du dispositif de coupure faisant face à la paroi d'accrochage de l'appareil de coupure, par un ou deux rebords de fond qui lui sont normaux ; les rebords peuvent être plans ou adaptés pour un montage sur rail, par exemple avec un épaulement muni d'un cliquet d'accrochage. La partie d'extrémité de la cloison est traversée dans son épaisseur et sur son bord destiné à être localisé en haut du dispositif, c'est-à-dire sur la face par laquelle le raccordement sur les plages amont des blocs de coupure peut être réalisé, par une fente : la fente sert de ligne de fuite par la formation d'un espace d'air entre deux bords isolants, et ses dimensions (profondeur et épaisseur) sont adaptées à la valeur normalisée des lignes de fuite. Parallèlement à la fente, la cloison est percée de part en part, dans sa partie d'extrémité, par un orifice destiné à la fixation du dispositif de coupure sur une platine de montage de sorte que les efforts dus au positionnement dans une armoire ou autre sont repris par les entretoises. La fente peut être remplacée par tout autre élément de fonction équivalente, notamment par une protubérance de forme complémentaire à la fente précédente, faisant saillie de la partie d'extrémité de la cloison, de part en part sur son épaisseur.
De préférence, l'orifice traversant la cloison est localisé au sein d'un support de mise en place d'un couvercle du dispositif de coupure, sensiblement parallèle au rebord de fond ; le support est également configuré pour permettre le passage des vis de serrage des bornes.
Avantageusement, un élément étanche protecteur de la vis est associé au support. A l'opposé de la partie d'extrémité, chaque face de la cloison peut être munie de moyens permettant de faciliter l'association à une ampoule unipolaire, par exemple des rainures de guidage et/ou le couplage à un déclencheur, par exemple des ergots de fixation, de sorte que les entretoises et les ampoules auxquelles elles sont mécaniquement liées par le serrage, reprennent les contraintes du déclencheur.
Sur chaque face, sur la partie d'extrémité jouxtant le bord muni de l'élément de ligne de fuite, la cloison peut être dotée de protubérances orthogonales permettant de délimiter des logements pour des bornes ; selon la nature de la chambre de coupure, une protubérance sur le haut de la cloison peut délimiter un passage d'évacuation des gaz ; la protubérance peut être évidée en demi-cercle de sorte que la juxtaposition de deux entretoises peut à cet endroit être traversée par la vis de serrage d'une borne.
Selon un mode de réalisation, la partie d'extrémité de l'entretoise destinée à former le haut du dispositif reste ouverte, c'est-à-dire que le montage des bornes peut être modifié quand les entretoises sont serrées et solidaires avec les ampoules ; dans un autre mode de réalisation, ce côté par lequel le raccordement sur les plages amont des blocs de coupure est réalisé peut être prolongé par un ou des rebords supérieurs, normaux aux rebords de fond et cloison centrale.
De préférence, les entretoises sont symétriques par rapport à la cloison centrale, et comprennent deux rebords de fond. Les entretoises sont avantageusement en plastique moulé. La juxtaposition de deux entretoises selon l'invention crée une cavité dont deux parois parallèles sont formées par les cloisons centrales, le fond et un côté sont formés par la juxtaposition des rebords de chaque entretoise : la juxtaposition des rebords de fond peut former une paroi de fond sensiblement étanche une fois l'assemblage et le serrage terminés, alors que la juxtaposition des rebords supérieurs éventuels forme une paroi munie d'au moins un orifice de passage des plages de raccordement des blocs de coupure, et les autres passages imposés par lesdits blocs, par exemple un passage d'évacuation des gaz.
L'invention concerne également un jeu d'une pluralité d'entretoises similaires qui peuvent être juxtaposées de façon à former au moins une cavité pour un bloc de coupure unipolaire. Le jeu d'entretoises peut être complété par des parois latérales permettant de fermer deux cavités d'extrémité et de constituer une enveloppe pouvant loger une pluralité de blocs de coupure et former ainsi un dispositif de coupure auquel peut être couplé un déclencheur pour former un appareil de coupure modulaire.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatifs, représentés dans les figures annexées. La figure 1, déjà décrite, illustre un disjoncteur multipolaire basse tension à double enveloppe selon l'art antérieur. Les figures 2A et 2B montrent schématiquement un bloc unipolaire de coupure et une partie de son boîtier pour un appareil de coupure selon un mode de réalisation préféré de l'invention.
Les figures 3A et 3B représentent des étapes de montage d'un appareil de coupure selon un mode de réalisation préféré de l'invention.
Les figures 4A et 4B montrent une entretoise et son assemblage pour un dispositif de coupure selon un mode de réalisation préféré. La figure 5 montre un autre mode de réalisation pour une entretoise.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PREFERE
Par souci de simplification de la présentation d'un mode de réalisation préféré de l'invention, les éléments composant l'appareil de coupure 1, et notamment les ampoules unipolaires 3 formant le dispositif de coupure 6, seront décrits en relation avec la position d'utilisation dans laquelle le disjoncteur 1 est mis en place dans un tableau, inverse de la figure 1, avec le nez 9 comprenant la manette vertical et parallèle à la paroi ou platine de montage, les plages de raccordement amont 4 sur la ligne électrique localisées en haut et le déclencheur 7 en bas. L'utilisation des termes relatifs de position, tels que « latéral », « supérieur », « fond », etc., ne doit pas être interprétée comme un facteur limitant.
Un appareil de coupure, généralement un disjoncteur, multipolaire selon l'invention 100 comprend un déclencheur 7 associé à un dispositif de coupure 600 comprenant une pluralité d'ampoules 10, ou blocs de coupure unipolaires, chaque bloc 10 permettant la coupure d'un seul pôle et se présentant avantageusement sous la forme d'un boîtier plat 12 en plastique moulé, avec deux grandes faces parallèles 14 distantes d'une épaisseur e d'ampoule 10 (figure 2B). Le boîtier 12 est formé de deux parties, de préférence symétriques en miroir, solidarisées l'une à l'autre par tout moyen adapté et comprenant chacun une grande face 14 : tel qu'illustré dans un mode de réalisation préféré en figure 2 A, un système complémentaire de type tenon/mortaise 16 permet l'ajustement des parties de boîtier 12 l'une sur l'autre, une des deux parties comprenant des ergots adaptés pour pénétrer dans des évidements de l'autre. Des aménagements 18 sont par ailleurs réalisés afin de permettre la juxtaposition des boîtiers 12 de bloc unipolaire 10 et leur solidarisation pour un disjoncteur multipolaire 100. Le boîtier 12 d'un bloc unipolaire 10 forme une cavité logeant les éléments de coupure. Selon un mode de réalisation préféré illustré, le mécanisme de coupure 20 est à double coupure rotative. De fait, le disjoncteur 100 selon l'invention est particulièrement destiné à des applications pouvant atteindre 800 A, pour lesquelles la simple coupure peut ne pas être suffisante ; qui plus est, au vu des choix technologiques, la double coupure rotative offre le meilleur compromis entre la performance électrique et l'encombrement spatial. Notamment, dans le mode de réalisation illustré, l'épaisseur e est de l'ordre de 22 mm pour un calibre 160 A.
Le mécanisme de coupure 20 est ainsi logé dans le boîtier 12 entre deux conducteurs fixes destinés à être raccordés par une plage amont 4 à la ligne d'alimentation et par une plage aval 5 au déclencheur 7 : chaque partie de boîtier comprend un évidement de passage correspondant. Un conducteur mobile 22 comprenant à chaque extrémité une plage de contact est monté pivotant entre une position d'ouverture dans laquelle les plages de contact sont écartées des conducteurs fixes et une position de passage de courant dans laquelle elles sont en contact avec chacun des conducteurs. Des chambres de coupure 24 sont associées à chaque zone de contact pour limiter les arcs électriques.
Avantageusement, chaque partie du boîtier 12 est moulée avec des aménagements internes permettant un positionnement relativement stable des différents éléments composant le mécanisme de coupure 20, en particulier deux logements symétriques pour chacune des chambres de coupure 24, et un logement central circulaire permettant la mise en place d'un barreau rotatif 26 couplé au conducteur mobile 22. Il est avantageux que le barreau rotatif 26 soit encadré de deux flasques lui servant notamment de paliers (voir la demande de brevet français FR 09 04456 intitulée : « bloc de coupure unipolaire comportant un pont de contact rotatif, dispositif de coupure comportant un tel bloc et disjoncteur comportant un tel dispositif ») : le logement central du boîtier 12 peut ainsi déboucher sur l'extérieur au niveau de l'axe de rotation du barreau 26 par un orifice 28 coopérant avec une protubérance des flasques.
Les ampoules unipolaires 10 sont destinées à être entraînées simultanément, et sont couplées à cette fin par au moins une tige 30 (figure 3 A), notamment au niveau du barreau 26, et par exemple par des orifices 32. Selon un mode de réalisation préféré, une seule tige d'entraînement 30 est utilisée et chaque partie de boîtier 12 comprend un orifice 34 en forme d'arc de cercle permettant au moins la mobilisation de la tige 30 le traversant entre la position de passage du courant et la position d'ouverture ; dans le mode de réalisation avec flasques, chacune des flasques comprend également un orifice, avec collerette pour le passage ajusté de la tige d'entraînement simultané 30.
Selon un mode de réalisation préféré, le montage du pont rotatif 22, 26 dans un bloc de coupure unipolaire 10 est « inversé » : il est souhaité (voir figure 3B) que le nez 9 du capot d'un disjoncteur 100 (comprenant le passage de débattement de la manette du mécanisme d'actionnement 8 des contacts), dans sa version normalisée de 45 mm, soit centré sur ledit disjoncteur 100 en fonctionnement, de manière à limiter le nombre de références des raccordements préfabriqués du système d'installation, et notamment des plastrons. A cette fin, une inversion du sens de rotation du barreau 26 a été choisie, c'est-à-dire que la plage de raccordement 5 vers le déclencheur 7 est localisée vers l'arrière du disjoncteur 100 et la plage de raccordement amont 4 est vers l'avant, au-dessus.
Dans cette configuration, avantageusement, le boîtier 12 du bloc de coupure 10 comprend en outre des aménagements permettant une optimisation de l'écoulement des gaz, tel que notamment décrit dans la demande de brevet français FR 09 04457 intitulée : « dispositif de coupure ayant au moins un bloc de coupure unipolaire comportant pont de contacts et disjoncteur comportant un tel dispositif ». De fait, lors de chaque coupure, des gaz éventuellement chargés de particules polluantes sont générés, notamment dans les chambre de coupure 24 depuis les plages de contact : il est préférable de les diriger loin des appareils disposés à proximité de ces plages, en particulier du déclencheur 7 qui peut être électronique et donc très sensible. Classiquement, y compris lorsque le sens de rotation est inversé, l'échappement des gaz est effectué vers le rail de montage (paroi de fond) et/ou sous les plages de raccordement 5 du déclencheur 7 ; il est préconisé de ramener les gaz vers le haut, et si possible l'avant, du bloc de coupure 10 pour éviter la pollution de la partie inférieure du disjoncteur 100 et les éventuels amorçages électriques afférents. En particulier, la forme sensiblement parallélépipédique de l'enveloppe du mécanisme de coupure 20 est prolongée sur le côté avant par un canal d'échappement des gaz 38 afin de les diriger de la plage aval 5 (couplée au déclencheur 7) vers la partie supérieure de l'appareil de coupure 100, avec un orifice débouchant 40.
Par ailleurs, avantageusement, les gaz du contact relié à la plage amont 4 sont eux aussi dirigés vers ce canal d'échappement 38 pour être écartés des moyens de montage de l'appareil de coupure 100, notamment un rail DIN et/ou une platine, ainsi que des raccords de puissance. A cette fin, un canal d'écoulement latéral 42 est aménagé à l'extérieur du mécanisme de coupure 20, avec notamment deux orifices 44A, 44B débouchant de chaque partie du boîtier 12 vers le canal externe 42 à l'ampoule 10, qui peut être creusé dans la paroi du boîtier 12 ou ajouté entre les ampoules 10. Comme, selon l'invention, les blocs unipolaires 10 sont assemblés par l'intermédiaire d'entretoises 46 pour former la double enveloppe 48, il est avantageux de tirer parti de cette architecture pour intégrer le canal d'écoulement 42 latéral à entretoise 46.
De fait, contrairement à l'art antérieur, l'enveloppe externe 48 du dispositif de coupure 600 n'est pas formée par un boîtier moulé 2 dans lequel se mettent en place les ampoules 10 couplées de façon fonctionnelle : tel qu'illustré en figure 3 A, un nombre n de blocs unipolaires 10 similaires correspondant au nombre de pôles du disjoncteur 100 (trois dans le mode illustré), dont l'un, de préférence central, est muni d'un mécanisme d'actionnement classique 8, est juxtaposé avec un nombre n-1 d'entretoises 46 les séparant, et fermé par deux parois latérales externes 50 pour former un dispositif de coupure 600 à double enveloppe qui peut, tel qu'usuel, être associé à un déclencheur 7. Ce choix architectural tire parti au maximum de la modularité du système tout en gardant les aspects fonctionnels : diverses options, telles que le nombre n de pôles, la largeur / du dispositif 100, 600, le choix du déclencheur 7,... sont possibles avec un nombre limité d'éléments de référence. En particulier, tel qu'illustré en figures 4 et 5, les entretoises 46, 146 sont en plastique moulé et comprennent principalement une cloison centrale 52, 152, destinée à être parallèle aux grandes faces 14 des ampoules 10, et un fond 54, 154 sensiblement normal à la cloison centrale 52, 152 sur son côté arrière ; avantageusement, le fond 54 d'une entretoise 46 est formé de deux rebords 54A, 54B symétriques de chaque côté de la cloison 52. La juxtaposition de deux entretoises 46 définit ainsi une cavité 56 dans laquelle se loge un bloc de coupure unipolaire 10. Avantageusement, les rebords de fond 54 opposés des deux entretoises 46 referment la cavité 56 sur son arrière lors du serrage des entretoises 46 l'une sur l'autre, mais d'autres options sont possibles, suivant les normes en vigueur et les conditions de montage. La juxtaposition des rebords de fond 54 forme le fond du dispositif de coupure 600 du disjoncteur 100, qui peut être destiné à différents types de montage ; en particulier, tel qu'illustré en figures 4, les rebords de fond 54 peuvent être conçus de façon à permettre un accrochage direct sur un rail DIN, avec un épaulement 58 et d'éventuels moyens adaptés, tels un nez d'accrochage 60. Pour d'autres utilisations, tel qu'illustré en figure 5, les rebords 154 peuvent être pleins et plats.
La cloison centrale 52, 152 de chaque entretoise 46, 146 comprend une partie principale de séparation dont la forme est sensiblement incluse dans la forme de la grande face 14 du bloc de coupure 10 ; son épaisseur d est sensiblement constante, à l'exception des aménagements fonctionnels, avec moulage intégral sur son côté arrière des deux rebords de fond 54A, 54B. La face aval des ampoules 10 est destinée à venir se coupler, au niveau des plages 5, à un déclencheur 7 ; ce dernier assurera l'étanchéité de sorte que l'enveloppe 48 peut rester dénuée de paroi à cet endroit, et le côté inférieur des entretoises 146 peut rester dénué de toute protubérance (figure 5). Pour faciliter le montage du déclencheur 7, il peut être avantageux de munir ce côté de moyens de solidarisation, par exemple un guide de fixation 62 permettant par exemple un ancrage des vis de serrage entre ampoule 10 et déclencheur 7 ; des rainures de guidage 64 peuvent également être prévues sur les faces de la cloison centrale 52 sur ce bord de façon à permettre une insertion facile, stable et précise des blocs unipolaires 10, voire du dispositif de déclenchement 7 (figure 4A).
La cloison centrale 52 des entretoises 46 délimite les cavités 56 dans lesquelles les ampoules de coupure 10 sont en place ; les moyens de solidarisation des éléments entre eux, en particulier des orifices 66, 166 de passage de rivets sont prévus ; les moyens de solidarisation comprennent aussi des formes complémentaires de sorte que l'ensemble entretoise 46, 146 / ampoule 10 est compact et forme un ensemble mécanique unitaire, le maintien étant stable et sur une surface suffisante. Tel que mentionné plus haut, entretoise 46 peut comprendre des aménagements permettant de définir le canal latéral 42 d'évacuation des gaz ; avantageusement, le canal 42 est partiellement gravé dans la grande face externe 14 du boîtier de l'ampoule 10, entre les deux orifices de passage 44, et un élément correspondant 68, 168, gravure et/ou contour en saillie, sur la cloison centrale 52, 152 permet, lors de la juxtaposition et du serrage de l'entretoise 46 sur l'ampoule 10, de diriger précisément les gaz de l'orifice d'évacuation 44A à l'orifice haut 44B le long de la cloison 52 vers le canal d'échappement 38.
La cloison centrale 52, 152 est par ailleurs notamment munie de passages 70, 170 pour les organes fonctionnels reliant les ampoules : dans le mode de réalisation préféré, un évidement 70, 170 de passage de la tige d'entraînement 30 des différents blocs unitaires 10 est prévu. Les évidements 70, 170 peuvent être partiellement obstrués, notamment au niveau de la partie supérieure, pour des raisons de stabilité et rigidification.
Selon un mode de réalisation préféré, le passage de la tige d'entraînement 30 des barreaux 26 est associé à des moyens d'assistance mécanique 72, 172. En particulier, selon un mode de réalisation, les moyens d'assistance mécanique peuvent comprendre des moyens faisant ressort, notamment un ressort de torsion 72, permettant d'activer le dispositif 600 en ouverture. De fait, il est souhaité que la durée d'ouverture des contacts, notamment en cas de déclenchement, soit la plus faible possible, et il peut arriver que le dispositif de coupure précédent 600 soit un peu lent, avec les risques de réamorçage en coupure à tension élevée (690 V) et les faibles performances en surcharge et/ou endurance afférents. Afin de pallier ce problème tout en respectant les contraintes dimensionnelles préconisées, il est possible de mettre en place des moyens d'accélération en début d'ouverture (FR 2 762 768), en particulier des moyens accumulateurs d'énergie, que l'on peut, dans le cas présent, intégrer à l'entretoise 46. Selon un mode de réalisation préféré, un ressort 72 est intégré à la cloison centrale 52 et agit directement sur la tige 30 lors de son mouvement depuis la position de passage du courant : en position fermée du dispositif de coupure, les moyens accumulateurs 72 sont contraints, c'est-à-dire notamment que, lors de l'ouverture, l'équipage mobile (barreau 26, conducteur mobile 22, moyens d'actiormement 8) est propulsé par les ressorts du mécanisme d'actiormement 8 mais aussi par l'énergie stockée dans les moyens d'assistance 72.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens d'assistance mécanique 172 agissent en fermeture : en fin de course de fermeture des contacts, l'énergie excédentaire du mécanisme d'actiormement 8 est partiellement stockée dans des moyens accumulateurs 172, qui peuvent aussi comprendre un ressort de torsion, de façon à diminuer la contrainte sur les autres parties de l'enveloppe 48 du disjoncteur 100. Il est en outre ainsi possible de sur-dimensionner les ressorts du mécanisme d'actionnement 8 sans craindre les phénomènes de rebond ou de déclenchement intempestif sur choc de manœuvre. Les deux moyens d'assistance mécanique peuvent être associés sur une même entretoise ; il est possible de doter de ressorts d'assistance mécanique 72, 172 seulement les deux entretoises 46 encadrant l'ampoule de coupure 10 munie du mécanisme d'actionnement 8 et/ou seulement l'entretoise associée à une ampoule de coupure d'extrémité, déportée dans le cas d'un disjoncteur tétrapolaire, et/ou seulement les entretoises utilisées pour certaines gammes de puissance. Selon un mode de réalisation avantageux d'un point de vue logistique, toutes les entretoises 46 comprennent un élément d'assistance mécanique 72.
Le côté supérieur de la cloison centrale 52 des entretoises 46 est destiné à être mis en place face aux plages amont 4 des ampoules 10 et à former la face supérieure 74 du dispositif de coupure 100. En particulier, la cloison centrale 52, 152 comprend une partie 76, 176 adjacente à ce côté supérieur qui n'est pas destinée à être juxtaposée à une ampoule de coupure 10, mais à porter les éléments de raccordement de la ligne d'alimentation sur la plage amont 4 ; la partie d'extrémité 76, 176 de la cloison est de taille sensiblement égale à la longueur saillante de ladite plage 4. De préférence, la cloison centrale 52, 152 comprend sur ladite partie d'extrémité 76, 176 des moyens de maintien 78, 178 de bornes de raccordement 80 ; en particulier, des protubérances 78, 178 sensiblement normales à la cloison 52, 152 et parallèles aux rebords de fond 54, 154 permettent de délimiter un logement d'une borne à cage 80 qui est placée autour de la plage 4. De préférence, deux protubérances 78 encadrent un logement, la protubérance supérieure 78A étant munie d'un évidement de passage d'une vis de la borne 80. Avantageusement, une des protubérances 82, 182 est localisée sur la cloison centrale 52, 152, au niveau du bord opposé et parallèle au rebord de fond 54, 154 : la protubérance 82, 182 peut alors servir de support à un couvercle de fermeture. Le support 82, 182 ainsi composé est lui aussi muni d'un évidement permettant le passage d'une vis de la borne 80 ; il peut être confondu avec la protubérance supérieure 78A, mais, dans le mode de réalisation préféré, l'espace entre le support 82 et la protubérance supérieure 78A permet de définir un passage correspondant au passage 40 d'évacuation des gaz de l'ampoule 10.
Selon le mode de réalisation et/ou la norme en vigueur, la partie 176 d'extrémité de la cloison 152 peut être dotée de rebords supérieurs 184 fermant partiellement les logements définis par les protubérances 178 (figure 5) ; dans ce cas, il est avantageux, comme pour les rebords de fond 154, que les rebords supérieurs 184 soient complémentaires pour former une paroi pleine lors de la solidarisation entre entretoises 146 et ampoules 10, à l'exception de passages pour l'évacuation des gaz et l'accès aux plages de raccordement 4. Si cependant il est souhaité d'associer au dispositif de coupure 100 selon l'invention une offre large de possibilités de raccordement, il est envisageable de limiter les rebords supérieurs 84 à la section des protubérances 78 et support 82 dans leur épaisseur (figures 3 et 4) : de cette façon, l'accès à la plage de raccordement 4 est libre et il est possible de choisir le type de raccordement directement au cours de l'installation, en utilisant par exemple un raccordement modulaire tel que décrit dans le document FR 2 687 248. Le côté supérieur 84 de la cloison centrale 52 des entretoises 46 est destiné à former la face supérieure 74 du dispositif de coupure 100 : tel qu'il est requis par les normes, des éléments destinés à former les lignes de fuite sont donc prévus pour séparer les unités de coupure 10 l'une de l'autre. En particulier, des fentes 86 sont présentes dans l'épaisseur de la cloison centrale 52, 152 ; la fente 86 s'étend orthogonalement à la partie de fond sur une profondeur et une largeur constantes de sorte que, quelle que soit la forme des entretoises 46, la paroi supérieure du dispositif de coupure 100 comprenne entre chaque pôle une fente 86 traversante entre le fond et la face du dispositif de coupure 600, dont les dimensions sont adaptées à la norme définie pour la valeur de la ligne de fuite, et délimitée par deux bords isolants comprenant l'épaisseur résiduelle de la cloison centrale 52, 84 et les éventuels rebords 54, 82 qui lui sont associés. Un élément saillant 186 peut remplacer la fente 86, par exemple une protubérance de forme complémentaire de la rainure illustrée en figures 4 : tel que schématisé en figure 5, l'élément 186 fait saillie du côté supérieur et dans l'épaisseur de la cloison centrale 152. Parallèle au plan de la cloison 152 et d'épaisseur inférieure, il la traverse de part en part depuis le rebord de fond 154 jusqu'à la face du dispositif de coupure 600. Parallèlement à l'élément de fuite 86, 186, la cloison 52, 152 est percée d'un orifice traversant 88, 188 permettant de coupler l'appareil de coupure 100 à une platine de montage ou autre support. De fait, les contraintes mécaniques occasionnées par l'accrochage sur une paroi verticale du disjoncteur 100 sont reprises directement par son enveloppe 48 et, selon l'invention, par les entretoises 46, 146 formant la partie de rigidifïcation de l'appareil 100 : les cloisons centrales 52, 152, au niveau de leur partie d'extrémité supérieure 76, 176, sont dotées des moyens adéquats 88, 188.
Les parois latérales 50 achevant la réalisation du dispositif de coupure 600 correspondent fonctionnellement plus ou moins à une moitié d'entretoise 46 ; la paroi 50 cependant, contrairement à la cloison centrale 52, est de forme sensiblement rectangulaire afin de former une enveloppe 48 de dispositif de coupure de forme conventionnelle sur laquelle peut être adapté tout type de déclencheur 7. En particulier, la paroi latérale 50 comprend une face externe sensiblement plane, et une face interne munie des mêmes aménagements (canal latéral 68', protubérance de maintien 78', support 82') que la cloison centrale 52 des entretoises 46, à l'exception de la découpe 70 de passage de la tige d'entraînement 30 (ainsi que des moyens accumulateurs associés 72) ; les rebords de fond 54' et support 82' sont sensiblement identiques à ceux des entretoises 46, mais ne se situent naturellement que sur un côté de la paroi latérale 50.
Il apparaît ainsi que la taille générale de l'enveloppe 48 du disjoncteur 100 est déterminée par l'épaisseur d des cloisons centrales 52 et parois latérales 50, ainsi que l'épaisseur e des ampoules 10. Il devient ainsi possible, avec les mêmes blocs unipolaires de coupure 10, de modifier la largeur / du disjoncteur 100, voire sa hauteur h. Certes, un encombrement minimal en hauteur, entre les plages de raccordement amont 4 du disjoncteur 100 et les plages de raccordement aval du déclencheur 7 est toujours souhaité ; dans une option préférée, la hauteur de l'appareil 100 de gamme 160 A est de l'ordre de 130 mm avec un déclencheur 7 standard, et le dispositif de coupure 600 fait moins de 90 mm de hauteur h. Par contre, la largeur / du disjoncteur 100 répond de préférence à des standards qu'il est possible, au vu de l'architecture selon l'invention, d'aisément choisir ; la distance entre le milieu de deux ampoules 10 détermine le pas p du dispositif de coupure 100, qui est de préférence constant et conforme aux usages.
En effet, les cloisons 52 des entretoises 46 et les parois latérales 50 sont associées aux ampoules 10 de façon serrée, de façon à assurer étanchéité du passage de gaz et support mécanique des ampoules 10. Il est ainsi possible, pour la même épaisseur e d'ampoule 10, d'ajuster l'épaisseur d des cloisons 52 pour répondre aux critères de pas polaire p métrique ou impérial. En particulier, pour un appareil 100 de gamme 160 A, les blocs de coupure unitaires 10 sont conçus pour une adaptation à un pas polaire p selon les systèmes en vigueur, par exemple e = 22 mm, et deux jeux d'entretoise 46 sont prévus, l'un pour le pas polaire impérial (1 pouce, soit 25,4 mm) et l'autre pour le pas métrique classique multiple de 9 mm, et notamment p = 27 mm de largeur totale des cavités 56 prise depuis le centre de chaque cloison centrale 52, c'est-à-dire une cloison centrale 52 d'épaisseur moyenne respective d = 3,4 et d = 5 mm (l'épaisseur moyenne d correspond à l'épaisseur de la cloison 52 sur sa partie de séparation, à l'exclusion des protubérances fonctionnelles, par exemple au niveau du canal latéral 68 ou des aménagements complémentaires de solidarisation 66 aux ampoules 10). Il est avantageux, pour respecter le pas p global dans l'armoire de montage que les parois latérales 50 aient une épaisseur également modifiée, correspondant à la moitié de l'épaisseur moyenne d des cloisons centrales 52. Selon une autre option, l'épaisseur de la cloison 52 reste identique pour les deux jeux d' entretoises, mais les protubérances permettant la solidarisation étanche des ampoules sont plus ou moins larges. Cette modularité peut également être mise à profit pour prévoir des entretoises 46 adaptées au mode de montage des disjoncteurs 100, et notamment munies ou non sur leurs rebords de fond 54 de moyens d'accrochage 58, 60 sur un rail DIN. D'autres fonctionnalités peuvent par ailleurs être mises en place dans ou sur les entretoises 46, comme des capteurs ou autres.
Le procédé d'assemblage d'un disjoncteur multipolaire 100 comprend ainsi la juxtaposition, éventuellement avec emboîtement coulissant, d'un nombre n de blocs de coupure 10 identiques, l'un des blocs, de préférence central, étant muni d'un mécanisme d'actionnement 8, chaque bloc 10 étant séparé d'un bloc adjacent par une entretoise 46 ; selon l'option choisie, les bornes 80 peuvent être mises en place autour des plages de raccordement 4 amont à ce stade. Ces 2n-l éléments 10, 46, éventuellement associés à n bornes 80, sont solidarisés pour former un ensemble étanche par des moyens adaptés, en particulier par rivetage dans les orifices prévus 66, et associés à la tige d'entraînement simultané 30, qui est insérée dans les barreaux 26 des blocs de coupure 10. L'ensemble de coupure est ensuite refermé par les parois latérales 50, la finition et le serrage de cet assemblage étant réalisés par exemple par des rivets traversants. Selon un mode de réalisation préféré, l'assemblage est complété par une solidarisation des supports 82 des entretoises 46 entre eux par l'intermédiaire de dispositifs de renfort 90 autour des orifices de passage des vis des bornes 80. En particulier, les renforts 90 (figure 5) peuvent comprendre une enveloppe tabulaire 92 destinée à protéger la vis contre les gaz s'échappant par le passage 40, ainsi qu'à protéger l'utilisateur d'un accès direct aux vis, l'enveloppe 92 étant associée à une extrémité à une plaque 94 orthogonale pouvant se coupler aux supports 82 de deux entretoises 46, ou d'une entretoise 46 et d'une paroi latérale 50. Des moyens de guidage tels des trous et/ou ergots complémentaires peuvent être prévus dans la plaque 94 et le support 82 ; un clipsage peut également être envisagé. L'ensemble est refermé par un couvercle 96 par tout moyen adapté, pour former un dispositif de coupure qui peut ensuite être associé, par sa face inférieure, à tout déclencheur 7 de mêmes largeur / et nombre de pôles : grâce à cette configuration, le déclencheur 7 peut ainsi être défini à un stade avancé de l'assemblage. Qui plus est, dans le mode de réalisation préféré dans lequel le sens de rotation du barreau 26 est inversé, la mise en place du déclencheur 7 et son couplage au dispositif de coupure 600 sont facilités par l'accès depuis le fond du dispositif de coupure et le guidage par des rainures sur les ampoules 10 (voir figure 2B) ou sur les entretoises 46, et/ou des ergots 62 d'ancrage dans les entretoises 46. Selon une alternative, le couvercle 96 n'est mis en place que sur l'ensemble de coupure déjà associé au déclencheur 7, en « débordant » des entretoises 46 et en recouvrant la totalité de la face avant de l'appareil de coupure 100.
Le disjoncteur 100 ainsi obtenu permet de répondre au mieux aux contraintes industrielles a priori antinomiques suivantes :
- la même architecture peut être utilisée pour toute la gamme jusqu'à 800 A grâce à l'utilisation d'une double coupure à pont rotatif, non limitée ;
la fiabilité des mécanismes de coupure 20 et leur optimisation est assurée par l'utilisation de solution éprouvées ;
le déclencheur 7 peut être raccordé par le dessous au dispositif de coupure 600, ce qui donne la meilleure accessibilité aux vis de raccordement, grâce à une inversion du sens de rotation du pont de coupure 26 ;
- l'interchangeabilité des déclencheurs 7 est complète permettant une différenciation très retardée des appareils 100 ;
l'appareil de coupure 100 reste peu encombrant, notamment en hauteur h en dépit des performances et de la modularité optimisées, les différentes fonctions étant intégrées dans une enveloppe prédéfinie, qui peut être de 130 mm pour un 160 A, grâce notamment à une évacuation des gaz modifiée ;
- deux pas polaires p, notamment 25,4 et 27 mm pour 160 A, sont possibles en modifiant un nombre minime de pièces constitutives (entretoises 46, parois latérales 50, couvercle 96), qui plus est simples à réaliser, en plastique moulé ; les différents systèmes de mise en place dans les équipements électriques, notamment sur rail DIN, peuvent être utilisés en modifiant des pièces unitaires 46, 50 en plastique moulé ;
le nez 9 de 45 mm du couvercle 96 de l'appareil de coupure 100 est centré, en particulier à 42,5 mm, grâce à l'inversion du sens de rotation dans les blocs de coupure 10, ce qui permet d'utiliser des plastrons d'habillage symétriques dans les armoires ;
les gaz de coupure ne sont pas évacués à côté du déclencheur 7, ce qui limite la pollution sur cet élément qui peut être sensible, notamment dans sa version électronique, et libère du volume ;
l'échappement des gaz n'est pas non plus réalisé sous les raccordements 4, 5 du disjoncteur 100, ce qui limite les risques d'amorçage en coupure ;
le raccordement de puissance 80 peut être modulaire, selon le choix des entretoises 46, 146 ;
diverses fonctions peuvent être modifiées et/ou ajoutées tard dans la fabrication par une modification des entretoises 46 qu'il est possible de changer très tardivement.
Bien que l'invention ait été décrite en référence à un appareil de coupure tripolaire 100 comprenant toutes les fonctionnalités préférées, elle ne s'y limite pas : les différentes options peuvent être combinées dans d'autres configurations ; en particulier, les options décrites en relation avec l'un ou l'autre des modes de réalisation des entretoises 46, 146 illustrées en figures 4 et 5 peuvent être combinées de façon différente et/ou omises. Par exemple, les entretoises 46 peuvent être en L et non en T, avec deux types de parois latérales 50 différentes. Par ailleurs, le mode de réalisation présenté s'adapte à tout type de coupure, et notamment à des blocs 10 unipolaires à double coupure en translation, avec modification afférente des formes et épaisseurs ; de même, si une gamme d'appareils à 250 A, respectivement 630 A, est prévue, il est aisé de modifier les pas p prévus (par exemple 35 mm et 1,5 pouces, respectivement 45 mm).

Claims

REVENDICATIONS
1. Entretoise (46) pour séparer deux blocs de coupure unipolaires (10), chaque bloc (10) étant compris dans un boîtier (12) avec deux grandes faces (14) écartées d'une épaisseur (e) de bloc (10) qui loge un mécanisme de coupure (20) entre une plage de raccordement amont (4) et une plage de raccordement aval (5), le bloc (10) étant muni de moyens (34) permettant un entraînement simultané par une tige (30), ladite entretoise (46) comprenant :
- une cloison centrale (52), comprenant une partie d'extrémité supérieure (76), destinée à être localisée face aux plages de raccordement amont (4), et une partie de séparation, dont la forme est sensiblement incluse dans la grande face (14) des blocs de coupure (10) et comprend un évidement (70) de passage de la tige (30) d'entraînement simultané des blocs de coupure (10) ;
des moyens de solidarisation (66) permettant un serrage orthogonal à ladite cloison (52) ;
au moins un rebord de fond (54) sensiblement normal à la cloison centrale (52) ;
- un élément (86) formant ligne de fuite, dont les dimensions sont normalisées en fonction des blocs de coupure (10), orthogonal au rebord de fond (54) et d'épaisseur inférieure à celle (d) de la cloison centrale (52), ladite épaisseur étant prise orthogonalement aux grandes faces (14), ledit élément (86) étant associé au côté de la partie d'extrémité supérieure (76) opposé à la partie de séparation, dans son épaisseur, en s'étendant de part en part de la cloison centrale (52) depuis le rebord de fond (54) jusqu'au bord opposé ;
- un orifice traversant (88) parallèle à l'élément formant ligne de fuite (86) dans l'épaisseur (d) de la cloison centrale (52).
2. Entretoise (46) selon la revendication 1 dans lequel l'élément formant ligne de fuite est une fente (86) orthogonale au rebord de fond (54), traversant la cloison centrale (52) sur une profondeur et une largeur constantes.
3. Entretoise (46) selon l'une des revendications 1 ou 2 comprenant en outre des moyens d'assistance mécanique (72) au niveau de l'évidement (70) de passage de façon à agir sur la tige d'entraînement (30).
4. Entretoise (46) selon la revendication 3 dans laquelle les moyens d'assistance mécanique comprennent un ressort de torsion (72) en position comprimée par la tige d'entraînement (30) lorsque le mécanisme de coupure (20) est en position fermée ou ouverte.
5. Entretoise (46) selon l'une des revendications 1 à 4 comprenant en outre un support (82) sensiblement parallèle au rebord de fond (54) pour coupler un couvercle (96), ledit support (82) comprenant l'orifice débouchant (88) et l'extrémité de l'élément formant ligne de fuite (86).
6. Entretoise (46) selon l'une des revendications 1 à 5 dans laquelle la partie d'extrémité supérieure (76) de la cloison centrale (52) comprend des protubérances (78) pour délimiter des logements de raccords de puissance (80) et/ou de passage des gaz (40).
7. Entretoise (46) selon la revendication 6 comprenant en outre un rebord supérieur (84) sensiblement normal à la cloison centrale (52) et fermant au moins un logement de la partie d'extrémité (76).
8. Entretoise (46) selon l'une des revendications 1 à 7 symétrique par rapport à la cloison centrale (52).
9. Jeu comprenant au moins deux entretoises (46) selon l'une des revendications 1 à 8 similaires pouvant être juxtaposées de sorte à définir une cavité (56) dont le fond est formé par au moins un rebord de fond (54) d'une entretoise (46), et dans laquelle peut se mettre en place un bloc de coupure unipolaire (10) et sa tige d'entraînement simultané (30) de sorte que le serrage de deux entretoises (46) autour d'un bloc de coupure unipolaire (10) forme un ensemble étanche.
10. Jeu selon la revendication 9 comprenant en outre deux parois latérales (50) de façon à former un alignement fermé de cavités (56) pour des blocs de coupure unipolaires (10).
11. Dispositif de coupure (600) comprenant un jeu d'entretoises selon la revendication 10 et un nombre de blocs unipolaires de coupure (10) correspondant au nombre de cavités (56) logés dans lesdites cavités (56), un des blocs unipolaires (10) étant associé à un mécanisme d'actionnement (8) et les blocs étant reliés par une tige d'entraînement (30) commune.
12. Appareil de coupure (100) comprenant un dispositif de coupure (600) selon la revendication 11 , un déclencheur (7) couplé au dispositif de coupure, et un couvercle (96) fermant la face comprenant le mécanisme d'actionnement (8).
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