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DESCRIPTION DISJONCTEUR AUTOMATIQUE A MISE A LA TERRE
Dans les installations de distribution d'électricité aux usagers, les compagnies de distribution installent des appareils appelés disjoncteurs, lesquels se comportent comme des interrupteurs automatiques pour la coupure du courant. par déclenchement thermique ou par déclenchement magnétique, dans le cas de surintensités ou de courts-circuits, et qui jouent en outre le rôle différentiel.
A propos desdits appareils, selon la présente invention. on propose des perfectionnements qui améliorent la réalisation sous l'aspect de la construction ainsi que le comportement fonctionnel, en permettant ainsi une adaptation de comportement en qualité de disjoncteurs automatiques à mise à la terre, dans le cadre des normes des disjoncteurs de raccordement d'abonnés.
On prévoit en particulier un appareil modulaire dans lequel des mécanismes complets sont intégrés individuellement pour un pôle neutre et pour chacune des phases électriques utilisées, de manière que ces mécanismes reçoivent indépendamment l'action des déclenchements résultant des causes qui correspondent aux lignes de phase ou de neutre respectives, tous ces mécanismes agissant les uns sur les autres pour se placer en commun en situation ouverte ou fermée.
Chaque mécanisme prévu pour les phases du courant est inclus dans un circuit qui comprend un shunt d'étalonnage disposé en parallèle avec un actionneur à bimétal du déclenchement thermique, cet ensemble en parallèle étant connecté en série avec la bobine du dispositif actionneur du déclenchement magnétique.
On obtient de cette façon un ensemble fonctionnel avec lequel on obtient que le bimétal soit l'actionneur des ouvertures du mécanisme interrupteur en réponse à des surintensités de jusqu'à dix fois l'intensité nominale pour laquelle l'appareil a été taré, le dispositif magnétique étant de son côté l actionneur des déclenchements pour surintensités supérieures à cette valeur indiquée.
D'autre part, en combinaison avec le bimétal actif par lequel passe le courant électrique à contrôler, on inclus un autre accessoire à bimétal, lequel est associé au bimétal actif à une extrémité, tandis qu'à l'autre extrémité, il est réuni à un élément actionneur du déclenchement thermique, formé d'une pièce basculante qui. au moyen d'un bras radial et d'une bielle, est relié au mécanisme interrupteur d'ouverture du circuit électrique.
Le dispositif de déclenchement thermique est ainsi formé par un ensemble de deux bimétaux, dans une forme où le bimétal actif agit sur le bimétal accessoire dans le cas de surintensité, pour provoquer l'ouverture du mécanisme lorsque la
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température que le passage du courant détermine dans le circuit excède une valeur déterminée ; tandis que le bimétal accessoire compense les variations auxquelles les changements de la température ambiante peuvent donner lieu. afin que le déclenchement se produise toujours dans le voisinage d'un même niveau de surintensité.
Les shunts d'étalonnage des différents modules intégrés dans l'appareil sont en outre reliés au moyen d'un entraîneur commun pour les éléments mobiles des dispositifs d'étalonnage de tous les modules, ledit entraîneur étant associé à une crémaillère dentée. laquelle engrène avec un pignon associé à une roue qui porte des indications relatives aux intensités d'étalonnage dans les différentes positions pouvant être sélectionnées.
Les éléments mobiles des dispositifs d'étalonnage des modules sont fixés en position au moyen d'une vis de verrouillage de la position, de sorte que, par un simple desserrage de ces vis, lesdits éléments mobiles peuvent être déplacés en commun par l'entraîneur, de sorte que tous restent toujours dans la même position sélective.
L'ensemble dispose donc d'un unique élément avec lequel on réalise en une seule fois l'étalonnage de tous les modules intégrés dans l'appareil, avec indication, visible de l'extérieur, des valeurs de l'étalonnage qu'on établit au moyen du réglage.
L'ensemble structural de l'appareil est formé d'une base ou d'un corps inférieur qui sert de logement et de support pour le montage des éléments constitutifs du mécanisme fonctionnel. l'ensemble étant recouvert d'une carcasse ou d'un corps supérieur dont le montage s'effectue par accouplement sur la base inférieure, avec encliquetage de verrouillage au moyen d'un accrochage entre des formations correspondantes que les deux corps présentent à cet effet.
Ce verrouillage par accrochage entre les deux corps précités, inférieur et supérieur, établit une retenue provisoire qui permet le démontage. lequel permet une vérification du montage et du fonctionnement du mécanisme fonctionnel après avoir établi la fermeture avec possibilité d'ouvrir pour les éventuelles corrections nécessaires.
Dans le cas où l'on vérifie que le montage et le fonctionnement sont corrects, on met en place des pièces de verrouillage, accouplables par simple insertion, lesquelles sont verrouillées par encliquetage précisément à 1 "intérieur, lesdites pièces déterminant un blocage des formations de verrouillage entre les
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corps supérieur et inférieur, en empêchant que ces corps puissent être désaccouplés.
Le montage est donc ainsi très simple, avec possibilité d'ouverture pour l élimination des défauts, pendant le processus de montage, de sorte qu'on obtient finalement. grâce à l'incorporation des pièces de verrouillage. un plombage qui empêche le démontage et les manipulations du mécanisme par les usagers de l'appareil.
Le corps supérieur de l'ensemble définit une zone de logement pour le dispositif de réglage correspondant, laquelle zone est recouverte au moyen d'un couvercle qui se place en accouplement articulé, avec des accrochages de fermeture qui permettent le plombage accessoire provisoire, pour éviter que les
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usagers n'effectuent des manipulations dans le dispositif de réglage. p c tr
Sur les zones de bornes de connexion électrique d'entrée et de sortie de l'appareil. sont montées à leur tour des carcasses de protection qui s'assemblent aussi par un accouplement encliqueté, lesquelles peuvent à leur tour être accessoirement plombées pour éviter les manipulations étrangères, du moins dans la zone des connexions d'entrée.
Au-dessus des bornes de connexion elles-mêmes, on prévoit en supplément le montage de plaques de sécurité qui se placent en accouplement par encastrement. dont la fonction est d'éviter la possibilité d'introduire les doigts jusqu'aux bornes et le risque de subir des accidents.
Avec tout ceci. on obtient un disjoncteur sensiblement amélioré, sous les aspects de la construction et du fonctionnement. par rapport à ceux qui existent actuellement. avec l'aspect, les dimensions et la forme de la fixation d'un disjoncteur modulaire particulier.
La figure 1 représente une vue en coupe de l'appareil auquel l'invention se rapporte, en laissant voir le mécanisme correspondant à une phase électrique, ledit mécanisme étant en position de fermeture.
La figure 2 est une vue correspondant à une coupe. comme la précédente, avec le mécanisme en position d'ouverture.
La figure 3 est une vue en coupe de l'appareil qui laisse voir le mécanisme correspondant au pôle neutre.
La figure 4 est une vue en perspective du corps intérieur de l'appareil. dans la zone destinée au montage du mécanisme d'une phase.
La figure 5 est une vue en perspective comme la précédente, prise d'un
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autre angle.
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La figure 6 est un schéma du circuit électrique qui correspondant au montage du mécanisme d'une phase. selon l'invention.
La figure 7 est un schéma du circuit électrique correspondant au montage du mécanisme d'une phase dans un disjoncteur classique.
La figure 8 est une vue en plan de l'appareil. sans la carcasse supérieure. sur laquelle on peut voir la disposition du dispositif de réglage de l'étalonnage et sa relation commune avec les différents mécanismes de phase inclus dans l'appareil.
La figure 9 est une vue en coupe en élévation de l'appareil. avec le détail du dispositif de réglage de l'étalonnage, et sans la représentation des autres éléments du mécanisme correspondant.
La figure 10 est une vue en coupe de l'appareil analogue à la précédente, selon un autre plan de coupe vertical.
La figure 11 est une vue en perspective éclatée de l'ensemble du dispositif d'étalonnage commun à tous les mécanismes d'un même appareil.
La figure 12 représente une coupe générale de la structure d'un appareil disjoncteur, sans les mécanismes de l'intérieur
La figure 13 est une vue en perspective de la base ou du corps inférieur de la structure selon l'invention.
La figure 14 est une vue en perspective de la carcasse ou du corps supérieur qui peut s'accoupler sur la base précitée.
La figure 15 est une vue en perspective du couvercle de fermeture de la zone de logement du dispositif de réglage de l'étalonnage.
La figure 16 est une vue en perspective qui correspond à la représentation d'une des plaques de sécurité pouvant être montées au-dessus des bornes de connexion.
La figure 17 est une vue en perspective qui correspond à la représentation d'une des carcasses de protection des zones de bornes de connexion.
La figure 18 est une vue en perspective de la même carcasse précitée, vue dans une autre position.
La figure 19 est un détail en perspective éclatée de la disposition de montage du couvercle de fermeture du logement du dispositif d'étalonnage et de la carcasse de protection de la zone des bornes à l'extrémité correspondante de l'appareil.
La figure 20 est une vue en perspective de l'ensemble du détail précité à l'état monté.
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L'objet de l'invention se rapporte à un disjoncteur du type de ceux qu'on utilise comme interrupteurs automatiques modulaires pour la coupure des installations électriques en réponse à des surintensités ou à des courts-circuits, et elle propose des perfectionnements qui affectent le comportement fonctionnel et la réalisation constructive desdits appareils. ainsi que le dispositif d'étalonnage des mécanismes correspondants avec détection de la fuite à la terre.
En particulier, l'appareil est prévu dans une réalisation modulaire, et il comprend comprenant à l'intérieur d'une même carcasses 1. des mécanismes indépendants pour un pôle neutre, selon la figure 3. et pour les phases électriques. selon les figures 1 et 2, tous ces mécanismes étant reliés entre eux pour agir ensemble dans les positionnements de fermeture et d'ouverture.
Tous les mécanismes peuvent être actionnés en commun, manuellement. au moyen d'une manette 2. cependant qu'il est prévu, pour chaque mécanisme, un dispositif d'extinction des courts-circuits. qui comprend essentiellement une chambre 3 d'extinction des étincelles et une piste d'arc 4.
Chaque mécanisme comprend en outre un contact fixe 5 et un contact mobile 6. ce dernier étant relié à un ensemble actionneur 7 qui détermine le positionnement du contact mobile 6 en appui contre le contact fixe 5 ou dans une position espacée de ce dernier.
Chaque mécanisme de phase fait partie d'un circuit électrique qui part d'un connecteur d'entrée 8. lequel est connecté, au moyen d'un câble 9. à une extrémité de la bobine 10 d'un dispositif actionneur magnétique, tandis que l'autre extrémité de la bobine 10 précitée est connectée au contact fixe 5.
Le contact mobile 6 est connecté, de son côté. au moyen d'une tresse conductrice 1 L à un shunt 12 d'étalonnage du courant nominal pour lequel on souhaite l'appareil, ledit shunts étant connecté par l'autre extrémité à un connecteur de sortie 13 et. en même temps, au moyen d'une tresse conductrice 14 connecté aussi à un bimétal 15, lequel est connecté, à l'autre extrémité, à travers un conducteur 16. à l'extrémité de la bobine 10 connectée au dispositif interrupteur formé par les contacts 5 et 6.
On obtient ainsi un circuit comme celui de la figure 6. dans lequel la bobine 10 du dispositif actionneur magnétique est en série avec l'ensemble du shunt 12 et du bimétal 15 disposés en parallèle, d'une façon différente de celle qu'on trouve dans les appareils classiques de ce type. dans lesquels, comme représenté sur la figure 7. la bobine 10 du dispositif magnétique et le bimétal 15 sont en série, leur ensemble étant parallèle avec le shunt > 12 d'étalonnage.
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Le bimétal 15 par lequel passe le courant électrique est en outre associé à un autre bimétal 16 de manière que les deux bimétaux 15 et 16 soient reliés entre eux à une extrémité au moyen d'une attache 17. le bimétal accessoire 16 étant relié. à l'autre extrémité, à un élément 18 qui est constitué par une pièce qui peut basculer en tournant sur elle-même. et d'où part radialement un bras 19 comme le montrent les figures 3. 4 et 5.
A l'extrémité du bras 19 est accrochée une bielle 20. laquelle établit la
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liaison avec l'ensemble 7 actionneur du contact mobile 6. comme on t'observe sur la figure 3.
Pour l'application pratique, on branche l'appareil en connectant les mécanismes respectifs aux phases correspondantes et au neutre du réseau d'alimentation électrique. au moyen des connecteurs d'entrée 8. tandis qu'on connecte l'installation de l'usager à contrôler aux connecteurs de sortie 13.
Compte tenu de cette disposition pratique. le comportement fonctionnel de chaque mécanisme de phase est le suivant :
Lorsque l'ensemble des contacts 5 et 6 est fermé, comme la figure 1 le représente, le courant électrique entre à travers le connecteur d'entrée 8 et passe par le câble 9 vers la bobine 10 du dispositif magnétique.
De la bobine 10 le courant passe au contact fixe 5. d'où il passe au contact mobile 6 par le point d'appui 21 entre les deux. en passant ensuite. à travers la tresse conductrice 11, au circuit parallèle formé par le shunt 12 et le bimétal 15. de 1" ensemble duquel il passe ensuite au connecteur de sortie 13.
Le courant électrique passe donc en totalité à travers la bobine 10 du dispositif magnétique tandis que. dans le circuit parallèle, il se divise entre le shunt 12 et le bimétal 15.
Cette disposition permet d'appliquer l'appareil à une large gamme d'intensités, puisque le shunt 12 et le bimétal 15 n'ont à supporter qu'une partie du courant général, de sorte que le réglage est plus simple et les matières du shunt 12 et du bimétal 15 peuvent être utilisées pour des intensités du courant général qui sont beaucoup plus élevés.
Fonctionnellement. ladite disposition a pour effet que le bimétal 15 sert à signaler des surintensités plus faibles, par exemple de jusqu'à dix fois l'intensité nominale établie pour l'appareil, la bobine 10. par laquelle passe toute l'intensité
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étant l'élément qui est chargé de signaler les surintensités supérieures à cette ZD valeur.
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Le dispositif magnétique auquel appartient la bobine 10 permet de cette façon une réponse instantanée aux grandes surintensités ponctuelles. comme celles qui résultent de courts-circuits. de sorte que. lorsque ceci se produit. te dispositif
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magnétique de la bobine 10 agit sur l'ensemble 7 actionneur du contact mobile 6 c ionneur du contact mobile 6 en faisant en sorte que celui-ci se sépare du contact fixe 5. dans une action de déclenchement qui laisse le circuit ouvert. dans la position de la figure 2.
Si le courant qui circule dans l'appareil se trouve au-dessous de la limite d'étalonnage établie, ta partie dudit courant qui passe par le bimétal 15 a pour
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effet que ce dernier s'échauffe et prend une température de régime dans laquelle il Zr se maintient inactif.
Lorsqu'il se produit une surintensité qui excède la limite d'étalonnage mentionnée, mais sans atteindre des valeurs excessivement élevées. comme c'est le cas pour des surconsommations dans l'installation contrôlée. Je bimétal 15 signale ladite surintensité par un plus grand échauffement. ledit bimétal 15 subissant alors une flexion qui permet d'actionner le déclenchement de l'ouverture des contacts 5 et 6 à ces niveaux de surintensité.
Lorsqu'il fléchit, le bimétal 15 agit sur le bimétal accessoire 6 au moyen de l'attache 17, de sorte que ledit bimétal accessoire 16 fait tourner l'élément 18, lequel, au moyen du bras 19. tire sur la bielle 20. de sorte que celle-ci fait actionner l'ensemble 7 actionneur du contact mobile 6. avec pour résultat que celui-ci se sépare du contact fixe 5. dans une action de déclenchement qui. de même, laisse le circuit ouvert dans la position de la figure 2.
De cette façon. lorsqu'il se produit des fortes surintensités. comme celles qui ont pour origine des courts-circuits. la bobine 10 donne lieu à un déclenchement magnétique d'ouverture du circuit interne de l'appareil. tandis que, lorsqu il se produit des surintensités de plus faible valeur qui ont pour origine des surconsommations dans l'installation contrôlée. le bimétal 15 donne lieu, au travers du bimétal accessoire 16. à un déclenchement thermique qui. de même, détermine l'ouverture du circuit interne de l'appareil.
Au moyen du shunt 12. on peut étalonner l'appareil pour l'intensité nominale que l'on désire, tandis qu'en combinaison avec le bimétal 15. est prévue une vis actionnable 22 au moyen de laquelle on peut régler la tension dudit bimétal 15 pour adapter la flexion de ce dernier en fonction de la température.
Le bimétal accessoire 16 compense de son côté les variations auxquelles les changements de la température ambiante peuvent donner lieu dans le comportement du bimétal actionneur 15. pour que le déclenchement thermique se
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produise toujours en accord avec l'intensité d'étalonnage nominal, c'est-à-dire en compensant les variations que les changements de la température ambiante peuvent provoquer dans la température que le circuit prend sous ['cftet du courant.
Le dispositif de réglage de l'étalonnage consiste, pour chaque mécanisme de phase, en un shunt 12 indépendant, muni d'un élément mobile 23 correspondant (voir figure 11 pour déterminer les diverses positions d'étalonnage pouvant être sélectionnées, ledit élément 23 pouvant être immobilisé dans les différentes positions au moyen d'une vis 24 respective.
Selon 1 "invention, tous les dispositifs de réglage de I'étalonnage qui correspondent aux différents mécanismes de phase intégrés dans l'ensemble de l'appareil sont reliés en commun au moyen d'un même élément actionneur 25. comme on l'observe sur les figures 8 et 11.
Ledit élément commun 25 présente, dans une branche, des formations 26 qui forment des emboîtures sur les vis 24 des ( (shunts)) 12 des différents mécanismes inclus dans l'appareil. de sorte que. en desserrant les vis 24 précitées. on peut régler en une seule fois, au moyen de l'élément commun 25 précité. l'étalonnage de tous les mécanismes sur la même valeur d'intensité nominale que l'on souhaite, de sorte qu'il est très facile de réaliser cette opération.
L'ensemble peut aussi comprendre une unique vis 24 de fixation, en combinaison avec l'élément mobile 23 de l'un des shunts M 12 et. en combinaison avec les éléments mobiles 23 des autres shunts 12 un simple élément de retenue et d'entraînement, qui puisse être emboîté dans l'élément actionneur commun 25 ce qui simplifie encore davantage l'opération du réglage puisqu'il suffit d'effectuer le desserrage et le serrage d'une seule vis 24. comme on l'observe sur la figure 8.
L'élément 25 comprend en outre une autre branche dans laquelle est définie une crémaillère dentée 27. laquelle engrène avec un pignon 28 auquel est associée une roue 29 dans la périphérie de laquelle est prévue l'incorporation de signaux ou références relatifs aux valeurs de l'étalonnage dans les différentes positions du réglage.
La périphérie de ladite roue 29 est visible de l'extérieur à travers un voyant ou une fenêtre ménagée à travers la carcasse 1 de l'appareil, de sorte que, lorsqu'on établit la position du réglage, et sous l'effet du déplacement de l'élément 25. la valeur correspondante de l'étalonnage est indiquée par la roue 29 précitée. ce qui facilite l'opération de réglage sur la valeur désirée, et constitue un
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témoin qui reste comme signe indicateur de la valeur pour laquelle l'appareil est étalonné.
Selon les figures 12 à 20, l'ensemble structurel de l'appareil est formé d'une base ou d'un corps inférieur 30 où est défini un large logement central 31 pour le montage des éléments constitutifs de l'ensemble fonctionnel. tandis qu'aux extrémités, il forme une série de logements 32 pour le montage des bornes électriques destinées aux connexions d'entrée et de sortie.
Sur la base 30 précitée, peut être fixé une carcasse ou un corps supérieur 33 dont le montage s'effectue par emboîtement sur la base 30. dans lequel il s'établit un encliquetage de verrouillage par accrochage entre des formations correspondantes 34 et 35 des deux corps 30 et 33.
Cet accrochage de verrouillage entre les formations 34 et 35 détermine une retenue qui maintient provisoirement l'accouplement des corps précités 30 et 33. de sorte que, lorsque les éléments de l'ensemble fonctionnel ont été disposés dans la base ou le corps inférieur 30. on ferme la structure par le montage du corps supérieur')'). la disposition et le fonctionnements correct des mécanismes pouvant être vérifiés, avec possibilité d'ouverture, si nécessaire, pour effectuer une éventuelle rectification.
Lorsqu'on a vérifié la disposition et le fonctionnement corrects des mécanismes, on emboîte dans la partie inférieure des pièces de verrouillage 36, lesquelles établissent une retenue par encliquetage dans le volume intérieur, grâce à des formations dentées appropriées 37, en restant sans possibilité d'extraction.
Lesdites pièces de verrouillage 36 forment en outre une butée 38 qui établit le blocage de l'encliquetage entre les formations 34 et 35 des corps 30 et 33, avec
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pour résultat que ceux-ci ne peuvent plus se désaccoupler sans rupture. de sorte que la fermeture de la structure est bloquée avec une absolue sécurité, en empêchant ainsi que les usagers puissent accéder à l'intérieur et manipuler les mécanismes.
Les logements 32 que le corps inférieur 30 forme aux extrémités pour les bornes de connexion sont complétés par des logements respectifs 39 définis dans le corps supérieur 33 d'une façon correspondante.
Ledit corps supérieur 32 forme en supplément une zone 40 prévue pour le logement du dispositif de réglage de l'étalonnage électrique des mécanismes fonctionnels, pour les valeurs sélectives du courant nominal ; et. au-dessus de cette zone 40 est disposé un couvercle de fermeture 41 ayant pour fonction d'empêcher les usagers d'accéder au dispositif de réglage précité.
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Ce couvercle 41 est disposé en montage articulé au moyen de pivots 42 qui établissent un emboîtement tournant sur le corps 33. tandis que. dans le bord opposé, sont définis des accrochages de fermeture 43 dans lesquels peut être incorporé un plombage provisoire accessoire pour interdire l'ouverture par les usagers.
Sur les zones extrêmes occupées par les logements complémentaires 32 et 39 de montage des bornes de connexion électrique d'entrée et de sortie de l'appareil. sont en supplément incorporées des carcasses de protection 44. lesquelles se fixent à leur tour par encastrement et retenue encliquetée au moyens de formations d'accrochage 45.
Lesdites carcasses 44 se présentent dans un montage basculant qui permet de les ouvrir pour avoir accès aux bornes de connexion : ces carcasses étant dotées d'une possibilité de plombage provisoire accessoire, pour éviter, du moins dans la partie qui correspond aux bornes des connexions d'entrée, la manipulation desdites bornes par les usagers.
Au-dessous des logements des bornes, on prévoit en supplément le montage de plaques de sécurité 46. comme celle représentée sur la figure 16, lesquelles se disposent en accouplement par emboîtement au moyen de pivots 47 dans des orifices d'insertion correspondant 48 définis par le corps 33 dans la zone des logements 39 des bornes et au moyen de pattes extrêmes 49 dans des logements 50 correspondants.
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DESCRIPTION OF EARTH CIRCUIT BREAKER
In the installations for distributing electricity to users, the distribution companies install devices called circuit breakers, which behave like automatic switches for cutting the current. by thermal trip or by magnetic trip, in the case of overcurrents or short circuits, and which also play the differential role.
Regarding said devices, according to the present invention. improvements are proposed which improve the construction aspect as well as the functional behavior, thus allowing an adaptation of behavior as automatic grounding circuit breakers, within the framework of the standards for circuit breakers for connection of subscribers.
In particular, a modular device is provided in which complete mechanisms are integrated individually for a neutral pole and for each of the electrical phases used, so that these mechanisms independently receive the action of trips resulting from the causes which correspond to the phase lines or respective neutral, all these mechanisms acting on each other to place themselves in common in an open or closed situation.
Each mechanism provided for the phases of the current is included in a circuit which includes a calibration shunt arranged in parallel with a bimetal actuator for thermal triggering, this assembly in parallel being connected in series with the coil of the actuator device for magnetic triggering.
In this way we obtain a functional assembly with which we obtain that the bimetal is the actuator of the openings of the switch mechanism in response to overcurrents of up to ten times the nominal current for which the device has been calibrated, the device magnetic being on its side the actuator of trips for overcurrents higher than this indicated value.
On the other hand, in combination with the active bimetal through which the electric current to be controlled passes, another bimetal accessory is included, which is associated with the active bimetal at one end, while at the other end, it is combined to an actuator element for thermal triggering, formed of a tilting part which. by means of a radial arm and a connecting rod, is connected to the opening circuit switch mechanism of the electrical circuit.
The thermal trip device is thus formed by a set of two bimetals, in a form where the active bimetal acts on the accessory bimetal in the event of overcurrent, to cause the opening of the mechanism when the
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temperature that the passage of current determines in the circuit exceeds a determined value; while the accessory bimetal compensates for the variations that changes in ambient temperature can give rise to. so that tripping always occurs in the vicinity of the same overcurrent level.
The calibration shunts of the various modules integrated into the device are also connected by means of a common trainer for the mobile elements of the calibration devices of all the modules, said trainer being associated with a toothed rack. which meshes with a pinion associated with a wheel which carries indications relating to the calibration intensities in the various positions which can be selected.
The mobile elements of the module calibration devices are fixed in position by means of a position locking screw, so that, by simply loosening these screws, said mobile elements can be moved in common by the driver , so that all of them always remain in the same selective position.
The set therefore has a single element with which one calibrates all the modules integrated in the device at one time, with indication, visible from the outside, of the calibration values that are established by means of the adjustment.
The structural assembly of the device is formed by a base or a lower body which serves as housing and support for the mounting of the constituent elements of the functional mechanism. the whole being covered with a carcass or an upper body, the mounting of which is effected by coupling on the lower base, with locking snap by means of an attachment between corresponding formations which the two bodies have for this purpose .
This locking by hooking between the two aforementioned bodies, lower and upper, establishes a temporary retainer which allows disassembly. which allows a verification of the mounting and operation of the functional mechanism after establishing the closure with the possibility of opening for any necessary corrections.
In the case where it is verified that the assembly and the operation are correct, locking parts are put in place, which can be coupled by simple insertion, which are locked by snap-fastening precisely 1 "inside, said parts determining a blocking of the formation of interlock between
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upper and lower body, preventing these bodies from being uncoupled.
The assembly is thus very simple, with the possibility of opening for the elimination of faults, during the assembly process, so that one finally obtains. thanks to the incorporation of locking parts. a seal which prevents disassembly and manipulation of the mechanism by users of the device.
The upper body of the assembly defines a housing zone for the corresponding adjustment device, which zone is covered by means of a cover which is placed in an articulated coupling, with closing hooks which allow temporary accessory sealing, to avoid that
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users do not carry out manipulations in the adjustment device. p c tr
On the areas of electrical input and output connection terminals of the device. protective carcases are in turn mounted which are also assembled by a snap-in coupling, which can in turn be incidentally sealed to avoid foreign manipulation, at least in the area of the input connections.
Above the connection terminals themselves, provision is made for the mounting of safety plates which are placed in interlocking coupling. whose function is to avoid the possibility of inserting fingers to the terminals and the risk of suffering accidents.
With all of this. a significantly improved circuit breaker is obtained, in terms of construction and operation. compared to those that currently exist. with the appearance, dimensions and shape of the attachment of a particular modular circuit breaker.
Figure 1 shows a sectional view of the apparatus to which the invention relates, showing the mechanism corresponding to an electrical phase, said mechanism being in the closed position.
Figure 2 is a view corresponding to a section. like the previous one, with the mechanism in the open position.
Figure 3 is a sectional view of the device which shows the mechanism corresponding to the neutral pole.
Figure 4 is a perspective view of the interior body of the apparatus. in the area for mounting the phase mechanism.
Figure 5 is a perspective view like the previous one, taken from a
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another angle.
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Figure 6 is a diagram of the electrical circuit which corresponds to the mounting of the mechanism of a phase. according to the invention.
Figure 7 is a diagram of the electrical circuit corresponding to the mounting of the mechanism of a phase in a conventional circuit breaker.
Figure 8 is a plan view of the apparatus. without the upper frame. on which we can see the arrangement of the calibration adjustment device and its common relationship with the different phase mechanisms included in the device.
Figure 9 is a sectional elevational view of the apparatus. with the detail of the calibration adjustment device, and without the representation of the other elements of the corresponding mechanism.
Figure 10 is a sectional view of the device similar to the previous, according to another vertical section plane.
Figure 11 is an exploded perspective view of the entire calibration device common to all the mechanisms of the same device.
Figure 12 shows a general section of the structure of a circuit breaker, without the mechanisms of the interior
Figure 13 is a perspective view of the base or the lower body of the structure according to the invention.
Figure 14 is a perspective view of the carcass or the upper body which can mate on the aforementioned base.
Figure 15 is a perspective view of the closure cover of the housing area of the calibration adjustment device.
Figure 16 is a perspective view which corresponds to the representation of one of the safety plates which can be mounted above the connection terminals.
FIG. 17 is a perspective view which corresponds to the representation of one of the protective carcasses of the connection terminal areas.
Figure 18 is a perspective view of the same aforementioned carcass, seen in another position.
Figure 19 is an exploded perspective detail of the mounting arrangement of the closure cover of the housing of the calibration device and the protective casing of the terminal area at the corresponding end of the device.
Figure 20 is a perspective view of all of the aforementioned detail in the assembled state.
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The object of the invention relates to a circuit breaker of the type that is used as modular automatic switches for cutting electrical installations in response to overcurrents or short circuits, and it proposes improvements which affect the functional behavior and constructive realization of said devices. as well as the device for calibrating the corresponding mechanisms with earth leakage detection.
In particular, the device is provided in a modular embodiment, and it comprises, inside a same carcass 1. independent mechanisms for a neutral pole, according to FIG. 3. and for the electrical phases. according to Figures 1 and 2, all of these mechanisms being interconnected to act together in the closed and open positions.
All mechanisms can be operated jointly, manually. by means of a lever 2. however that there is provided, for each mechanism, a device for extinguishing short-circuits. which essentially comprises a chamber 3 for extinguishing sparks and an arc track 4.
Each mechanism further comprises a fixed contact 5 and a mobile contact 6. the latter being connected to an actuator assembly 7 which determines the positioning of the mobile contact 6 bearing against the fixed contact 5 or in a position spaced from the latter.
Each phase mechanism is part of an electrical circuit which starts from an input connector 8. which is connected, by means of a cable 9. to one end of the coil 10 of a magnetic actuator device, while the other end of the aforementioned coil 10 is connected to the fixed contact 5.
The movable contact 6 is connected, for its part. by means of a conductive braid 1 L to a shunt 12 for calibrating the nominal current for which the apparatus is desired, said shunts being connected by the other end to an output connector 13 and. at the same time, by means of a conductive braid 14 also connected to a bimetal 15, which is connected, at the other end, through a conductor 16. to the end of the coil 10 connected to the switch device formed by the contacts 5 and 6.
A circuit like that of FIG. 6 is thus obtained in which the coil 10 of the magnetic actuator device is in series with the assembly of the shunt 12 and the bimetal 15 arranged in parallel, in a manner different from that found in conventional devices of this type. in which, as shown in Figure 7. the coil 10 of the magnetic device and the bimetal 15 are in series, their assembly being parallel with the shunt> 12 calibration.
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The bimetal 15 through which the electric current passes is also associated with another bimetal 16 so that the two bimetals 15 and 16 are interconnected at one end by means of a clip 17. the accessory bimetal 16 being connected. at the other end, to an element 18 which is constituted by a part which can tilt by turning on itself. and from which an arm 19 starts radially, as shown in FIGS. 3. 4 and 5.
At the end of the arm 19 is hung a connecting rod 20. which establishes the
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connection with the assembly 7 actuator of the movable contact 6. as seen in FIG. 3.
For practical application, the device is connected by connecting the respective mechanisms to the corresponding phases and to the neutral of the power supply network. by means of the input connectors 8. while the installation of the user to be checked is connected to the output connectors 13.
In view of this practical provision. the functional behavior of each phase mechanism is as follows:
When all of the contacts 5 and 6 are closed, as FIG. 1 shows, the electric current enters through the input connector 8 and passes through the cable 9 to the coil 10 of the magnetic device.
From the coil 10 the current flows to the fixed contact 5. from which it passes to the movable contact 6 via the fulcrum 21 between the two. then passing. through the conductive braid 11, to the parallel circuit formed by the shunt 12 and the bimetal 15. of 1 "assembly from which it then passes to the output connector 13.
The electric current therefore passes entirely through the coil 10 of the magnetic device while. in the parallel circuit, it divides between shunt 12 and bimetal 15.
This arrangement makes it possible to apply the device to a wide range of intensities, since the shunt 12 and the bimetal 15 only have to support part of the general current, so that the adjustment is simpler and the materials of the shunt 12 and bimetal 15 can be used for general current intensities which are much higher.
Functionally. said arrangement has the effect that the bimetal 15 is used to signal lower overcurrents, for example up to ten times the nominal current established for the device, the coil 10. through which passes all the intensity
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being the element which is responsible for signaling overcurrents greater than this ZD value.
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The magnetic device to which the coil 10 belongs in this way allows an instant response to large point overcurrents. like those that result from short circuits. so that. when this happens. the device
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magnetic of the coil 10 acts on the set 7 actuator of the movable contact 6 c ionneur of the movable contact 6 by causing the latter to separate from the fixed contact 5. in a tripping action which leaves the circuit open. in the position of figure 2.
If the current flowing in the device is below the established calibration limit, the part of the current flowing through the bimetal 15 is for
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effect that the latter heats up and takes a operating temperature in which it Zr remains inactive.
When an overcurrent occurs which exceeds the mentioned calibration limit, but without reaching excessively high values. as is the case for overconsumption in the controlled installation. I bimetal 15 signals said overcurrent by greater heating. said bimetal 15 then undergoing a bending which makes it possible to actuate the triggering of the opening of contacts 5 and 6 at these overcurrent levels.
When it bends, the bimetal 15 acts on the accessory bimetal 6 by means of the fastener 17, so that said accessory bimetal 16 rotates the element 18, which, by means of the arm 19. pulls on the connecting rod 20. so that the latter actuates the set 7 actuator of the movable contact 6. with the result that the latter separates from the fixed contact 5. in a tripping action which. similarly, leave the circuit open in the position of figure 2.
In this way. when high overcurrents occur. like those that originate from short circuits. the coil 10 gives rise to a magnetic opening of the internal circuit of the device. while, when lower overcurrents occur which originate from overconsumption in the controlled installation. the bimetal 15 gives rise, through the accessory bimetal 16. to a thermal trip which. similarly, determines the opening of the internal circuit of the device.
By means of the shunt 12. the apparatus can be calibrated for the nominal intensity that is desired, while in combination with the bimetal 15. there is provided an actuatable screw 22 by means of which the tension of said bimetal can be adjusted 15 to adapt the bending of the latter as a function of the temperature.
The accessory bimetal 16 for its part compensates for the variations to which changes in the ambient temperature can give rise in the behavior of the actuator bimetal 15. So that the thermal tripping occurs
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always produces in accordance with the nominal calibration intensity, that is to say by compensating for the variations that changes in the ambient temperature can cause in the temperature that the circuit takes under the current.
The calibration adjustment device consists, for each phase mechanism, of an independent shunt 12, provided with a corresponding mobile element 23 (see FIG. 11 to determine the various calibration positions that can be selected, said element 23 being able to be immobilized in the different positions by means of a respective screw 24.
According to the invention, all of the calibration adjustment devices which correspond to the different phase mechanisms integrated into the whole of the apparatus are connected in common by means of the same actuator element 25. As can be seen in Figures 8 and 11.
Said common element 25 has, in a branch, formations 26 which form sockets on the screws 24 of the ((shunts)) 12 of the different mechanisms included in the device. so that. by loosening the aforementioned screws 24. can be adjusted at one time, by means of the aforementioned common element 25. the calibration of all the mechanisms to the same nominal current value as desired, so that this operation is very easy.
The assembly may also include a single fixing screw 24, in combination with the movable element 23 of one of the shunts M 12 and. in combination with the movable elements 23 of the other shunts 12 a simple retaining and driving element, which can be fitted into the common actuator element 25 which further simplifies the operation of the adjustment since it suffices to carry out the loosening and tightening with a single screw 24. as seen in Figure 8.
The element 25 further comprises another branch in which is defined a toothed rack 27. which meshes with a pinion 28 with which is associated a wheel 29 in the periphery of which is provided the incorporation of signals or references relating to the values of l calibration in the different adjustment positions.
The periphery of said wheel 29 is visible from the outside through a sight glass or a window formed through the carcass 1 of the device, so that, when the position of the adjustment is established, and under the effect of displacement of element 25. the corresponding value of the calibration is indicated by the aforementioned wheel 29. which facilitates the setting operation on the desired value, and constitutes a
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indicator which remains as a sign indicating the value for which the device is calibrated.
According to FIGS. 12 to 20, the structural assembly of the apparatus is formed from a base or from a lower body 30 where a large central housing 31 is defined for mounting the constituent elements of the functional assembly. while at the ends, it forms a series of housings 32 for mounting the electrical terminals intended for the input and output connections.
On the aforementioned base 30, a carcass or an upper body 33 can be fixed, the mounting of which is effected by interlocking on the base 30. in which there is established a locking snap by hooking between corresponding formations 34 and 35 of the two bodies 30 and 33.
This locking attachment between the formations 34 and 35 determines a retainer which temporarily maintains the coupling of the aforementioned bodies 30 and 33. so that, when the elements of the functional assembly have been arranged in the base or the lower body 30. the structure is closed by mounting the upper body ')'). the arrangement and correct functioning of the mechanisms that can be checked, with the possibility of opening, if necessary, to carry out a possible correction.
When the correct arrangement and functioning of the mechanisms have been verified, the locking parts 36 are fitted in the lower part, which establish a snap-in retention in the interior volume, by means of appropriate toothed formations 37, remaining without the possibility of 'extraction.
Said locking pieces 36 also form a stop 38 which establishes the locking of the latching between the formations 34 and 35 of the bodies 30 and 33, with
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as a result, they can no longer uncouple without breaking. so that the closing of the structure is blocked with absolute security, thus preventing users from accessing the interior and manipulating the mechanisms.
The housings 32 which the lower body 30 forms at the ends for the connection terminals are completed by respective housings 39 defined in the upper body 33 in a corresponding manner.
Said upper body 32 additionally forms a zone 40 provided for housing the device for adjusting the electrical calibration of the functional mechanisms, for the selective values of the nominal current; and. above this zone 40 is disposed a closing cover 41 having the function of preventing users from accessing the aforementioned adjustment device.
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This cover 41 is arranged in articulated mounting by means of pivots 42 which establish a rotary interlocking on the body 33. while. in the opposite edge, closure hooks 43 are defined in which an accessory provisional seal can be incorporated to prevent opening by users.
On the extreme areas occupied by the complementary housings 32 and 39 for mounting the electrical connection terminals for input and output of the device. are additionally incorporated protective carcases 44. which in turn are fixed by embedding and snap-retained retainer by means of attachment formations 45.
Said carcases 44 are presented in a tilting assembly which makes it possible to open them to gain access to the connection terminals: these carcases being provided with a possibility of additional provisional sealing, to avoid, at least in the part which corresponds to the terminals of the connections d entry, manipulation of said terminals by users.
Below the terminal housings, provision is also made for mounting safety plates 46. like that shown in FIG. 16, which are arranged in interlocking coupling by means of pivots 47 in corresponding insertion holes 48 defined by the body 33 in the housing area 39 of the terminals and by means of end tabs 49 in corresponding housing 50.