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-trrupteur automatique pour installations particulières z- 1. d'éclairage et autres".
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La présente invention concerne un interrupteur automatique pour installations particulières d'éclairage ou de petite force motrice, convenant particulièrement pour être utilisé oomm& limiteur de courant ou comme petit disjoncteur,
On sait que les réseaux de distribution font actuellement un usage de plus en plus étendu'de ce genre d'appareils,non seulement pour le contrôle de la consommation des abonnés à forfait, mais aussi pour la protection des installations ordinaires,
Il existe de nombreux types d'interrupteur s automatiques dans lesquels les organes magnétiques et thermiques sont combinés, le plus souvent,
de manière à provoquer le déclenchement par l'in-
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tervention des organes magnétiques en ans do @ourt-@irouit, et par l'intervention des organes thermiques en cas de surchar, ge modérée,mais plus ou moins prolongée.
Dans quelquetypes d'appareils, le fonctionnement se produit en deux temps, les éléments thermiques provoquant la mise en action des organes magnétiques. Dans ce cas, la courbe de fonctionnement de l'appareil correspond uniquement à celle du dispositif thermique et on ne peut pas, à proprement parler,le qualifier de thermo-magnétique. par contre, dans les autres dispositifs thermo-magnétiques on observe, en général, les inconvénients suivants : 1 / Le oourant traversant successivement les dispositifs thermique et magnétique, la chute de tension est relativement notable.
2 / Le dispositif thermique agissant directement sur le méca. nisme de déclenchement doit être à même d'exercer des efforts assez considérables, ce qui nuit à sa sensibilité,rend le réglage plus difficile et provoque une assez grande irrégularité de fonctionnement pour les très faibles suroharges.
3 Le dispositif magnétique étant constamment traversé par le courant,ne peut comporter qu'un enroulement en fil de forte section et à petit nombre de tours sous peine d'être exposé à des éohauffements excessifs et de provoquer une ohute de tension exagérée,surtout en courant alternatif.
Des électro-aimants répondant à ces conditions,ne sont à morne d'intervenir qu'en cas de très fortes surintensités,
Le dispositif faisant l'objet de la présente invention est con@u de manière à écarter ces inconvénients par une combi-. naison nouvelle et plus avantageuse des dispositifsmagnétiques et thermiques habituels.
Conformément à l'invention,le mécanisme de déclenchement
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n'est normalement pas traversé par le courant principal,mais se trouve inséré dans le circuit par l'action du dispositif thermique en cas de surcharge-. Toutefois, une certaine dériva- tion du courant principal traverse toujours l'électro-aimant, de telle sorte qu'en cas de forte surintensité ce oourant dérivé détermine le déclenchement indépendamment de l'inter- vention du dispositif thermique.
Afin de mieux fixer les idées, l'invention sera décrite plus en détails ci-après avec référence à la figure annexée donnant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, le schéma d'un mode de réalisation de l'invention.
Référant à la figure , on constate que le courant rencontre successivement en traversant l'appareil : a) Le contact principal 1 constituant l'interrupteur proprement dit; b) Un élément thermique 8 tel qu'un bilame déformable à chauf- fage direct ou indirect ou tout autre thermostat équivalent; c) L'enroulement d'un électro-aimant de déclenchement 3 mis en court-circuit par une dérivation 4, dans lequel est inséré le contact auxiliaire 5.
Le contact prinoipal i, dont l'ouverture et la fermeture sont commandées à la main de la manière habituelle, se trouva sous la dépendance d'un mécanisme de déclenchement actionné par l'électro-aimant 3. D'une façon générale, ce mécaniame de déclenchement sera organisé de manière à empêcher la refermeture de l'interrupteur 1 aussi longtemps que le défaut persiste et qu'un courant excessif tend à s'établir dans le circuit,
L'élément thermique 2 est disposé de manière à ouvrir' le contact auxiliaire 5 dès que sa déformation sous l'effet de la chaleur atteint une valeur déterminée.
En général, on munira le contact auxiliaire d'un dispositif compensateur des variations de la température ambiante, de manière qua l'ouverture de ce contact corresponde toujours à une même élévation de la
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température de l'élément thermique. Ce dernier sera en outre muni d'un dispositif de réglage approprié permettant de modi- fier le moment de l'ouverture du contact auxiliaire.
Enfin, on pourra,le cas échéant, insérer dans le circuit 4 une résistanoe d'app@@t 6, dont la rôle sera examiné ci-. après.
L'examen du schéma montre immédiatement le fonctionnement de l'appareil. Le passage du gourant détermine un certain échauffement de l'élément thermique, mais aussi longtemps que les intensités restent normales ou que les surcharges ne se prolongent pas au delà de la durée admise, les déformations ou la dilatation de'l'élément thermique restent trop petites pour provoquer l'ouverture du contact auxiliaire 5.
Dans ces conditions, la majeure partie du oourant passe par le court-circuit 4 et la faible fraction du courant total qui se dérive par l'enroulement 3 est insuffisante pour provo- quer le fonctionnement de celui-ci.
Par contre, en cas de surintensités, l'élément thermique ouvre le oontaot auxiliaire 5 et dès cet instant la totalité du courant est obligée de traverser l'enroulement 3, qui inter- vient alors et détermine le déclenchement.
En cas de surintensité violente et brusque ou de court- circuit, l'électro-aimant intervient avant que l'élément ther- mique ait eu le temps de se déformer assez pour ouvrir le contact auxiliaire 5, car la dérivation de oourant à travers l'électro 3,tout en restant une faible fraction du oourant total aaquiert cependant une valeur suffisante pour en déter miner le fonctionnement,, 'il y a lieu, on peut d'ailleurs en insérant dans le circuit 4 la résistance d'appoint 6 (dont la valeur est du res- te très faible) augmenter la proportion du courant dérivé à travers l'électro-aimant et abaisser la valeur de la surinten-
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ment.
On constate immédiatement les avantages de ce dispositif.
L'élément thermique ne doit exercer comme effort mécanique que celui extrêmement faible,requis par l'ouverture du contact auxiliaire 5.Il devient dès lors possible de lui donner une grande sensibilité et la précision de son fonotionnement est fortement améliorée. D'autre part, la ohute de tension à travers l'appareil est'très faible,car elle se réduit aux chutes de tension à travers l'élément thermique et à travers les aircuits 3 et 4 en parallèle.
Les différences de potentiel qui apparaissent aux bornes du contact auxiliaire 5 au moment de son ouverture, sont également faibles,car elles ne correspondant pratiquement qu'aux forces électro-motrices de self induction qui se développent dans la bobine 3, lorsque le courant de déclenchement s'y établit.
Somme, en cas de forte surintensité la dérivation perma- nente dans la bobine 3 détermine le déclenchement avant l'ou varture du contact 5 .celui-ci n'a pas à couper de courant important sous des différences de potentiel susceptibles de devenir élevéea. D'ailleurs, on pourrait toujours avoir recours au dispositif hàbituel, soit d'ouverture brusque du contact 5, soit d'absorption de l'étincelle par résistance ou capacité.
Bien entendu, comme dans le présent dispositif, l'électroaimant doit assurer le déclenchement non seulement en cas de court-circuit,mais aussi en cas de faible surcharge.prolongée, il faut,évidemment,le dimensionner de façon à assurer son fonctionnement pour de faibles intensités, de l'ordre de 0,5 à 1 amp. par exemple. Toutefois, il faut en même temps veiller à ne pas lui donner une self induotance exagérée ,car on provoquerait alors, en cas de surintensité violente, un retard à l'établissement du courant dans la bobine nuisible au bon fonctionnement de l'appareil. Les soléno@des à armature projectile
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conviennent bi en à ce point de vue.
De toute façon , l'électro- aimant 3 peut être établi d'une façon plus simple et plus robuste que dans les dispositifs où l'élément thermique provoque la misa en circuit d'un éleotro de déclenchement soumis à la plaine tension du réseau.
En ce qui concerne les formes matérielles de réalisation, on se rend compte immédiatement que la présente invention n'est nullement limitée à un type d'appareil déterminé.
Suivant les conditions particulières imposées par los réseaux et les habitudes propres des constructeurs, on pourra exécuter le présent appareil sous toutes les formes comportant les organes mentionnés ci-dessus,connectés et calculés confor- mément aux conditions requises par la nouvelle disposition.
REVENDICATIONS.
1... Un interrupteur automatique convenant notamment pour la protection des branchements d'abonnés d'éclairage,du type comportant en combinaison un contact principal à commande manuelle sous la dépendance d'un mécanisme de déclenchement magnétique à @éenclenchement empêché, un électro-aimant de déclen- chement et un élément thermique parcouru par le courant contrô- lé, caractérisé par le fait que l'électro de déclenchement inséré en série dans le circuit principal, est normalement shunté par un circuit de très faible résistance susceptible d'âtre interrompu par l'ouverture d'un contact auxiliaire placé sous le contrôle de l'élément thermique.
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-automatic switch for special installations z- 1. lighting and others ".
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The present invention relates to an automatic switch for particular lighting or small motive power installations, particularly suitable for use as a current limiter or as a small circuit breaker,
It is known that distribution networks are currently making more and more extensive use of this type of device, not only for controlling the consumption of contract subscribers, but also for the protection of ordinary installations,
There are many types of automatic switches in which the magnetic and thermal members are combined, most often,
so as to cause triggering by the in-
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tervention of the magnetic organs in years do @ ourt- @ irouit, and by the intervention of the thermal organs in the event of overload, moderate age, but more or less prolonged.
In some types of devices, the operation occurs in two stages, the thermal elements causing the activation of the magnetic organs. In this case, the operating curve of the device corresponds only to that of the thermal device and, strictly speaking, it cannot be qualified as thermo-magnetic. on the other hand, in other thermomagnetic devices, the following drawbacks are generally observed: 1 / The current passing successively through the thermal and magnetic devices, the voltage drop is relatively significant.
2 / The thermal device acting directly on the mechanism. The tripping mechanism must be able to exert fairly considerable forces, which adversely affects its sensitivity, makes adjustment more difficult and causes a fairly large operating irregularity for very low overloads.
3 The magnetic device being constantly traversed by the current, can only comprise a winding in wire of large section and with small number of turns under penalty of being exposed to excessive heating and causing an exaggerated voltage drop, especially in alternating current.
Electromagnets meeting these conditions are only to intervene in the event of very strong overcurrents,
The device forming the subject of the present invention is designed so as to eliminate these drawbacks by a combination. new and more advantageous result of the usual magnetic and thermal devices.
According to the invention, the trigger mechanism
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is not normally crossed by the main current, but is inserted in the circuit by the action of the thermal device in the event of overload. However, a certain shunt of the main current always passes through the electromagnet, so that in the event of a strong overcurrent this shunted current determines the tripping independently of the intervention of the thermal device.
In order to better define the ideas, the invention will be described in more detail below with reference to the appended figure giving, by way of purely illustrative and non-limiting example, the diagram of an embodiment of the invention.
Referring to the figure, it can be seen that the current successively encounters when passing through the device: a) The main contact 1 constituting the switch itself; b) A thermal element 8 such as a deformable bimetallic strip with direct or indirect heating or any other equivalent thermostat; c) The winding of a tripping electromagnet 3 short-circuited by a bypass 4, into which the auxiliary contact 5 is inserted.
The main contact i, the opening and closing of which are controlled by hand in the usual way, came under the control of a triggering mechanism actuated by the electromagnet 3. In general, this mechanism trip will be organized in such a way as to prevent re-closing of switch 1 as long as the fault persists and an excessive current tends to build up in the circuit,
The thermal element 2 is arranged so as to open the auxiliary contact 5 as soon as its deformation under the effect of heat reaches a determined value.
In general, the auxiliary contact will be fitted with a device to compensate for variations in the ambient temperature, so that the opening of this contact always corresponds to the same rise in temperature.
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temperature of the thermal element. The latter will also be fitted with an appropriate adjustment device making it possible to modify the moment of opening of the auxiliary contact.
Finally, it will be possible, if necessary, to insert into circuit 4 an app @@ t resistanoe 6, the role of which will be examined below. after.
Examination of the diagram immediately shows the operation of the device. The passage of the gourant determines a certain heating of the thermal element, but as long as the intensities remain normal or that the overloads do not extend beyond the permitted duration, the deformations or the expansion of the thermal element remain too small to cause the opening of the auxiliary contact 5.
Under these conditions, the major part of the current passes through the short-circuit 4 and the small fraction of the total current which drifts through the winding 3 is insufficient to cause the operation of the latter.
On the other hand, in the event of overcurrents, the thermal element opens the auxiliary oontaot 5 and from this moment all of the current is forced to pass through the winding 3, which then intervenes and determines the trip.
In the event of a violent and abrupt overcurrent or of a short circuit, the electromagnet intervenes before the thermal element has had time to deform enough to open the auxiliary contact 5, because the bypass of the current through the 'electro 3, while remaining a small fraction of the total current aaquiert however a sufficient value to determine its operation ,,' it is necessary, one can moreover by inserting in circuit 4 the auxiliary resistor 6 ( whose value is still very low) increase the proportion of the current shunted through the electromagnet and lower the value of the overcurrent.
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is lying.
The advantages of this device can be seen immediately.
The thermal element must exert as mechanical force only that extremely low, required by the opening of the auxiliary contact 5. It becomes therefore possible to give it a great sensitivity and the precision of its operation is greatly improved. On the other hand, the voltage drop across the device is very low, as it is reduced to voltage drops across the thermal element and through ducts 3 and 4 in parallel.
The potential differences which appear at the terminals of the auxiliary contact 5 at the time of its opening, are also low, because they correspond practically only to the electro-motive forces of self-induction which develop in the coil 3, when the tripping current settled there.
In sum, in the event of a high overcurrent, the permanent bypass in coil 3 determines the tripping before contact 5 opens. The latter does not have to cut a large current under potential differences liable to become high. Moreover, we could always have recourse to the usual device, either abrupt opening of the contact 5, or absorption of the spark by resistance or capacitance.
Of course, as in the present device, the electromagnet must ensure tripping not only in the event of a short-circuit, but also in the event of a low prolonged overload, it must, of course, be dimensioned so as to ensure its operation for low currents, of the order of 0.5 to 1 amp. for example. However, at the same time, care must be taken not to give it an exaggerated induotance inductance, because this would then cause, in the event of a violent overcurrent, a delay in establishing the current in the coil which is harmful to the proper functioning of the device. Projectile armature solenoids
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are well suited to this point of view.
In any case, the electromagnet 3 can be established in a simpler and more robust way than in the devices where the thermal element causes the putting into circuit of a tripping electro subjected to the plain voltage of the network.
As regards the material embodiments, it is immediately apparent that the present invention is in no way limited to a specific type of device.
Depending on the particular conditions imposed by the networks and the specific practices of the manufacturers, this apparatus may be executed in any form comprising the components mentioned above, connected and calculated in accordance with the conditions required by the new arrangement.
CLAIMS.
1 ... An automatic switch suitable in particular for protecting the connections of lighting subscribers, of the type comprising in combination a main contact with manual control under the dependence of a magnetic tripping mechanism with @ interlocking prevented, an electro- tripping magnet and a thermal element carrying the controlled current, characterized by the fact that the tripping electro inserted in series in the main circuit, is normally shunted by a very low resistance circuit liable to be interrupted by opening an auxiliary contact placed under the control of the thermal element.