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INTERRUPTEUR-DISJONCTEUR AUTOMATIQUE A MAXIMA D'INTENSITE
ET DE TENSION ET A MINIMA DE TENSION.
A - OBJET DE L'INVENTION .
LA PRESENTE INVENTION SE RAPPORTE AUX INTERRUPTEURS
ELECTRIQUES DONT LE FONCTIONNEMENT EST COMMANDE PAR
UN OU PLUSIEURS RELAIS DE PROTECTION.
1- Il existe actuellement plusieurs types de disjoncteurs automatiques, dont les caractéristiques diffèrent suivant l'usage auquel ils sont destinés, mais si, la question de l'interrupteur proprement dit étant mise à part, si l'on considère ces disjoncteurs du point de vue des relais qui provoquent le déclenchement de l'interrupteur, on peut y compter surtout trois grandes classes: a) - Relais à minuterie. b) -'Relais électromagnétiques. c) - Relais thermiques.
Les relais à minuterie sont employés dans les cas où une très grande précision est exigée. Ils ooûtent d'ailleurs fort cher et leur emploi est assez limité.
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Les relais électromagnétiques sont de loin les plus employés, toutefois ils ne conviennent parfaitement que pour cartains cas bien déterminés et, souvent, ils cèdent la place aux telals thermiques.
Les relais thermiques (dont le fonctionnement est basé sur la déformation d'un corps métallique ou bimétallique, par suite de l'échauffement dû au courant électrique) constituent le relais idéal pour la protection de tout appareil électrique qui s'échauffe pendant le fonctionnement (moteurs, transfor- mateurs, etc. ) et qui partant ne doit pas dépasser une car- taine température limite dite de sécurité. En effet le fonc- tionnement de ces relais dépend de l'échauffement dû au même courant qui traverse l'appareil protégé, par conséquent la courbe de fonctionnement du relais se développera suivant une parallèle à la courbe d'échauffement de l'appareil.
On reproche toutefois au relais thermique deux défauts: 1 - D'abord sa trop grande inertie. En effet, lorsque le corps thermique est parcouru par un courant électrique croissant graduellement, l'échauffement croit également suivant la même progression et le fonctionnement du relais a lieu normalement à la température limite. Mais s'il sur- vient une brusque surintensité, le corps thermique étant froid, celui-ci ne s'échauffe pas assez rapidement pour que le relais fonctionne instantanément ainsi que l'exigerait la sécurité. Même en cas de court-circuit franc le relais thermique ne donne pas l'instantanéité de fonctionnement voulue, (le retard bien entendu n'est que d'une fraction de seconde) .
2 - On reproche ensuite à ce relais son manque de sélectivité.
C'est clair; le fonctionnement du relais est régi par la température du eep corps thermique, mais non pas l'échauf- fement de celui-ci, or c'est l'échauffement et non la
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température qui est fonction du courant électrique. Par conséquentun relais étalonné à 0 C. ne sera plus exact à 25 0. Si, par exemple, à 10 C. de température ambiante, la température limite du corps thermique est de 150 C., cela signifie que l'intensité limite I a déterminé un éohauffement de 1500 - 10 = 140 C. Donc 1400 C. est l'échauffement correspondant à un courant d'intensité I.
Avec une température ambiante de 40 C. le résultat ne sera plus le même, car le relais fonctionnera toujours lorsque le corps thermique aura atteint 1500 0., mais l'échauffement ne sera plus dans ce cas que de 1500 - 40 = 110 C., température qui correspond à un courant d'intensité I' plus petite que I.
Donc le relais aura fonctionné trop tôt.
DANS LE DISJONCTEUR FAISANT L'OBJET DE LA PRESENTE
INVENTION ON SUPPRIME LES DEUX DEFAUTS CI-DESSUS EN COUPLANT
EN PARALLELE ENTRE EUX ET EN SERIE SUR LA LIGNE UN RELAIS
ELECTROMAGNETIQUE ET UN RELAIS THERMIQUE, SUIVANT LA DESCRIP-
TION QUI VA SUIVRE.
II- Pour protéger les appareils contre le défaut de tension,on use,placé dans le disjoncteur, d'un électro, dit bobine à minimum de tension et dont le rôle est de commander le déclenchement dès que la tension atteint une limite inférieure déterminée d'avance.
Cette bobine est toujours branchée entre deux phases ou entre phase et neutre, elle ne protège donc que bien imparfaitement un appareil triphasé. En effet, si elle est raccordée par exemple aux phases 1 et 2, la phase 3 peut parfaitement être interrompue sans que le relais à minimum de tension fonctionne ,
Ainsi si le disjoncteur commande un moteur triphasé, celui-ci, si la cas ci-dessus se,présentait, peut parfaitement continuer à fonctionner avec une phase interrompue, en monophasé, sur- t-etu tout s'il est peu chargé, mais à la moindre surcharge il décrochera.
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DANS LE DISJONCTEUR FAISANT L'OBJET DE LA PRESENTE INVENTION
ON SUPPRIME CET INCONVENIENT EN UTILISANT UN ENROULEMENT A
PRISE MEDIANE, DONT LES DEUX EXTREMITES ET LA PRISE SERONT
BRANCHEES RESPECTIVEMENT SUR LES PHASES 1, 2 ET 3.
Comme il sera exposé ultérieurement dans la description, ce système protège efficacement contre le manque de tension sur n'importe laquelle des trois phases. Dans les interrupteurs automatiques à minimum de tension on doit utiliser actuelle- ment, pour obtenir le même effet, un électro triphasé muni de trois enroulements distincts. On peut donc simplifier également ces appareils en utilisant l'enroulement à prise médiane.
III- Généralement on protège aussi soigneusement qu'on peut les appareils contre les surintensités, maie on néglige de les protéger aussi contre les surtensions, qui pourtant peuvent occasionner souvent des claquages ou d'autres détériorations.
Il suffira, pour être assuré d'une protection convenable, de prévoir une bobine vltmétrique à prise médiane, branchée sur les trois phases et calculée de façon qu'elle fonctionne au coéfficient de tension choisi.
LA PRESENTE INVENTION CONSISTE DONC EN UN DISJONCTEUR DE
COURANT ELECTRIQUE FONCTIONNANT AUTOMATIQUEMENT A MAXIMUM
D'INTENSITE AU MOYEN D'UN DISPOSITIF DE RELAIS COMME INDIQUE
CI-DESSUS; A MINIMUM ET A MAXIMUM DE TENSION AU MOYEN D'ENROU- LEMENTS SPECIAUX A PRISE MEDIANE PROTEGEANT LES TROIS PHASES.
B - FORME DE REALISATION .
I -DESCRIPTION. -
Le dessin joint à titre d'exemple représente schématiquement une forme de réalisation de l'invention.
Suivant la forme de réalisation représentée au dit dessin, le disjoncteur comporte:
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a)- un interrupteur triphasé à basse tension A branché sur une ligne triphasée I-II-III. b) - un système de commande électrique à distance, composé d'un électro d'enclenchement EE branché sur les phases III et II, avant l'interrupteur, et commandé par un contacteur à fermeture de cir- cuit BE sous le contrôle d'un contacteur de fin de course FC, ac- tionné par l'interrupteur. c)- un système de verrouillage V, relié par l'intermédiaire d'une biellette B au levier de déclenchement LD; celui-ci, sous la pression du ressort de torsion RT, pousse son bras 11 sur la biellette B pour permettre l'enclenchement, comme on verra ulté- rieurement au paragraphe II (Fonctionnement).
Naturellement le ressort dont il est question ici, ainsi que tous les autres ressorts, peuvent être remplacés par tout accumulateur d'énergie approprié, méoanique, electrique ou autre. d) - un système de protection contre le manque de tension, composé d'un électro M à enroulement voltmétrique, dont les extré- mités sont branchées directement sur les phases I et III, après l'interrupteur, et dont la prise médiane se raccorde à la phase II après l'interrupteur, à travers les contacts 15-16, 17-18, 23-24, et 25-26, qui sont tous des contacts à ouverture de circuit.
Dans l'électro M coulisse un noyau N qui, lorsque l'enroulement est hors tension, est poussé par le ressort de compression RC contre le bras 12 du levier de déclenchement LD. e)- Un système de protection contre les surtensions, composé d'un relais à ouverture 25-26, branché en série dans le circuit de l'électro à manque de tension M ; ce relais est muni d'un enrou- lement voltmétrique à prise médiane S; raccordé aux trois phases I, II et III, après l'interrupteur. f) - Un système de déclenchement à maximum d'intensité, composé de deux groupes identiques intercalés respectivement dans les phases 1 et III, après l'interrupteur.
Ohaque groupe comprend:
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1) Un relais thermique RT branché en série dans la phase et commandant par des contacts à ouverture le circuit d'un enrou- lement de réaction EX;
2) Un enroulement ampèremétrique EM monté en parallèle avec le relais thermique et actionnant des contacts à ouverture, placée en série dans le circuit de l'électro à manque de ten- sion M. Les deux enroulements EM et EX sont montés sur le même noyau.
Ce système de relais à maximum thermique-électromagnétique montés en parallèle entre eux, permet entre autre, en étalon- nant convenablement le relais ampèremétrique EM, d'établir une limite inférieure d'intensité en dessous de laquelle le dé- clenchement ne peut avoir lieu, mêpme si,'par suite d'une sur- intensité ou de toute autre cause, le relais thermique venait à fonctionner. Par conséquent celui-ci peut être réglé pour une gamme d'intensités inférieure à celle du relais électro- magnétique sans risque d'avoir des déclenchements intempestifs. g) - Un contacteur à ouverture BD, branché en série dans le circuit de l'électro à manque de tension M et permettant de déclencher à la main le disjoncteur.
II- FONCTIONNEMENT.
Position 1 - Interrupteur ouvert.
Ainsi qu'on peut le voir sur le dessin annexé, lorsque le disjoncteur est déclenché normalement, les différente organes se presentent comme voici : - Dans l'interrupteur A, les contacts principaux 1-2, 3-4,5-6 sont ouverts.
- Dans le circuit de l'électro d'enclenchement EE, les con- tacts 7-8 du contacteur d'enclenchement sont ouverts, tandis que les contacts 9-10 du contacteur de fin de course sont fermés ; il suffira donc de fermer le contacteur BE pour enclencher l'appareil.
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- Dans le circuit de l'électro de déclenchement à. manque de tension , les contacts 15-16 du contacteur de déclenchement BD sont fermés, ainsi que les contacts 17-18 et 23-24 des relais à maximum EM, et lescontaots 25-26 du relais de sur- tension S. Donc tout le circuit de l'électro M est fermé et dès que la tension sera appliquée il fonctionnera.
- Dans le système de verrouillage et de déclenchement: l'électro
M est hors tension, par conséquent le ressort de compression
RO pousse le noyau N'contre le bras 12 du levier LD et, ainsi, annule lffet de torsion du ressort RT; le levier LD, pivotant sur l'axe P, soulève, par son extrémité 11, la biellette de verrouillage B: le verrou V est libre et l'interrupteur ne peut pas rester enclenché.
Position 1 2 - Enclenchement.
Pour enclencher on ferme le contacteur d'enclenchement BE; le @ oontaoteur de fin de course FC étant fermé, l'électro d'enclenchement EE recevra la tension et fonctionnera fermant l'interrupteur A. Dès que les plots 1-2, 3-4 et 5-6 seront entrés respectivement en contacte, l'électro M sera à son tour sous tension à travers les 4 contacts 15-16, 17-18, 23-24 et 25-26, qui, comme vous avons vu, sont fermés; par conséquent il fonctionnera attirant le noyau N qui comprimera ainsi le ressort de compression RO. Le bras 12 du levter LD sera donc libre et, sous l'effet du ressort de torsion RT, le bras 11 poussera la biellette B dans le verrou V. Le disjoncteur restera ainsi en- clenché.
Position 3 - Déclenchement à la main.
Pour provoquer l'ouverture de l'interrupteur il suffira d'ac- tionner le contacteur à ouverture BD, qui coupera le circuit de l'électro M. Le noyau N sera alors poussé par le ressort de compression RO contre le bras 12 du levier LD, qui pivotera sur son axe P, soulevant la biellette B qui verrouillait l'interrup-
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teur. Celui-ci déclenchera donc immédiatement.
Position 4 - Déclenchement par minimum de tension.
Lorsque la tension appliquée, à l'électro M devient insuffi- sante, le noyau N cède sous la poussée du ressort de comprese sion RC et, en faisant pivoter le levier LD, provoque le déclenchement immédiat de l'appareil par le même^processus @ que ci-dessus. L'interrupteur ne pourra être réenclenché tant que la tension n'aura atteint une valeur suffisante, non seulement dans deux phases mais pour les trois phases réunies.
En effet, si une phase quelconque est interrompue ou est mise accidentellement à la terre, l'enroulement perd immédiatement une grande partie de sa puissance attractive, même si les autres phases sont normales.
Position 5 - Déclenchement par surtension.
Si la tension de la ligne dépasse une certaine valeur-limite déterminée d'avance, le relais voltmétrique S fonctionne en ouvrant les contacts 25-26 branchés en série dans le circuit de l'électro M. Celui-ci provoquera ainsi le déclenchement de l'interrupteur, comme vous avons vu dans la position 3. Tant que la surtension persiste, les contacts 25-36 restent.ou- verts et il sera impossible de garder l'interrupteur fermé.
Position 6 - Déclenchement par surintensité.
Nous avons vu que le relais thermique RT est branché dans la phase en parallèle avec l'électro EM, le courant princi- pal sera donc partagé entre les deux relais.
Tant que l'intensité ne dépasse pas la valeur normale, le relais RT ferme, par les contacts 19-20 (ou 21-22), le cir- cuit de l'enroulement de réaction EX. Cet enroulement étant ainsi en cpurt-circuit développera un flux antagoniste et diminuera en dernière analyse la puissance attractive de l'enroulement EM.
Si l'intensité dans la phase augmente, jusqu'à atteindre la
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La valeur de fonctionnement du relais thermique RT, celui-ci au bout d'un certain temps fonctionnera en ouvrant les contacts le-20 (ou 21-22), le circuit de l'enroulement EX sera ainsi ooupé et l'électro EM pourra exercer son plein effet en faisant fonctionner le relais et en ouvrant ainsi les contacts 17-18 (ou 23-24) . Etant donné que ces contacts sont en série dans le cir- cuit de l'électro M l'interrupteur déclenchera pour les mêmes raisons que nous avons vu dans la position 3.
Il ne sera pas possible d'autre part de réenclencher l'interrup- teur tant que la cause qui a occasionné la surintensité n'aura pas disparu, car, dès que le courant traverse les relais, ceux-ci fonctionnent de nouveau.
Si la surintensité qui traverse la phase est très importante, par exemple de l'ordre de 4 à 6 fois le courant normal, l'induction développée dans l'électro EM sera suffisante, malgré la réaction de l'enroulement antagoniste EX, pour faire fonctionner le-relais.
Donc, pour les surintensités à partir de 4 à 6 fois le courant normal, le relais thermique n'a pas le temps de fonctionner, il est devancé par le relais électromagnétique et la rupture est pratiquement instantanée.
Si d'autre part le corps thermique du relais RT devait subir, en dehors de l'effet dû au passage du courant, une élévation de température anormale (contacts principaux qui chauffent, coffret placé dans une température ambiante très élevée, etc), de toute évidence le relais thermique fonctionnerait trop tôt, c'est à dire pour une intensité moindre que celle notée à l'étalonnage.
Lorsque le déclenchement a lieu pour des surintensités de quel- que importance (au delà par exemple de + 100 % de surcharge), ce fait ne présente aucun inconvénient, au contraire, les déclen- ohements étant avancés ce serait plutôt un avantage. Mais il n'en est plus de même pour des petites surcharges: si par exemple un relais thermique doit déclencher normalement au bout de 30
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secondes pour une surcharge de + 20 %, sous l'effet d'un échauffement anormal il fonctionnera plus rapidement et sous une surcharge de moindre importance; ainsi une machine- outil contrôlée par un tel appareil ne pourrait se permettre des pointes de travail sans risquer de déclencher le disjonc- teur. OR, LE RELAIS ELECTROMAGNETIQUE, PLACE EN PARALLELE AVEC LE RELAIS THERMIQUE, SUPPRIME CE GRAVE INCONVENIENT.
En effet, l'électro EM est étalonné pour déclencher sous une surcharge minimum dite de sécurité, par exemple + 25%. Si le relais ther- mique RT, pour une des causes que nous venons de voir, devait fonctionner par exemple à + 15 % de surcharge, cela n'entraîne- rait aucunement le fonctionnement du relais électromagnétique EM, car la surintensité serait insuffisante pour provoquer le déclenchement.
C - GENERALISATION .
Nous avons décrit ci-dessus une forme de réalisation de l'inven- tion. Il va de soi que celle-ci est applicable à tout autre type d'interrupteur-disjoncteur, quel que soit le système de fonctionnement ou de commande. L'appareil pourra également être muni de tout autre accessoire complémentaire. Le système de verrouillage pourra être de n'importe quel type connu ainsi que la transmission du mouvement du noyau N au verrou V (mécanique, électrique, magnétique, etc.). L'action du relais thermique pourra en outre se manifester par tout moyen approprié. L'enrou- lement spécial à prise médiane pourra de toute évidence être remplacé par deux enroulements connectés en série et dont l'ex- trémité commune ferait office de prise médiane.
A noter que la forme de réalisation décrite ci-dessus présente l'avantage d'une consommation très faible(en effet les relais sont shuntés et les enroulements voltmétriques sont parcourus par un courant très faible, l'électro d'enclenchement n'a d'autre part qu'un fonc- tionnement instantané) et d'un prix de revient fort réduit, étant donné que les relais n'xigent qu'une puissance minime.
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AUTOMATIC MAXIMUM CURRENT SWITCH-CIRCUIT BREAKER
AND OF TENSION AND A MINIMA OF TENSION.
A - SUBJECT OF THE INVENTION.
THE PRESENT INVENTION RELATES TO SWITCHES
ELECTRICAL WHOSE OPERATION IS CONTROLLED BY
ONE OR MORE PROTECTION RELAYS.
1- There are currently several types of automatic circuit breakers, the characteristics of which differ according to the use for which they are intended, but if, the question of the switch itself being put aside, if we consider these circuit breakers from the point of In view of the relays which trigger the switch, there are mainly three main classes: a) - Timer relay. b) -'Electromagnetic relays. c) - Thermal relays.
Timer relays are used in cases where very high precision is required. They are also very expensive and their use is quite limited.
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Electromagnetic relays are by far the most widely used, however they are only perfectly suitable for certain specific cases and, often, they give way to thermal ones.
Thermal relays (whose operation is based on the deformation of a metal or bimetallic body, as a result of heating due to electric current) are the ideal relay for the protection of any electrical device that heats up during operation ( motors, transformers, etc.) and therefore must not exceed a so-called safety limit temperature. In fact, the operation of these relays depends on the heating due to the same current flowing through the protected device, consequently the operating curve of the relay will develop parallel to the heating curve of the device.
However, the thermal relay is criticized for two faults: 1 - First, its excessive inertia. In fact, when the thermal body is traversed by a gradually increasing electric current, the heating also increases according to the same progression and the operation of the relay takes place normally at the limit temperature. But if there is a sudden overcurrent, the thermal body being cold, it does not heat up quickly enough for the relay to operate instantaneously as required by safety. Even in the event of a clear short-circuit, the thermal relay does not provide the desired instantaneous operation (the delay of course is only a fraction of a second).
2 - This relay is then criticized for its lack of selectivity.
It's clear; the operation of the relay is governed by the temperature of the thermal body, but not the heating of the latter, but it is the heating and not the
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temperature which is a function of the electric current. Consequently, a relay calibrated at 0 C. will no longer be exact at 25 0. If, for example, at 10 C. of ambient temperature, the limit temperature of the thermal body is 150 C., this means that the limiting current I a determined a heating of 1500 - 10 = 140 C. So 1400 C. is the heating corresponding to a current of intensity I.
With an ambient temperature of 40 C. the result will no longer be the same, because the relay will always operate when the thermal body has reached 1500 0., but the heating will in this case only be 1500 - 40 = 110 C. , temperature which corresponds to a current of intensity I 'smaller than I.
So the relay will have worked too soon.
IN THE CIRCUIT BREAKER WHICH IS THE SUBJECT OF THIS PRESENT
INVENTION THE TWO ABOVE DEFECTS ARE REMEDIED BY COUPLING
IN PARALLEL BETWEEN THEM AND IN SERIES ON THE LINE A RELAY
ELECTROMAGNETIC AND A THERMAL RELAY, FOLLOWING THE DESCRIP-
TION WHO WILL FOLLOW.
II- To protect the devices against a voltage fault, an electro, called an undervoltage coil, is used, placed in the circuit breaker, and whose role is to control tripping as soon as the voltage reaches a determined lower limit. 'advanced.
This coil is always connected between two phases or between phase and neutral, so it only very imperfectly protects a three-phase device. Indeed, if it is connected for example to phases 1 and 2, phase 3 can perfectly be interrupted without the undervoltage relay functioning,
Thus if the circuit breaker controls a three-phase motor, this one, if the above case arises, can perfectly continue to operate with an interrupted phase, in single-phase, especially all if it is lightly loaded, but at the slightest overload it will drop out.
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IN THE CIRCUIT BREAKER WHICH IS THE SUBJECT OF THE PRESENT INVENTION
THIS DISADVANTAGE IS ELIMINATED BY USING A WINDING A
MEDIAN TAP, OF WHICH THE TWO ENDS AND THE TAP WILL BE
BRANCHES RESPECTIVELY ON PHASES 1, 2 AND 3.
As will be explained later in the description, this system effectively protects against the lack of voltage on any of the three phases. In automatic undervoltage switches, a three-phase electro with three separate windings must currently be used to obtain the same effect. These devices can therefore also be simplified by using the mid-tap winding.
III- Generally we protect devices as carefully as possible against overcurrents, but we also neglect to protect them against overvoltages, which however can often cause breakdowns or other damage.
To be assured of suitable protection, it will suffice to provide a vltmetric coil with mid-tap, connected to the three phases and calculated so that it operates at the chosen voltage coefficient.
THE PRESENT INVENTION THEREFORE CONSISTS OF A CIRCUIT BREAKER
ELECTRICAL CURRENT OPERATING AUTOMATICALLY AT MAXIMUM
CURRENT BY MEANS OF A RELAY DEVICE AS INDICATED
ABOVE; AT MINIMUM AND MAXIMUM TENSION BY MEANS OF SPECIAL WINDINGS WITH MEDIAN TAPPING PROTECTING THE THREE PHASES.
B - FORM OF REALIZATION.
I -DESCRIPTION. -
The accompanying drawing by way of example shows schematically an embodiment of the invention.
According to the embodiment shown in said drawing, the circuit breaker comprises:
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a) - a three-phase low-voltage switch A connected to a three-phase line I-II-III. b) - a remote electrical control system, made up of an EE interlocking solenoid connected to phases III and II, before the switch, and controlled by a BE circuit closure contactor under the control of an FC limit switch actuated by the switch. c) - a V locking system, connected by means of a rod B to the release lever LD; the latter, under the pressure of the torsion spring RT, pushes its arm 11 on the rod B to allow engagement, as will be seen later in paragraph II (Operation).
Of course, the spring in question here, as well as all the other springs, can be replaced by any suitable energy accumulator, mechanical, electric or otherwise. d) - a protection system against the lack of voltage, composed of an electro M with voltmetric winding, the ends of which are connected directly to phases I and III, after the switch, and whose middle tap is connected to phase II after the switch, through contacts 15-16, 17-18, 23-24, and 25-26, which are all circuit breaker contacts.
In the electro M slides an N core which, when the winding is de-energized, is pushed by the compression spring RC against the arm 12 of the trigger lever LD. e) - An overvoltage protection system, consisting of a 25-26 opening relay, connected in series in the circuit of the electro to undervoltage M; this relay is fitted with a voltmetric winding with S center tap; connected to three phases I, II and III, after the switch. f) - An overcurrent tripping system, composed of two identical groups interposed respectively in phases 1 and III, after the switch.
Each group includes:
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1) A thermal relay RT connected in series in the phase and controlling the circuit of an EX feedback winding by means of NC contacts;
2) An EM current winding mounted in parallel with the thermal relay and actuating normally-closed contacts, placed in series in the circuit of the undervoltage electro M. The two EM and EX windings are mounted on the same core .
This system of thermal-electromagnetic maximum relays mounted in parallel with each other allows, among other things, by suitably calibrating the EM ammeter relay, to establish a lower limit of current below which tripping cannot take place. , even if, owing to an overcurrent or any other cause, the thermal relay were to operate. Consequently, it can be set for a range of currents lower than that of the electromagnetic relay without the risk of having unwanted tripping. g) - An opening contactor BD, connected in series in the circuit of the electro to undervoltage M and enabling the circuit breaker to be manually tripped.
II- OPERATION.
Position 1 - Switch open.
As can be seen in the attached drawing, when the circuit breaker is tripped normally, the different components appear as follows: - In switch A, the main contacts 1-2, 3-4,5-6 are open .
- In the EE closing solenoid circuit, contacts 7-8 of the closing contactor are open, while contacts 9-10 of the limit switch are closed; it will therefore suffice to close the BE contactor to engage the device.
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- In the electro trigger circuit at. lack of voltage, contacts 15-16 of the BD trip contactor are closed, as well as contacts 17-18 and 23-24 of the EM maximum relays, and contacts 25-26 of the over-voltage relay S. electro M circuit is closed and as soon as voltage is applied it will work.
- In the locking and release system: the electro
M is de-energized, therefore the compression spring
RO pushes the core N'against the arm 12 of the lever LD and thus cancels the torsion effect of the spring RT; the lever LD, pivoting on the axis P, lifts, by its end 11, the locking rod B: the lock V is free and the switch cannot remain engaged.
Position 1 2 - Engage.
To engage, the BE closing contactor is closed; the @ oonta FC limit switch being closed, the EE interlocking electro will receive the voltage and will operate by closing switch A. As soon as the pins 1-2, 3-4 and 5-6 have come into contact respectively, electro M will in turn be energized through the 4 contacts 15-16, 17-18, 23-24 and 25-26, which, as you have seen, are closed; therefore it will work attracting the N core which will compress the RO compression spring as well. The arm 12 of the lever LD will therefore be free and, under the effect of the torsion spring RT, the arm 11 will push the rod B into the lock V. The circuit breaker will thus remain engaged.
Position 3 - Hand triggered.
To cause the switch to open, it will suffice to actuate the opening contactor BD, which will cut the circuit of the electro M. The core N will then be pushed by the compression spring RO against the arm 12 of the lever. LD, which will pivot on its axis P, lifting the rod B which locked the interrupt-
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tor. This will therefore trigger immediately.
Position 4 - Tripping by undervoltage.
When the voltage applied to the electro M becomes insufficient, the core N gives way under the pressure of the compression spring RC and, by rotating the lever LD, causes the immediate triggering of the device by the same process. @ as above. The switch cannot be reset until the voltage has reached a sufficient value, not only in two phases but for all three phases combined.
In fact, if any phase is interrupted or is accidentally earthed, the winding immediately loses a large part of its attractive power, even if the other phases are normal.
Position 5 - Trip by overvoltage.
If the line voltage exceeds a certain limit value determined in advance, the voltmeter relay S operates by opening contacts 25-26 connected in series in the circuit of the electro M. This will thus trigger the tripping of the The switch, as you have seen in position 3. As long as the overvoltage persists, contacts 25-36 remain open and it will be impossible to keep the switch closed.
Position 6 - Trip by overcurrent.
We have seen that the thermal relay RT is connected in phase in parallel with the electro EM, the main current will therefore be shared between the two relays.
As long as the current does not exceed the normal value, the RT relay closes, via contacts 19-20 (or 21-22), the circuit of the reaction winding EX. This winding being thus in a short circuit will develop an antagonistic flux and will ultimately decrease the attractive power of the EM winding.
If the intensity in the phase increases, until reaching the
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The operating value of the thermal relay RT, this one after a certain time will work by opening the contacts on -20 (or 21-22), the circuit of the winding EX will be cut off and the electro EM will be able to exert its full effect by operating the relay and thus opening contacts 17-18 (or 23-24). Since these contacts are in series in the circuit of the electro M the switch will trip for the same reasons as we have seen in position 3.
On the other hand, it will not be possible to re-engage the switch as long as the cause which caused the overcurrent has not disappeared, because, as soon as the current passes through the relays, they operate again.
If the overcurrent which crosses the phase is very high, for example of the order of 4 to 6 times the normal current, the induction developed in the electro EM will be sufficient, despite the reaction of the antagonist winding EX, to make operate the relay.
So, for overcurrents from 4 to 6 times the normal current, the thermal relay does not have time to operate, it is preceded by the electromagnetic relay and the break is practically instantaneous.
If, on the other hand, the thermal body of the RT relay should undergo, apart from the effect due to the passage of the current, an abnormal temperature rise (main contacts heating up, cabinet placed in a very high ambient temperature, etc.), obviously the thermal relay would operate too early, ie for a lower current than that noted during calibration.
When tripping takes place for overcurrents of any magnitude (beyond, for example, + 100% overload), this fact does not present any disadvantage, on the contrary, the tripping being advanced, it would be rather an advantage. But this is no longer the case for small overloads: if for example a thermal relay should trip normally after 30
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seconds for an overload of + 20%, under the effect of abnormal heating, it will operate more quickly and under an overload of lesser importance; thus a machine tool controlled by such a device could not afford working peaks without running the risk of tripping the circuit breaker. OR, THE ELECTROMAGNETIC RELAY, PLACED IN PARALLEL WITH THE THERMAL RELAY, ELIMINATES THIS SERIOUS INCONVENIENCE.
Indeed, the electro EM is calibrated to trip under a minimum so-called safety overload, for example + 25%. If the thermal relay RT, for one of the causes we have just seen, were to operate for example at + 15% overload, this would in no way cause the operation of the electromagnetic relay EM, because the overcurrent would be insufficient to cause the triggering.
C - GENERALIZATION.
We have described above an embodiment of the invention. It goes without saying that this is applicable to any other type of switch-circuit breaker, whatever the operating or control system. The device may also be fitted with any other additional accessory. The locking system can be of any known type as well as the transmission of movement from the core N to the lock V (mechanical, electrical, magnetic, etc.). The action of the thermal relay can also be manifested by any appropriate means. The special mid-tap winding could obviously be replaced by two windings connected in series and the common end of which would act as a mid-tap.
Note that the embodiment described above has the advantage of a very low consumption (in fact the relays are shunted and the voltmeter windings are traversed by a very low current, the electro engagement does not have to (other than instantaneous operation) and a very low cost price, given that the relays require only minimal power.