EP0707330A1 - Disjoncteur auto-sectionneur - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to improvements to self-disconnecting circuit breakers.
- a multi-pole self-isolating circuit breaker comprises, for each pole, an insulating envelope enclosing a vacuum interrupter, the enclosure comprising at a first end a first contact connected to a first terminal of the ampoule and intended to cooperate with a busbar. a busbar, and at a second end a second contact connected to a second terminal of the vacuum interrupter and intended to cooperate with a cable from a set of cables, the envelopes of the different poles being fixed to the same metal profile along which is placed an operating shaft common to the poles which is actuated by a control contained in a box secured to the profile, the profile being actuated in rotation to ensure the sectioning function of the device.
- the insulating envelope comprises a first part intended to house the vacuum interrupter and a second part inside which is coaxially arranged a tube electrically connecting the ampoule to vacuum and the second contact, said tube containing inside a rod connected to the movable contact of the vacuum interrupter and on the other hand to a mechanism for operating the vacuum interrupters.
- An object of the present invention is to industrialize the product which has been defined above, with a view to producing a lower cost price device; for this a certain number of technical improvements have been made, leading in particular to a reduced number of parts and a reduced assembly time.
- the subject of the invention is a multipole self-disconnecting circuit breaker comprising, for each pole, molded insulating envelope comprising a first cylindrical part enclosing a vacuum interrupter extended axially by a second part, the envelope comprising at a first end a first contact connected to a first terminal of the ampoule and intended to cooperate with a bar of a busbar, and at a second end a second contact connected to a second terminal of the vacuum interrupter and intended to cooperate with a cable of a set of cables, the envelopes of the different poles being fixed to the same metal profile along which is placed an operating shaft common to the poles which is actuated by a control contained in a box secured to the profile, the second part of the envelope enclosing in particular a metal tube for the passage of current and a rod for the operation of the vacuum interrupter, the profile being actuated in rotation to ensure the sectioning function of the device, said metal tube being secured é to the insulating envelope during molding thereof, characterized in that said
- the envelope comprises a metal part inserted during molding, having one end outside the envelope and serving as a fixed articulation point for a mechanism for operating the vacuum interrupter comprising a connecting rod articulated at the end of the operating rod of the vacuum interrupter, an insulating arm and a connecting rod connected to said control shaft.
- the circuit breaker of the invention comprises means for adjusting, from the outside, the distance between the contacts of the vacuum interrupter, said means comprising a shim fixed by screwing to the end of the operating rod of the interrupter , this wedge bearing on a ring to which said connecting rod is articulated and on a sheath surrounding the rod and itself surrounded by a spring bearing on one end of the sheath and on said ring.
- the circuit breaker according to the invention comprises an indication of wear of the contacts of the vacuum interrupter, visible and accessible at the base of the pole, this indication being the distance separating said shim from said ring in the latched position of the circuit breaker.
- the envelope comprises, coming from molding, two fins framing the first contact.
- the envelope comprises, in the vicinity of the junction between the two parts of the envelope, a metal part placed during the molding of the envelope and having an annular volume coaxial with the envelope and communicating, through holes with the interior of the tube.
- Figure 1 there is shown in axial section, a pole of a self-disconnecting circuit breaker comprising the improvements of the invention.
- the pole comprises an insulating envelope 1 comprising a first part 1A enclosing a vacuum bulb 2 and a second part 1B containing elements described below for the passage of current and the operation of the vacuum bulb.
- the envelope is produced by molding a synthetic resin.
- the envelope comprises a metal part 4, in the form of a block, one face of which is flush with the surface of the envelope for fixing the pole to the metal support profile 5.
- the block 4 has at least one tapped bore to receive one or more fixing screws.
- Block 4 is inserted into the envelope during molding thereof. This insert is advantageously placed at the junction between parts 1A and 1B of the envelope.
- the metal insert 4 has dimensions greater than those required by the simple function of the fixing member, so as to enable it further to contribute to the evacuation of the calories produced by the passage of current.
- the block 4 is preferably made of aluminum or copper.
- the tube 7, intended on the one hand to conduct the current inside the envelope by connecting the vacuum interrupter to the second contact of the pole, and on the other hand to enclose the operating rod 8 of the vacuum interrupter, extended by a rod 8A, is overmolded during the molding of the envelope. Furthermore, its lower part 7A is flared by 90 ° so as to allow the attachment of a plate 9 constituting the second contact of the pole.
- the connection of the tube 7 and the plate 9 is advantageously carried out by means of screws 11 overmolded with the tube 7 during the molding of the envelope and cooperating with nuts 12.
- the insulating envelope of the pole comprises, coming from molding, two parallel lateral fins framing the first contact 13 of the pole; one of these fins, referenced 14 is visible in Figure 1. These fins contribute to improving the dielectric strength of the pole.
- the operating mechanism comprises, in addition to the shaft 15 movable in translation in the plane perpendicular to the plane of the figure, a bent rod 16 articulated on the one hand to the shaft 15 and on the other hand to a rod 17A extending an arm insulator 17: the bent rod is articulated to a fixed axis 16A secured to the profile 5; the insulating arm 17 is articulated to a connecting rod 18 itself articulated to the rod 8A.
- the connecting rod 18 pivots around a fixed point A and, according to the invention, this fixed point A is located at the end of a metal element 20 inserted during molding, in the body of the envelope 1. This arrangement ensures precision of the vacuum bulb control movements.
- the connecting rod 18 is hinged indirectly to the rod 8A; the connecting rod 18 is articulated to a ring 21 surrounding the end of a sheath 22 itself surrounding the end of the rod 8; a spring 23 exerts pressure between the ring 21 and the end of the sheath 22; at the end of the rod 8A, which is threaded, a shim 24 held in place by a nut 25, makes it possible to adjust the distance of the contacts 2A and 2B of the vacuum interrupter.
- the ring 21 and the shim 24 are no longer in contact.
- the distance between them decreases in the same way as the wear of the contacts of the vacuum interrupter; the measurement of this distance makes it possible to have a visual indication of said wear accessible at the base of the pole.
- the reference 30 designates a sliding contact making it possible to electrically connect the movable rod 8 of the vacuum interrupter and the tube 7.
- This contact is provided with channels 31 allowing ventilation between the lower part of the envelope and the space 32 between the vacuum interrupter and the envelope 1A; this ventilation, combined with the cooling produced by the insert 4, ensures sufficient cooling.
- additional cooling measures are provided, illustrated in FIG. 2, which represents in partial axial section, a pole according to an alternative embodiment. These measures consist in providing a metal part 35, preferably made of copper, inserted during the molding of the envelope, and which has an annular volume 36 communicating through holes 37 in the tube 7 with the interior thereof. In this way, there is produced by natural draft a strong ventilation indicated in Figure 2 by the arrows.
- the reference 40 designates a measurement toroid whose role has been described in the aforementioned document.
- the pole is an industrial product of simple manufacturing, with a limited number of parts and ease of assembly which reduce the cost, safe operation thanks to perfect cooling in service, adjustment possibilities as well as an indication of wear of the vacuum bulb contacts.
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Abstract
Description
- La présente invention concerne des perfectionnements aux disjoncteurs auto-sectionneurs.
- Un tel disjoncteur a été décrit notamment dans la demande de brevet français n°91 14311 déposée le 20 novembre 1994.
- Un disjoncteur auto-sectionneur multipolaire comprend, pour chaque pôle, une enveloppe isolante enfermant une ampoule à vide, l'enveloppe comportant à une première extrémité un premier contact relié à une première borne de l'ampoule et destiné à coopérer avec une barre d'un jeu de barres, et à une seconde extrémité un second contact relié à une seconde borne de l'ampoule à vide et destiné à coopérer avec un câble d'un jeu de câbles, les enveloppes des différents pôles étant fixées à un même profilé métallique le long duquel est placé un arbre de manoeuvre commun aux pôles qui est actionné par une commande contenue dans un coffret solidaire du profilé, le profilé étant actionné en rotation pour assurer la fonction sectionnement de l'appareil.
- Ainsi qu'il est indiqué dans le document précité, l'enveloppe isolante comprend une première partie destinée à loger l'ampoule à vide et une seconde partie à l'intérieur de laquelle est disposé de manière coaxiale un tube reliant électriquement l'ampoule à vide et le second contact, ledit tube contenant à son intérieur une tige reliée au contact mobile de l'ampoule à vide et d'autre part à un mécanisme de manoeuvre des ampoules à vide.
- Un but de la présente invention est d'industrialiser le produit qui a été défini plus haut, en vue de réaliser un appareil de prix de revient abaissé; pour cela un certain nombres d'améliorations techniques ont été apportés, conduisant notamment à un nombre de pièces plus réduit et un temps de montage diminué.
- L'invention a pour objet un diisjoncteur auto-sectionneur multipolaire comprenant, pour chaque pôle, une enveloppe isolante moulée comprenant une première partie cylindrique enfermant une ampoule à vide prolongée axialement par une seconde partie, l'enveloppe comportant à une première extrémité un premier contact relié à une première borne de l'ampoule et destiné à coopérer avec une barre d'un jeu de barres, et à une seconde extrémité un second contact relié à une seconde borne de l'ampoule à vide et destiné à coopérer avec un câble d'un jeu de câbles, les enveloppes des différents pôles étant fixées à un même profilé métallique le long duquel est placé un arbre de manoeuvre commun aux pôles qui est actionné par une commande contenue dans un coffret solidaire du profilé, la seconde partie de l'enveloppe enfermant notamment un tube métallique pour le passage du courant et une tige pour la manoeuvre de l'ampoule à vide, le profilé étant actionné en rotation pour assurer la fonction sectionnement de l'appareil, ledit tube métallique étant solidarisé à l'enveloppe isolante lors du moulage de celle-ci, caractérisé en ce que ledit tube métallique présente à une extrémité une partie évasée de 90° pour sa fixation à une plaque constituant ledit second contact.
- Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enveloppe comprend une pièce métallique insérée lors du moulage, ayant une extrémité hors de l'enveloppe et servant de point d'articulation fixe à un mécanisme de manoeuvre de l'ampoule à vide comprenant une bielle articulée à l'extrémité de la tige de manoeuvre de l'ampoule à vide, un bras isolant et un embiellage relié audit arbre de commande.
- Le disjoncteur de l'invention comprend des moyens pour régler, de l'extérieur, la distance entre les contacts de l'ampoule à vide, lesdits moyens comprennent une cale fixée par vissage à l'extrémité de la tige de manoeuvre de l'ampoule, cette cale prenant appui sur une bague à laquelle ladite bielle est articulée et sur un fourreau entourant la tige et lui-même entouré par un ressort prenant appui sur une extrémité du fourreau et sur ladite bague.
- Le disjoncteur selon l'invention comprend une indication d'usure des contacts de l'ampoule à vide, visible et accessible à la base du pôle, cette indication étant la distance séparant ladite cale de ladite bague en position enclenchée du disjoncteur.
- L'enveloppe comprend, venue de moulage, deux ailettes encadrant le premier contact.
- L'enveloppe comporte, au voisinage de la jonction entre les deux parties de l'enveloppe, une pièce métallique placée lors du moulage de l'enveloppe et présentant un volume annulaire coaxial à l'enveloppe et communiquant, par des trous avec l'intérieur du tube.
- L'invention est maintenant expliquée en détail, en référence au dessin annexé dans lequel:
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un pôle de disjoncteur auto-sectionneur selon l'invention, le disjoncteur étant en position déclenchée,
- la figure 2 est une vue en coupe axiale du même pôle, le disjoncteur étant en position enclenchée,
- la figure 3 est une vue partielle en coupe axiale d'un pôle selon une variante de réalisation de l'invention.
- Dans la figure 1, on a représenté en coupe axiale, un pôle d'un disjoncteur auto-sectionneur comprenant les améliorations de l'invention.
- Le pôle comprend une enveloppe isolante 1 comprenant une première partie 1A enfermant une ampoule à vide 2 et une seconde partie 1B contenant des éléments décrits plus loin pour le passage du courant et la manoeuvre de l'ampoule à vide. L'enveloppe est réalisée par moulage d'une résine synthétique.
- Selon une première caractéristique de l'invention, l'enveloppe comprend une pièce métallique 4, en forme de bloc, dont une face affleure à la surface de l'enveloppe pour la fixation du pôle au profilé-support métallique 5. Pour cela, le bloc 4 possède au moins un alésage taraudé pour recevoir une ou plusieurs vis de fixation. Le bloc 4 est inséré dans l'enveloppe lors du moulage de celle-ci. Cet insert est placé avantageusement à la jonction entre les parties 1A et 1B de l'enveloppe. L'insert métallique 4 présente des dimensions supérieures à celles nécessitées par la simple fonction d'organe de fixation, de manière à lui permettre en outre de contribuer à l'évacuation des calories produites par le passage du courant. Pour ces raisons, le bloc 4 est réalisé préférentiellement en aluminium ou en cuivre.
- Selon une autre caractéristique de l'invention, le tube 7, destiné d'une part à conduire le courant à l'intérieur de l'enveloppe en reliant l'ampoule à vide au second contact du pôle, et d'autre part à enfermer la tige de manoeuvre 8 de l'ampoule à vide, prolongée par une tige 8A, est surmoulé lors du moulage de l'enveloppe. Par ailleurs, sa partie inférieure 7A est évasée de 90° de manière à permettre la solidarisation d'une plaque 9 constituant le second contact du pôle. La solidarisation du tube 7 et de la plaque 9 est avantageusement réalisée au moyen de vis 11 surmoulées avec le tube 7 lors du moulage de l'enveloppe et coopérant avec des écrous 12.
- Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enveloppe isolante du pôle comprend, venant de moulage, deux ailettes latérales parallèles encadrant le premier contact 13 du pôle; l'une des ces ailettes, référencée 14 est visible dans la figure 1. Ces ailettes contribuent à l'amélioration de la tenue diélectrique du pôle.
- Une autre caractéristique de l'invention concerne le mécanisme permettant de communiquer le mouvement de l'arbre de commande 15 à la tige de manoeuvre 8-8A de l'ampoule à vide. Le mécanisme de manoeuvre comprend, outre l'arbre 15 mobile en translation dans le plan perpendiculaire au plan de la figure, une biellette coudée 16 articulée d'une part à l'arbre 15 et d'autre part à une tige 17A prolongeant un bras isolant 17: la biellette coudée est articulée à un axe fixe 16A solidarisé au profilé 5; le bras isolant 17 est articulée à une bielle 18 elle-même articulée à la tige 8A. La bielle 18 pivote autour d'un point fixe A et, selon l'invention, ce point fixe A est situé à l'extrémité d'un élément métallique 20 inséré lors du moulage, dans le corps de l'enveloppe 1. Cette disposition permet d'assurer une précision des mouvements de commande de l'ampoule à vide.
- Selon une autre caractéristique de l'invention, la bielle 18 est articulée indirectement à la tige 8A; la bielle 18 est articulée à une bague 21 entourant l'extrémité d'un fourreau 22 entourant lui-même l'extrémité de la tige 8; un ressort 23 exerce une pression entre la bague 21 et l'extrémité du fourreau 22; à l'extrémité de la tige 8A, qui est filetée, une cale 24 maintenue en place par un écrou 25, permet d'ajuster la distance des contacts 2A et 2B de l'ampoule à vide.
- En position enclenchée (voir Fig. 3), la bague 21 et la cale 24 ne sont plus en contact. La distance les séparant diminue de la même manière que l'usure des contacts de l'ampoule à vide; la mesure de cette distance permet d'avoir une indication visuelle de ladite usure accessible à la base du pôle.
- On notera que dans la figure, la référence 30 désigne un contact glissant permettant de relier électriquement la tige mobile 8 de l'ampoule à vide et le tube 7. Ce contact est muni de canaux 31 permettant d'assurer une ventilation entre la partie inférieure de l'enveloppe et l'espace 32 compris entre l'ampoule à vide et l'enveloppe 1A; cette ventilation, conjuguée au refroidissement produit par l'insert 4, assure un refroidissement suffisant. Pour les très fortes intensités, il est prévu des mesures de refroidissement complémentaires, illustrées dans la figure 2, qui représente en coupe axiale partielle, un pôle selon une variante de réalisation. Ces mesures consistent à prévoir une pièce métallique 35, de préférence en cuivre, insérée lors du moulage de l'enveloppe, et qui présente un volume annulaire 36 communiquant par des trous 37 dans le tube 7 avec l'intérieur de celui-ci. De la sorte, il se produit par tirage naturel une forte ventilation indiquée dans la figure 2 par les flèches.
- On notera que dans les figures, la référence 40 désigne un tore de mesure dont le rôle a été décrit dans le document précité.
- Grâce aux dispositions de l'invention, le pôle est un produit industriel de fabrication simple, avec un nombre limité de pièces et une facilité de montage qui en réduisent le coût, de fonctionnement sûr grâce à un parfait refroidissement en service, des possibilités de réglage ainsi qu'une indication d'usure des contacts de l'ampoule à vide.
Claims (6)
- Disjoncteur auto-sectionneur multipolaire comprenant, pour chaque pôle, une enveloppe isolante (1) moulée comprenant une première partie cylindrique (1A) enfermant une ampoule à vide (2) prolongée axialement par une seconde partie (1B), l'enveloppe comportant à une première extrémité un premier contact (13) relié à une première borne de l'ampoule et destiné à coopérer avec une barre d'un jeu de barres, et à une seconde extrémité un second contact (9) relié à une seconde borne de l'ampoule à vide et destiné à coopérer avec un câble d'un jeu de câbles, les enveloppes des différents pôles étant fixées à un même profilé métallique (5) le long duquel est placé un arbre de manoeuvre (15) commun aux pôles qui est actionné par une commande contenue dans un coffret solidaire du profilé, la seconde partie (1B) de l'enveloppe enfermant notamment un tube métallique (7) pour le passage du courant et une tige (8-8A) pour la manoeuvre de l'ampoule à vide, le profilé (5) étant actionné en rotation pour assurer la fonction sectionnement de l'appareil, ledit tube métallique (7) étant solidarisé à l'enveloppe isolante lors du moulage de celle-ci, caractérisé en ce que ledit tube métallique (7) présente à une extrémité une partie évasée (7A) de 90° pour sa fixation à une plaque (9) constituant ledit second contact.
- Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend une pièce métallique (20) insérée lors du moulage, ayant une extrémité hors de l'enveloppe et servant de point d'articulation fixe à un mécanisme de manoeuvre de l'ampoule à vide comprenant une bielle (18) articulée à l'extrémité de la tige (8-8A) de manoeuvre de l'ampoule à vide, un bras isolant (17) et un embiellage (16-17A) relié audit arbre de commande (15).
- Disjoncteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour régler, de l'extérieur, la distance entre les contacts (2A, 2B) de l'ampoule à vide, lesdits moyens comprennent une cale (24) fixée par vissage à l'extrémité de la tige (8-8A) de manoeuvre de l'ampoule, cette cale (24) prenant appui sur une bague (21) à laquelle ladite bielle (18) est articulée et sur un fourreau (22) entourant la tige (8A) et lui-même entouré par un ressort (23) prenant appui sur une extrémité du fourreau (22) et sur ladite bague (21).
- Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une indication d'usure des contacts de l'ampoule à vide, visible et accessible à la base du pôle, cette indication étant la distance séparant ladite cale (24) de ladite bague (21) en position enclenchée du disjoncteur.
- Disjoncteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend, venue de moulage, deux ailettes (14) encadrant le premier contact (13).
- Disjoncteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe comporte, au voisinage de la jonction entre les deux parties (1A, 1B) de l'enveloppe, une pièce métallique (35) placée lors du moulage de l'enveloppe et présentant un volume annulaire (36) coaxial à l'enveloppe et communiquant, par des trous (37) avec l'intérieur du tube (7).
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