FR2461349A1 - IMPROVED CUTTING CHAMBER FOR MULTIPOLAR LOW VOLTAGE CIRCUIT BREAKER WITH MOLDED HOUSING - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION EST RELATIVE A UNE CHAMBRE D'EXTINCTION D'ARC A REFROIDISSEMENT AMELIORE DES GAZ DE COUPURE. ELLE COMPORTE UN DISPOSITIF DE DESIONISATION 40 A ECRAN POREUX 41 LOGE DANS UN ORIFICE 38 D'ECHAPPEMENT DU BOITIER 12 ISOLANT. L'ECRAN POREUX 41 EST FORME A PARTIR DE BILLES 42 AGGLOMEREES AYANT UN DIAMETRE DE 0,8MM. DES INTERSTICES SONT MENAGES ENTRE LES BILLES 42 POUR LE PASSAGE DES GAZ DE COUPURE VERS LE MILIEU EXTERIEUR. LE MATERIAU DES BILLES EST A BASE DE CUIVRE. APPLICATION : DISJONCTEUR BASSE TENSION A BOITIER MOULE.THE INVENTION RELATES TO AN ARC EXTINGUISHING CHAMBER WITH IMPROVED COOLING GAS CUT-OFF. IT INCLUDES A DEIONIZATION DEVICE 40 WITH A POROUS SCREEN 41 HOUSED IN AN EXHAUST PORT 38 OF THE INSULATING BOX 12. THE POROUS SCREEN 41 IS SHAPED FROM AGGLOMERATED BALLS 42 HAVING A DIAMETER OF 0.8MM. INTERSTICES ARE PROVIDED BETWEEN THE BALLS 42 FOR THE PASSAGE OF THE CUT-OFF GAS TO THE EXTERNAL ENVIRONMENT. THE MATERIAL OF THE BALLS IS BASED ON COPPER. APPLICATION: LOW VOLTAGE CIRCUIT BREAKER WITH MOLDED BOX.
Description
L'invention est relative à une chambre d'extinctionThe invention relates to an extinction chamber
d'arc pour disjoncteur basse tension multipolaire à boîtier en ma- arc for low-voltage multi-pole circuit breaker with metal casing
tériau isolant moulé, comprenant par pôle: - une paire de contacts séparables fixe et mobile, - un mécanisme d'actionnement du contact mobile déplaçable entre des positions de fermeture et d'ouverture; molded insulating material, comprising, by pole: a pair of fixed and movable separable contacts; a mechanism for actuating the movable contact movable between closing and opening positions;
- des tôles métalliques de refroidissement de l'arc tiré entre les- - metal plates for cooling the arc drawn between
dits contacts lors de leur séparation après déclenchement du dis- said contacts during their separation after triggering the dis-
joncteur,trunk,
- un orifice d'échappement des gaz de coupure ménagé dans le bol- - an exhaust port of the cutoff gases in the bowl
tier à la sortie de ladite chambre, tier at the exit of the said room,
- et un dispositif de désionisation agencé au voisinage dudit ori- and a deionization device arranged in the vicinity of said ori-
fice d'échappement pour refroidir les gaz de coupure ventilés vers fice exhaust to cool the vent cutoff to
le milieu extérieur.the external environment.
Selon un disjoncteur connu du genre mentionné, le dis- According to a known circuit breaker of the kind mentioned, the dis-
positif de désionisation comprend des grilles métalliques ou écrans à mailles fines, notamment en acier, logées dans les orifices positive deionization includes metal grids or fine mesh screens, especially steel, housed in the orifices
d'échappement. Les gaz de coupure engendrés dans la chambre d'ex- exhaust. The cut-off gases generated in the chamber of
tinction lors de la coupure sont ventilés vers le milieu extérieur après passage par les grilles jouant le rôle de pare-flammes, et on a constaté que ces gaz étaient encore fortement ionisés à la sortie during the break are ventilated to the outside environment after passing through the grids playing the role of flame arrester, and it was found that these gases were still strongly ionized at the exit
de la chambre.from the room.
Pour améliorer le refroidissement des gaz de coupure, on a déjà proposé d'autres dispositifs de désionisation, notamment un labyrinthe formé par une pluralité d'écrans à fenêtres décalées, To improve the cooling of the cut-off gases, other deionization devices have already been proposed, in particular a labyrinth formed by a plurality of offset window screens.
une grille à réflexion, des tubes de refroidissement, mais l'encom- a reflection grid, cooling tubes, but the
brement important de ces dispositifs ne permet pas leur utilisation most importantly these devices do not allow their use
dans des chambres d'extinction compactes pour disjoncteurs à bol- in compact extinguishing chambers for
tiers moulés. Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients précités et de permettre la réalisation d'une chambre d'extinction molded thirds. The object of the invention is to avoid the aforementioned drawbacks and to allow the realization of an extinction chamber
à pouvoir de coupure élevé, équipée d'un dispositif de désionisa- high breaking capacity, equipped with a deionizing device
tion perfectionné de structure compacte permettant un refroidisse- improved compact structure for cooling
ment efficace des gaz de coupure ventilés vers le milieu extérieur. effective ventilation of the cutoff gases to the outside environment.
La chambre d'extinction est caractérisée par le fait que ledit dispositif de désionisation comporte un écran monobloc The extinguishing chamber is characterized in that said deionization device comprises a monoblock screen
de structure poreuse formée à partir d'éléments agglomérés ména- of porous structure formed from agglomerated elements
geant entre eux des interstices de passage des gaz de coupure vers between them gaps of passage of cut-off gases to
le milieu extérieur, le matériau constitutif desdits éléments pré- the external environment, the constituent material of said elements
sentant un point de fusion, une conductibilité thermique et une ca- melting point, thermal conductivity and
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pacité calorifique élevés. Chaque élément aggloméré a une dimen- high heat density. Each agglomerated element has a
et 1,5 mm sion comprise entre 0,5 mm/quel que soit la nature du matériau choisi pour déterminer la granulométrie optimum dudit écran poreux and 1.5 mm between 0.5 mm / whatever the nature of the material chosen to determine the optimum particle size of said porous screen
approprié à une absorption efficace de la chaleur des gaz de cou- suitable for efficient absorption of heat from
pure sans gêner pour autant leur échappement vers l'extérieur. pure without disturbing their escape to the outside.
Selon une caractéristique de l'invention, ledit maté- According to one characteristic of the invention, said material
riau des éléments agglomérés de l'écran poreux comprend un métal of the agglomerated elements of the porous screen comprises a metal
ou alliage, notamment à base de cuivre. or alloy, especially copper-based.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit matériau des éléments agglomérés est non métallique, notamment un According to another characteristic of the invention, said material of the agglomerated elements is non-metallic, in particular a
matériau céramique réfractaire, ou pulvérulent à base de sable. refractory ceramic material, or sand-based powder.
Lesdits éléments de l'écran poreux sont constitués par des billes ou grains agglomérés par tout procédé de chauffage ou Said elements of the porous screen are constituted by balls or grains agglomerated by any heating method or
de frittage. Les billes ont sensiblement le même diamètre de ma- sintering. The balls have substantially the same diameter of
nière à ménager des interstices suffisamment grands pour l'échappe- to provide interstices large enough for the escape
ment des gaz.gases.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of a mode of implementation.
de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représen- of the invention, given by way of nonlimiting example and
té aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une chambre d'extinction d'arc selon l'invention, d'un disjoncteur à bottier moulé représenté partiellement arraché; la figure 2 est une vue de profil de la figure 1 et montre une connexion extérieure connectée à une plage de sortie du pôle central; FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an arc extinguishing chamber according to the invention, of a molded cased circuit breaker shown partially broken away; Figure 2 is a side view of Figure 1 and shows an outer connection connected to an output range of the center pole;
la figure 3 représente en détail le dispositif de désio- FIG. 3 shows in detail the device
nisation de la fig. 1.of fig. 1.
En référence aux figures 1 à 3, le disjoncteur 10 basse tension multipolaire à bottier 12 en matériau isolant moulé et à manette 14 de commande manuelle, comporte par pôle une chambre d'extinction d'arc 16 logée dans un compartiment inférieur 18 du With reference to FIGS. 1 to 3, the multipolar low-voltage circuit breaker with casing 12 made of molded insulating material and with a manual control lever 14 comprises, by pole, an arc extinction chamber 16 housed in a lower compartment 18 of the
bottier 12.boot 12.
Chaque chambre d'extinction d'arc 16 comprend une paire Each arc extinction chamber 16 includes a pair
de contacts 20, 22 séparables et un empilage de tôles 24 de refroi- of separable contacts 20, 22 and a stack of cooling plates 24
dissement encochées en V, s'étendant transversalement à la direc- V-notch, extending transversely to the direction of
tion d'extension de l'arc tiré entre les contacts 20, 22 lors de leur séparation après déclenchement du disjoncteur. Le contact fixe 20 est supporté par un conducteur 26 en forme d'épingle en U, extension of the arc pulled between the contacts 20, 22 during their separation after tripping of the circuit breaker. The fixed contact 20 is supported by a conductor 26 in the form of a U-shaped pin,
positionnée sur une paroi 27 intermédiaire du bottier 12 et en li- positioned on an intermediate wall 27 of the box 12 and in
aison électrique avec une plage 28 extérieure de raccordement. Un élément de blindage 30 métallique est inséré entre les deux electrical connection with an outer 28 connection range. A metal shielding element is inserted between the two
branches de l'épingle du conducteur 26, et est doté d'une exten- branches of the driver's pin 26, and is provided with an extension
sion 32 Jouant le r8le de séparateur d'extrémité. Le contact mo- 32 Playing the end separator r8le. The contact person
bile 22 est solidaire d'un bras de contact 34 associé à un barreau pivotant du mécanisme d'actionnement (non représenté) commun à bile 22 is secured to a contact arm 34 associated with a pivoting bar of the actuating mechanism (not shown) common to
tous les pôles. Une tresse 36 de liaison connecte l'extrémité op- all the poles. A link braid 36 connects the opposite end.
posée du bras 34 aux éléments déclencheurs thermique et électro- arm 34 to the thermal and electronic trigger elements
magnétique (non représentés) de chaque pôle. La face transversale du compartiment inférieur du bottier 12 est munie d'un orifice 38 d'échappement des gaz de coupure ménagé à la sortie de chaque magnetic (not shown) of each pole. The transverse face of the lower compartment of the casing 12 is provided with an orifice 38 for exhausting the cutoff gases provided at the outlet of each
chambre 16 d'extinction d'arc.arc extinction chamber 16.
Selon l'invention, un dispositif de désionisation des According to the invention, a device for deionizing
gaz, désigné par le repère général 40 est disposé dans chaque ori- gas, designated by the general reference 40 is disposed in each
fice d'échappement 38 pour diminuer les manifestations extérieures des gaz ionisés au voisinage des connexions 42 associées aux plages 28 grâce à un refroidissement efficace des gaz chauds à la exhaust 38 to reduce the external manifestations of the ionized gases in the vicinity of the connections 42 associated with the beaches 28 through efficient cooling of the hot gases to the
sortie de la chambre 16. Chaque dispositif de désionisation 40 co- leaving the chamber 16. Each deionization device 40
opère avec les t8les 24 et comporte un bloc 41 (fig. 3) ou écran parallélépipédique de structure poreuse, formée à partir de billes 42 ou de grains agglomérés, ménageant entre eux des interstices de passage du gaz. Le matériau des billes 42 présente à la fois une bonne conductibilité thermique et une capacité calorifique élevée, et comprend notamment un métal ou alliage à point de fusion élevé comme le bronze, le cuivre ou l'acier. Il est apparu d'autre part It operates with the plates 24 and comprises a block 41 (FIG 3) or parallelepipedal screen of porous structure, formed from balls 42 or agglomerated grains, forming between them gas passage interstices. The material of the balls 42 has both good thermal conductivity and a high heat capacity, and in particular comprises a metal or alloy with a high melting point such as bronze, copper or steel. He appeared on the other hand
que le choix des dimensions des billes 42 ou des grains était fon- that the choice of the dimensions of the balls 42 or grains was essentially
damental pour déterminer la granulométrie optimum du bloc poreux 41 et obtenir une absorption efficace de la chaleur à la sortie de damental to determine the optimum particle size of the porous block 41 and obtain an effective absorption of heat at the exit of
la chambre 16 sans gêner pour autant l'échappement des gaz de cou- the chamber 16 without interfering with the escape of the gases of cou-
pure vers le milieu extérieur. Cette granulométrie dépend du maté- pure towards the outside environment. This particle size depends on the material
riau choisi et du volume du bloc poreux 41, et on a constaté lors des essais que le diamètre des billes 42 ou grains devait être compris entre 0,5 mm et 1,5 mm pour obtenir un échappement correct des gaz et un abaissement optimum de la température des gaz de sortie. Dans le mode de réalisation représenté, le bloc poreux 41 de dimensions 25 mm x 18 mm et d'épaisseur 3,6 mm comporte des selected material and the volume of the porous block 41, and it was found during the tests that the diameter of the balls 42 or grains should be between 0.5 mm and 1.5 mm to obtain a correct gas exhaust and an optimum lowering of the temperature of the exit gases. In the embodiment shown, the porous block 41 with dimensions 25 mm × 18 mm and thickness 3.6 mm comprises
billes 42 en bronze ayant des diamètres voisins de 0,8 mm. L'opé- bronze balls 42 having diameters close to 0.8 mm. The opera-
ration d'agglomération des billes 42 ou grains peut être réalisée Agglomeration ration of the balls 42 or grains can be achieved
par tout procédé de chauffage ou de frittage bien connu des spé- by any heating or sintering process well known to the spe-
cialistes.Specialists.
Selon une variante de réalisation, le bloc poreux 41 peut être constitué par des billes 42 ou grains en matériau non métallique, résistant aux températures élevées des gaz de coupure, notamment un matériau céramique réfractaire ou pulvérulent à base de sable, et dont les dimensions sont comprises dans la fourchette According to an alternative embodiment, the porous block 41 may consist of balls 42 or grains of non-metallic material, resistant to high temperatures of the cutting gases, in particular a refractory ceramic material or sand-based powder, and whose dimensions are included in the range
précitée de 0,5 mm à 1,5 mm.above from 0.5 mm to 1.5 mm.
Un écran 44 additionnel, en matériau isolant, est agencé dans la zone d'échappement de chaque chambre d'extinction d'arc 16, dans l'intervalle ménagé entre les extrémités des tôles 24 et le bloc poreux 41. L'écran 44 s'étend dans le sens de la hauteur entre le fond 45 du bottier 12 et la paroi intermédiaire 27, et est percé d'une pluralité de trous 46 disposésen regard du An additional screen 44, made of insulating material, is arranged in the exhaust zone of each arc extinguishing chamber 16, in the gap formed between the ends of the plates 24 and the porous block 41. The screen 44 s extends in the direction of the height between the bottom 45 of the casing 12 and the intermediate wall 27, and is pierced with a plurality of holes 46 arranged with respect to the
bloc poreux 41.porous block 41.
Le fonctionnement du dispositif de désionisation 40 The operation of the deionization device 40
selon l'invention découle de la description précédente, et il suf- according to the invention follows from the foregoing description, and it suffices
fit de rappeler que lors de la coupure de l'arc dans la chambre made to remember that when cutting the bow in the room
d'extinction 16, les gaz de coupure après passage à travers l'é- 16, the cut-off gases after passing through the
cran 44 isolant, sont refroidis efficacement dans le bloc poreux notch 44 insulation, are effectively cooled in the porous block
41 à billes 42 métalliques et s'échappent vers le milieu exté- 41 with metal balls 42 and escape to the external environment.
rieur.laughing.
L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences mécaniques et électriques, notamment celle dans laquelle les billes 42 ou grains The invention is of course in no way limited to the embodiment more particularly described and shown in the accompanying drawings, but on the contrary it extends to any variant remaining within the framework of mechanical and electrical equivalences, in particular that in which the balls 42 or grains
du bloc poreux 41 seraient remplacés par d'autres éléments agglo- porous block 41 would be replaced by other elements
mérés.mothers.
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