FR2573571A1 - Appareil disjoncteur a ouverture et fermeture telecommandees de ses circuits - Google Patents

Abstract

LES SUPPORTS 161, 162 DES CONTACTS MOBILE ET FIXE 166, 167 SONT CONFORMES POUR FAVORISER DES FORCES DE REPULSION QUI PRODUISENT UNE LIMITATION DES COURANTS DE COURT-CIRCUIT EN COMBINAISON AVEC UNE FAIBLE MASSE DES PIECES MOBILES, CELLE 168 SUPPORTANT UN CONTACT FIXE RETRACTABLE 167 SE TROUVANT ASSOCIEE PAR UN PROLONGEMENT 169 A UN TIROIR 175 QUI EST DEPLACE PAR L'ELECTROAIMANT DE TELECOMMANDE 178. CET APPAREIL EST AVANTAGEUSEMENT UTILISE POUR LA PROTECTION DES CHARGES ET DES LIGNES QUI LES ALIMENTENT AINSI QUE POUR L'ACCOMPLISSEMENT D'INTERRUPTIONS SUR CELLES DE CES LIGNES QUI DOIVENT ETRE ISOLEES.

Description

-- 1 --

APPAREIL DISJONCTEUR A OUVERTURE ET FERMETURE

TELECOMMANDEES DE SES CIRCUITS.

L'invention concerne un appareil disjoncteur, en particu-

lier polyphasé, comportant un mécanisme à déclenchement brusque commun qui peut être armé et désarmé à l'aide d'un organe de commande manuelle locale, une multiplicité de circuits de puissance comprenant chacun entre deux bornes un interrupteur dont le contact mobile est relié au mécanisme de façon à être fermé ou ouvert par celui-ci, des détecteurs qui réagissent à des surintensités de différentes natures

dans ces circuits en provoquant le déclenchement de ce méca-

nisme et, par suite, l'ouverture automatique des interrup-

teurs, et un électro-aimant qui est associé à l'appareil

pour provoquer une ouverture télécommandée des interrup-

teurs n'entraînant pas le déclenchement de ce mécanisme.

Ces appareils sont appelés à être largement utilisés en particulier dans les installations industrielles complexes,

o il est nécessaire de pouvoir alimenter, isoler ou réta-

blir des groupes de machines selon une hiérarchie et de façon séquentielle lorsque des interruptions doivent être ou ont été effectuées pour conduire certains contrôles ou respectivement à la suite de pannes, de mises au point ou de

révisions; la mise en oeuvre de tels appareils est en parti-

culier recommandée dans les installations électriques dites sélectives et notamment dans celles qui sont pilotées par

des séquenceurs programmables.

-2- On connait déjà par le brevet PCT No W0-83/02680 un appareil

de protection présentant la constitution générale mention-

née ci-dessus, et o l'interrupteur est ouvert dans le mode de fonctionnement télécommandé, grâce à un déplacement du contact mobile. Dans cet appareil, et bien que le mécanisme à déclenchement brusque ne soit pas libéré à l'occasion de cette manoeuvre, un certain nombre des pièces qui le composent est toutefois déplacé, de sorte qu'une manoeuvre fréquente par les moyens de télécommande peut provoquer une usure précoce des pièces nécessaires au réarmement du mécanisme et que la puissance de cet électro-aimant doit être supérieure à celle qui

serait strictement nécessaire pour ouvrir l'interrupteur.

Par ailleurs, l'armature de l'électro-aimant servant à effectuer cette ouverture télécommandée est liée à l'organe de commande manuelle, de sorte qu'une manoeuvre de celui-ci oblige l'opérateur à exercer un effort plus intense; enfin, on peut reprocher à cet appareil le risque qu'il peut présenter pour l'installation devant être protégée puisque,

la commande manuelle présentant une priorité sur la télécom-

mande, il n'est pas possible d'empêcher à distance une

personne non informée d'établir de façon répétée des tenta-

tives de rétablir une ligne. présentant des défauts ou d'alimenter une ligne sur laquelle d'autres personnes

peuvent être occupées à des travaux de différentes natures.

L'invention se propose, par suite, de fournir un appareil de protection de type disjoncteur, présentant la constitution générale mentionnée cidessus, mais dans lequel des mesures seront prises pour écarter les inconvénients qui viennent

d'être mentionnés.

Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que le contact fixe de l'interrupteur est porté par un support rétractable effectuant par rapport au contact mobile des mouvements de retrait et d'avance qui sont provoqués par les -3 - changements d'état d'une armature d'électro- aimant n'ayant

aucune liaison avec le mécanisme à déclenchement brusque.

Dans des améliorations apportées à l'invention, il sera prévu de placer un dispositif de transmission isolant entre l'armature de l'électro- aimant et le support rétractable de

façon à rendre l'isolement encore plus efficace.

Selon des perfectionnements apportés à l'invention, on s'arrangera pour que le contact pseudo-fixe porté par le

support rétractable soit en mesure de coopérer à la limita-

tion des courants de court-circuit; une telle mesure est en particulier avantageuse lorsque le calibre nominal de l'appareil dépasse celui des installations domestiques pour

lesquelles a été conçu l'appareil disjoncteur antérieur.

Enfin, dans des variantes de réalisation propres à faciliter

le montage à donner aux chambres d'arc associées à l'inter-

rupteur un volume compatible avec leur fonction, et de conférer à l'appareil une souplesse d'emploi répondant aux

différents besoins des utilisateurs, on dispose l'électro-

aimant dans une région, respectivement un sous-ensemble

amovible, qui n'empiète pas sur les volumes qui sont habi-

tuellement dévolus à la chambre d'arc, au mécanisme à déclenchement brusque, respectivement aux détecteurs d'intensité. L'invention, ainsi que des perfectionnements qu'elle peut recevoir et des variantes qu'elle peut connaître, seront

mieux compris à la lecture de la description ci-dessus qui

est accompagnée par les figures annexées, parmi lesquelles:

La figure 1 représente schématiquement la constitu-

tion d'un appareil mono ou -polyphasé, conforme à l'invention; -4 - La figure 2 illustre schématiquement avec davantage de détails un des interrupteurs de puissance qui équipent l'appareil selon la figure 1; Les figures 2a, 2b, 2c et 2d illustrent de façon non

limitative des modes de réalisation des contacts mobi-

les d'interrupteurs de puissance pouvant être utili-

sés dans le cadre de l'invention; Les figures 3a, 3b, 3c et 3d représentent en coupe

quatre différentes formes d'appareils selon l'inven-

tion, dans des trois dernières desquelles des mesures

sont prises pour améliorer les propriétés de limita-

tion de courant; La figure 4 montre schématiquement comment peuvent être disposées, dans un appareil selon l'invention, les régions dévolues à la fonction de disjoncteur et,

respectivement, à la fonction d'ouverture télécomman-

dée; Les figures 4a, 4b et 4c montrent, dans des vues partielles en perspective, comment sont reliés des contacts pseudo-fixes appartenant aux interrupteurs

de puissance et un électro-aimant de commande à dis-

tance de ces interrupteurs;

La figure 5 illustre un mode de réalisation particu-

lier des moyens de liaison qui relient le ou les contacts pseudo-fixes d'un ou d'interrupteurs de puissance à un électro-aimant de commande à distance, qui fonctionne à l'aide d'impulsions de courant;

La figure 6 représente, de façon simplifiée, les orga-

nes d'un électro-aimant polarisé pouvant être associé

à la commande a distance d'interrupteurs de puissan-

ce; Les figures 7a et 7b montrent, dans deux coupes partielles, un appareil selon l'invention de la figure 3c, dans lequel à un électroaimant de télécommande, disposé dans une embase amovible, peut être substitué un couvercle pour constituer un disjoncteur tradi- tionnel;

La figure 8 montre, dans une coupe partielle, un appa-

reil selon l'invention de la figure 3b, dans lequel un électro-aimant de commande à distance amovible est

remplacé par un couvercle pour constituer un disjonc-

teur traditionnel; La figure 9 montre, de façon schématique, d'une part, comment peuvent être disposées dans un appareil selon l'invention des figures 3, les régions destinées aux

fonctions de disjoncteur et, respectivement, d'ouver-

ture télécommandée et, d'autre part, comment peuvent

être opérées des signalisations nécessaires à l'uti-

lisateur; et La figure 10 représente un exemple non limitatif de réalisation d'un mécanisme à déclenchement brusque adapté à la commande manuelle et automatique d'un

disjoncteur.

Un appareil électrique de protection 1 mettant en oeuvre l'invention, et qui est représenté schématiquement à la figure 1, comporte une enveloppe isolante 2, dont une région 14 contient au moins un circuit électrique de puissance 3 placé entre une paire de bornes d'entrée et de sortie 4, 5 et en série avec une charge extérieure 30, un interrupteur 6 placé en série sur ce circuit, des moyens de détection 7, 8, 9 réagissant à des surintensités de différentes natures qui peuvent traverser ce circuit, un mécanisme à déclenchement brusque 10 qui peut être soit armé ou désarmé grâce à un

organe de commande manuelle locale 11, soit être automati-

quement déclenché par certains moyens de détection 8, 7 par -6 - exemple, et dont une pièce d'actionnement 12 provoque la

fermeture de l'interrupteur 6 pour l'état armé et son ouver-

ture pour l'état désarmé ou pour l'état déclenché. Une

région particulière 13 de l'enveloppe comporte un électro-

aimant de télécommande 15 ayant, d'une part, un circuit magnétique formé par une culasse fixe 16 et une armature mobile 17 et, d'autre part, une bobine d'excitation 18 raccordée à deux bornes de commande à distance 19, 20; un ressort de rappel 21 permet de donner à cette armature une

position de repos en l'absence d'excitation de la bobine.

Entre l'interrupteur et cette armature sont disposés des moyens de transmission 22 qui communiquent les mouvements de celle-ci à l'interrupteur de façon à provoquer directement

ou indirectement son ouverture ou sa fermeture, indépendam-

ment de l'état dans lequel se trouve le mécanisme 10; il

doit être clair que, pour respecter la fonction de protec-

tion de l'appareil, cet électro-aimant ne peut provoquer la fermeture de l'interrupteur lorsque ce dernier a été ouvert

par la commande locale ou par les moyens de détection.

Les moyens de détection 7 peuvent faire appel à des bilames pour répondre soit aux surintensités de courant qui sont relativement faibles, mais dont la durée est excessive, soit aux déséquilibres de courant, tandis que les moyens de détection 8 peuvent faire appel à des bobinages équipés de percuteurs ou à des conformations du circuit qui produisent

l'attraction de noyaux ou de palettes lorsque les surinten-

sités de courant sont importantes, mais sont soit de courte durée, soit limitées en raison de la nature de la charge, comme le cas se présente lorsqu'un moteur électrique ne peut

pas démarrer.

Enfin, des moyens de détection 9, qui n'agissent pas sur le mécanisme, sont en mesure d'exploiter instantanément les surintensités de courant excessives, qui se présentent par exemple en cas de court-circuit franc, pour provoquer l'ouverture rapide de l'interrupteur; ces moyens sont fréquemment représentés par une disposition particulière -7- des conducteurs menant aux contacts de l'interrupteur, disposition qui permet d'appliquer à ces contacts des forces de répulsion électro-dynamiques apparaissant lorsque des conducteurs parallèles sont parcourus par des courants de sens inverse; des pièces magnétisables 9, qui prennent fréquemment la forme d'une fourche entre les branches desquelles est placé au moins un des conducteurs, peuvent être associées à ces moyens pour développer l'efficacité de ces forces. Le maintien à l'état ouvert après une ouverture instantanée de l'interrupteur par répulsion est opéré par l'action légèrement retardée des moyens magnétiques 8 qui

provoquent le déclenchement du mécanisme 10. Un tel appa-

reil, dont la fixation est opérée par exemple sur une platine 25, peut donc être considéré comme une combinaison dans laquelle, à un appareil de type disjoncteur 24 qui est principalement localisé dans une région 14 du boîtier, sont associés des moyens de commande à distance 23 qui sont essentiellement logés dans une région voisine 13, et qui ont

pour but d'ouvrir le circuit 3 par une voie indépendante.

Cet appareil peut connaître un certain nombre de variantes - de réalisation ayant chacune des mérites particuliers, selon que l'on modifie la constitution de l'interrupteur 6, la nature des moyens de transmission et d'actionnement 12 ou 22, le mode de fonctionnement de l'électro-aimant 15 et, éventuellement, la distribution des différents organes dans l'enveloppe ou leur disposition relative par rapport à la platine. Les différentes combinaisons, qui résultent des choix

mentionnés ci-dessus, peuvent également, à avantages tech-

niques identiques ou comparables, procurer des avantages particuliers de mise en oeuvre qui sont liés à la nature des

préoccupations de l'utilisateur. Dans tous les cas, l'appa-

reil peut évidemment comporter un ou plusieurs circuits tels que 3 et ne présente de préférence qu'un seul mécanisme 10

et qu'un seul électro-aimant 15.

-8 - Dans tous les modes de réalisation selon l'invention, l'interrupteur 6 possède un contact mobile 31 porté par un levier pivotant 32 sur lequel s'exerce la force d'un ressort de pression de contact 35, et un contact pseudo-fixe 33, porté par un support rétractable 34, un mouvement du levier étant provoqué par le déplacement de la pièce 12, tandis qu'un second mouvement de recul du support est provoqué par un déplacement de l'armature 17, voir figure 2. Une chambre d'arc 29 équipée d'ailettes est disposée dans la région 14

pour provoquer l'extinction rapide des arcs.

Cette disposition commune peut faire appel à des pièces 12 de différentes natures, et à des ressorts de pression de contact 35, respectivement des leviers 32, ayant différentes dispositions, qui permettent toutes des déplacements par

répulsion du contact mobile avant le déclenchement du méca-

nisme. C'est ainsi que, voir figure 2a, un levier de contact 32a pivoté en 37a dans le boîtier, est soumis à l'action d'un ressort de pression 35a qui est placé entre lui et un appui 36a du boîtier pour assurer la fermeture F, la pièce 12a

n'agissant alors sur le levier que pour provoquer un dépla-

cement d'ouverture 0.

Dans une disposition différente, voir figure 2b, le levier de contact 32b possède un pivot 37b qui est solidaire d'une

pièce 12b, sur laquelle s'appuie en 36b le ressort de pres-

sion de contact 35b, et sur une butée 38b de laquelle vient

reposer le levier à l'ouverture.

Un autre levier 32c pivoté en 37c dans le bottier, peut également être actionné par une pièce 12c, qui est équipée de la butée d'ouverture 38c et sur laquelle s'appuie en 36c

le ressort 35c, voir figure 2c.

Enfin, la figure 2d montre une disposition dans laquelle le pivot 37d du levier 32d est porté par la pièce 12d qui est -9- munie de la butée d'ouverture 38d, tandis que le ressort de pression de contact 35d s'appuie sur le levier et sur le

bâti en 36d.

Dans tous ces modes de réalisation, les déplacements des

pièces 12 peuvent être rectilignes ou rotatifs.

Dans les modes de réalisation de l'interrupteur (6) et du dispositif d'ouverture télécommandée (23) représentés aux figures 3a, 3b, 3c, la pièce 12, le levier de contact mobile 32 et le ressort de pression de contact 35 correspondent à ceux qui sont illustrés à la figure 2b, le mouvement de la pièce 12 étant rotatif et la disposition générale des régions 13, 14 correspond à celle représentée à la figure

1; dans tous ces modes de réalisation ultérieurs, le sup-

port du contact fixe 34 sera représenté par un second levier 52 pivotant conducteur, qui est relié au circuit 3, par exemple par une tresse conductrice 39, tandis que le premier

levier 32 est relié à ce circuit par une tresse 50.

A la figure 3a, les moyens de transmission 22a comprennent

une genouillère 49a, formée par l'association de deux biel-

lettes 41, 42 autour d'une articulation commune 45, ces biellettes étant reliées au bottier par le pivot 43a et respectivement au levier 52a constituant le support de contact fixe par l'articulation 44; l'articulation commune est reliée par une biellette 47 à l'armature 17 de l'électro-aimant 15 et à un ressort de traction 21a qui peut simultanément jouer le r8le du ressort de rappel de cette

armature.

Dans la position de l'armature représentée sur cette figure, la genouillère est en extension grâce à l'alignement des pivots et articulations 43, 44, 45 et s'appuie sur une butée 46 du boîtier pour donner au levier de contact fixe 52a une

position fixe stable.

- 10 -

Lorsque l'armature change d'état en sens F vers la droite de

la figure par exemple, en raison de l'excitation de l'élec-

tro-aimant 15 l'alignement précédent est détruit par la contraction de la genouillère et le contact pseudo-fixe 33 est séparé du contact mobile 31; une séparation certaine est garantie par la présence d'une surface de butée 51 du bottier qui empêche le contact mobile 31 de suivre le

contact pseudo-fixe 33.

Lorsque l'électro-aimant est désexcité, le ressort de rappel

53 ramène les moyens de transmission dans la position visi-

ble à la figure 3a.

Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, la conformation des leviers 32a et 52a ne favorise pas le développement des forces de répulsion dont l'exploitation est pourtant indispensable à la limitation des courants de court-circuit qui peuvent survenir dans les installations industrielles; par ailleurs, la liaison électrique directe du levier 52a avec l'espace contenant l'électro-aimant, fait

apparaître de sérieuses difficultés d'isolement.

Ces inconvénients sont sensiblement diminués ou éliminés dans le mode de réalisation représenté à la figure 3b, o le support de contact pseudofixe est constitué par un levier

conducteur 52b qui est électriquement isolé d'une genouillè-

re 49b par une pièce de support en plastique 58 pouvant par exemple être pivotée dans le bottier au point 40b; en variante, le levier 52b peut être directement pivoté sur le boîtier isolant si un prolongement 57 qui le relie à la

genouillère est lui-même isolant; l'articulation 48 commu-

ne à la biellette 42b et au prolongement peut, le cas

échéant, s'appuyer sur le bottier.

Dans ce mode de réalisation, le levier de contact fixe 52b a été placé parallèlement au levier de contact mobile 32b pour développer l'efficacité des forces électro-dynamiques, qui

provoquent la répulsion dans le sens horaire du levier 32b.

- il -

Ce parallélisme est obtenu plus aisément et sans perte de place lorsque les pivots 40b et 37 sont voisins et que, de préférence, une cloison isolante 59 les sépare pour éviter des amorçages; cette cloison peut avantageusement remplir le rôle de la butée représentée par la surface 51 de la figure 3a, lorsque l'ouverture de l'interrupteur 6b se fait

par voie télécommandée.

Dans les deux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, seuls les leviers de contact mobiles sont aptes à répulser. Le mode de réalisation selon la figure 3c confère à l'appareil de meilleures propriétés de limitation des courants de court-circuit dans la mesure o , ainsi que cela apparaît ci-dessous, les deux leviers de contact sont soumis

chacun à l'effet de ressorts de pression de contact.

Dans l'interrupteur 6c, que met en oeuvre l'appareil, le contact mobile 32c, son pivot 37 fixé sur la pièce rotative 12, le ressort de pression de contact 35, la tresse 50 et la

surface de butée 51 sont analogues aux précédents.

Le levier de contact pseudo-fixe 34c pivote autour d'un tourillon 40c qui est fixé sur un bras 60 appartenant à un support de contact isolant 58c monté sur un arbre pivotant 61 dont la section est, par exemple, carrée, pour en être solidaire. Un second bras 62 du support est lié par une tige

63 et une articulation 64 à une armature 17c d'un électro-

aimant 15c ayant une culasse 16c, une bobine 18c et un

ressort de rappel 21c.

Un second ressort de pression de contact 65 est disposé en compression entre le levier 34c et un appui 66 du support 58c de façon à faire appliquer l'un contre l'autre les contacts 31c, 33c lorsque l'armature se trouve dans l'état représenté sur la figure. Une tresse souple conductrice 39c

relie le levier 34c à la borne 4 du circuit 3.

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Dans l'appareil qui vient d'être décrit, on voit que l'interrupteur 6c est fermé lorsque l'armature mobile 17c est appliquée contre la culasse 16c et que lorsque le courant n'alimente plus la bobine 18c, le ressort de rappel 21c provoque le déplacement vers la droite de la pièce 67

qui est reliée à la tige 63.

Ce mouvement de translation est communiqué au support de

contact 58c qui effectue une rotation anti-horaire, produi-

sant l'ouverture télécommandée de l'interrupteur; au cours de ce mouvement angulaire, un appui 68 du levier 34c vient rencontrer une butée 69 du support 58c sous l'effet du

second ressort de pression 65.

Grace à cette disposition o les deux leviers de contact

parallèles 32c, 34c sont montés de façon sensiblement symé-

trique par rapport au plan d'une cloison d'isolement 70 passant entre les pivots voisins 37, 40c, les deux leviers sont susceptibles d'effectuer en même temps des mouvements angulaires de sens inverse lorsqu'apparaissent des courants

de court-circuit.

Dans ce cas, comme dans les exemples précédents, ces res-

sorts de pression de contact doivent donc présenter des

longueurs et des propriétés élastiques adaptées à ces mouve-

ments et à l'exercice de la pression de contact.

L'efficacité des forces de répulsion électro-dynamique est

améliorée par la disposition de pièces métalliques au voisi-

nage des leviers; une telle pièce 70 qui prend la forme d'une fourche dont les bras entourent le levier 34c et dont le fond en est éloigné, est avantageusement utilisée dans le

mode de réalisation qui vient d'être décrit.

Il doit être compris que le mode de réalisation qui vient

d'être décrit n'est pas limité par l'utilisation d'un élec-

tro-aimant devant être désexcité pour opérer l'ouverture; à ce type de montage, qui est avantageux pour opérer une

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ouverture télécommandée lorsque disparaît un courant ou une tension, peut être substitué un montage économiseur de courant dans lequel l'ouverture, qui présente toujours un caractère exceptionnel et volontaire du circuit, ne se produit que lorsque l'électro-aimant est excité. La présentation matérielle de l'appareil selon l'invention doit être en mesure de répondre aux diverses contraintes

auxquelles est confronté l'utilisateur.

Parmi celles-ci, certaines concernent la surface occupée par les appareils lorsque ceux-ci sont utilisés en très grand nombre; d'autres se rapportent plus particulièrement à la faculté que présentent les appareils de s'adapter à une évolution ou à une modification des circuits d'alimentation

utilisés dans une installation industrielle.

Une réalisation telle que schématisée à la figure 1, dans laquelle le dispositif de télécommande à électro-aimant se trouve placé dans une région 13 comprise entre une platine

de fixation 25 et une seconde région 14 dévolue à un dispo-

sitif disjoncteur, se prête bien à une réduction de la

surface de fixation qui procure une grande densité d'appa-

reils sur une surface limitée.

Si la surface disponible est plus importante, et que l'uti-

lisateur porte un grand intérêt à une séparation claire des fonctions et aux facilités de raccordement et de dépannage, une présentation de l'appareil 1' telle que décrite à la figure 4, peut être préférée à la précédente o le boîtier ou enveloppe 71 présente deux régions latérales voisines 72 et 73 aboutissant toutes deux contre la platine 74; ces régions sont destinées l'une à la réception des organes réalisant la fonction de disjonction automatique 24, et l'autre, à celle des moyens d'ouverture et de fermeture télécommandées 23. Dans cette figure, les organes ayant la même fonction que dans la figure 1, portent des références

identiques ou pourvues d'une indexation.

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Les figures 4a, 4b, 4c indiquent comment des arbres de

commande 75a, respectivement 75b, respectivement 75c pivo-

tés dans le bottier et de section polygonale, qui s'étendent parallèlement à la platine de fixation pour solidariser angulairement les pivots 43a, respectivement 43b, respecti- vement 61 des figures 3a, 3b, 3c, peuvent être reliés par une de leurs extrémités 76a, 76b, 76c à un levier 77 se trouvant associé à l'armature 17 de l'électro-aimant 15 par une tige 78; ces arbres sont évidemment solidaires des

genouillères 49 ou supports de contacts 58c, qui sont asso-

ciés individuellement à chacun des interrupteurs tels que

6', 6", 6"' d'un appareil polyphasé. Dans le cas de la figu-

re 4a, des biellettes isolantes 42a sont, par exemple, prévues dans les genouillères 49a pour opérer une séparation

galvanique des divers contacts fixes de l'appareil.

Comme il a été expliqué ci-dessus, l'électro-aimant 15 peut opérer l'ouverture télécommandée de l'interrupteur, soit

dans son état excité, soit dans son état désexcité.

Il est également possible, en vue d'économiser le courant, d'utiliser un électro-aimant de télécommande associé à un dispositif mécanique annexe d'accrochage 92 pour donner à

l'interrupteur chacun de ses deux états stables télécomman-

dés lorsque la bobine reçoit des impulsions successives de courant. Le principe d'un tel mécanisme est illustré de façon non

limitative à la figure 5, o l'armature 80 de cet électro-

aimant 81 est attelée par exemple à l'articulation 64 d'un support de contact tel que 58c par un tiroir 82, coopérant

avec un verrou de maintien rotatif 84.

Un ressort 85 tend à déplacer le tiroir 82 et l'armature 80 vers la gauche de la figure, et lorsque l'armature n'est pas attirée par la culasse 86, un bec 90 de ce tiroir repose soit sur l'un des bossages 88 d'une came 89 solidaire du verrou, soit contre une butée fixe m du boîtier; lorsque

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l'armature est attirée, et entraîne le tiroir, un cliquet 87 solidaire de celui-ci engrène avec une dent 87a et provoque la rotation du verrou 84 sur une fraction de tour; ces rotations écartent le bossage du trajet rectiligne que parcourt le bec, ou, au contraire, l'amènent sur ce trajet. Chaque fois que l'électro-aimant est excité pendant une courte période, puis désexcité, on opère donc un changement de position du tiroir et donc une modification de l'état de

l'interrupteur.

Une autre manière de provoquer le changement d'état de l'interrupteur à l'aide d'impulsions de courant consiste à

utiliser un électro-aimant bistable 95 tel que celui repré-

senté à titre d'exemple à la figure 6.

Cet électro-aimant possède une culasse fixe en forme de U, 96, qui est excitée par la bobine 99, et dont les branches parallèles 97, 98 coopèrent alternativement avec les pièces polaires opposées 101, 102 d'une armature mobile 100, qui est polarisée par un aimant permanent 103, et qui est reliée

à une pièce de commande du contact pseudo-fixe de l'inter-

rupteur 6 par des moyens représentés en pointillé.

Un appareil selon l'invention peut avantageusement être réalisé par l'association de deux sous-ensembles séparables remplissant l'un la fonction de disjoncteur et l'autre celle

du dispositif de télécommande. Une telle division est avantageuse dans la mesure o elle

permet, d'une part, de ne pas entraîner au montage la mani-

pulation d'un appareil relativement lourd, comme cela se produirait dans le cas contraire et, d'autre part, de permettre l'exécution de contrôles et de réglages sur des

cha nes de fabrication parallèles.

De plus, l'utilisateur peut dans le cas de cette division, opérer uniquement la rechange du sous-ensemble qui aurait

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été défaillant. Enfin, une telle mesure permet à l'utilisa-

teur de pouvoir ultérieurement ajouter à un appareil

disjoncteur, si cela devient nécessaire, des moyens d'ouver-

ture télécommandée sans qu'il soit nécessaire d'interrompre une ligne d'alimentation pour incorporer dans celle-ci un

sectionneur télécommandé.

Aux figures 7a et 7b est représenté, à titre d'exemple, un appareil disjoncteur à ouverture télécommandée, dont la constitution correspond sensiblement à celle représentée à la figure 3c, mais dans lequel l'électro-aimant 15'c et ses bornes de raccordement non représentées, sont disposés dans

une embase isolante 105 qui peut être - voir figure 7a -

associée ou dissociée d'un corps 106 contenant le disjonc-

teur.

Le bras 62' du support de contact 58"c ne comporte pas une

articulation, mais présente des moyens d'accouplement pivo-

tant amovibles avec la tige 63' de l'armature 17'c.

Ces moyens sont représentés ici, de façon non limitative, par une rainure 107 du bras 62'c dont la direction est sensiblement perpendiculaire au plan de fixation QQe de l'embase, et par une goupille 108 disposée à l'extrémité de la tige; cette direction correspond sensiblement à celle du déplacement relatif qui permet le montage et le démontage de l'embase. Afin que la coopération entre la rainure et la goupille s'établisse dans une position convenable, il est prévu une coopération de formes entre les surfaces de l'embase et du

corps telles que 109 et 110, 109' et 110'.

Lorsqu'aucun dispositif de télécommande n'est nécessaire, voir figure 7b, l'embase est remplacée par un couvercle 111 qui présente, d'une part, des surfaces de forme 112, 113 coopérant avec celles 109', 110' du corps et, d'autre part, un moyen d'immobilisation du support de contact fixe en

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position de fermeture tel qu'une nervure 114 qui vient s'engager dans la rainure 107 pour empêcher les mouvements de sens G du support 58"c; la figure 7a montre également que le corps et l'embase peuvent présenter des parois 105', 105", qui sont aptes à améliorer l'isolement entre les contacts et l'électro-aimant, en créant ensemble une chambre ' pour ce dernier et une chambre 115" pour les organes fixes de l'interrupteur. Avec le couvercle 111, le corps 106

* limite, à la figure 7b, une chambre étanche 115.

Un autre appareil disjoncteur à ouverture télécommandée, dont la constitution correspond sensiblement à celui de la figure 3b, et qui est réalisé grâce à l'association de deux sous-ensembles séparables ayant les mêmes fonctions que précédemment, est représenté à la figure 8 o le corps 118

du disjoncteur est montré sans le sous-ensemble de télécom-

mande. Un couvercle 116, qui est associé au corps pour fermer la portion de volume 117 dans laquelle se place au moins partiellement l'électroaimant 15b, présente en outre, un moyen de maintien fixe 117 avec lequel coopère l'extrémité du prolongement 57 du porte-contact fixe 58 de façon que

celui-ci soit immobilisé.

Comme pour tous les appareils interrupteurs de protection, il est nécessaire que l'utilisateur soit informé de l'état de fermeture ou d'ouverture du disjoncteur à ouverture télécommandée. Des moyens de signalisation électriques 122, optiques 120 ou

mécaniques 121, doivent donc essentiellement faire apparai-

tre sur la face avant 123 du boîtier 2, voir figure 1, l'état dans lequel se trouve le contact pseudo-fixe 33; l'organe de commande ll d'un disjoncteur prend généralement une position particulière lorsque l'ouverture résulte de

l'apparition d'un défaut sur la ligne ou sur la charge.

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Si l'électro-aimant de télécommande est d'un type classique, dans lequel le courant doit être maintenu dans la bobine pour que l'armature conserve sa position, une lampe de

signalisation peut être placée en parallèle sur cette bobi-

ne. Dans les autres cas, un moyen mécanique est nécessaire pour transmettre au moins partiellement une information sur l'état ou la position du contact pseudo-fixe. Il est clair que, si l'appareil est constitué par un boîtier 119 et une

embase 124 séparables, ces moyens de transmission mécani-

ques, électriques ou optiques devront transférer les infor-

mations vers la face avant à l'aide de moyens d'accouplement amovibles, mécaniques, électriques ou optiques, représentés schématiquement par 125, 126 à la figure 9 o, de façon non limitative, est représenté un appareil ayant un boîtier et

une embase superposés.

A titre purement illustratif, est représenté à la figure 10 un schéma de principe d'un mécanisme à déclenchement brusque

pouvant être mis en oeuvre dans le cadre de l'invention.

L'organe de commande manuelle locale 11 oscille autour d'un pivot, qui est masqué sur la figure, de façon à déplacer un point 141 entre des positions O et F, correspondant à l'ouverture et à la fermeture de l'interrupteur par voie

manuelle.

Ce point 141 est relié par un ressort de traction 142 à l'articulation 143 commune à deux biellettes 144, 145 qui forment une genouillère 146 et dont l'une s'appuie sur le point 147 d'un levier de déclenchement 148, tandis que l'autre est reliée par une articulation 154 à un levier de transmission 149, représentant par exemple le support de

contact mobile 12 des figures précédentes, pour lui communi-

quer un déplacement. Le levier de déclenchement 148 qui est pivoté au point 150 est retenu par un verrou 151 dont la position de maintien est fournie par un ressort 152; ce

verrou peut être déplacé en sens H par un moyen de transmis-

sion 153 recevant directement ou indirectement les déplace-

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ments de bilames 7 ou ceux des palettes ou noyaux magnéti-

ques de bobines 8.

Lorsque l'on doit effectuer l'ouverture par voie manuelle de l'interrupteur, le basculement de l'organe de commande 11 vers O place le point 141 dans une position o la force du

ressort 142 peut d'abord déplacer latéralement l'articula-

tion 143 et provoquer ensuite rapidement la contraction de la genouillère, de sorte que le levier de transmission 149 est déplacé vers le haut de la figure; des mouvements inverses sont effectués lorsque l'organe de commande pivote de O vers F. Si les moyens de détection des surintensités 7, 8 déplacent le verrou 151, en comprimant le ressort 152, le levier de déclenchement 148 perd son point d'appui et bascule vers le haut de la figure en amenant brusquement le point 147 dans une position o l'angle formé par les points 147, 143, 154

change de sens, de sorte que la force du ressort 142 s'exer-

ce maintenant avec une composante latérale qui fait égale-

ment contracter très rapidement la genouillère et fait donc pivoter automatiquement le levier de transmission comme précédemment; une butée 155 sert à définir la position

limite du levier de déclenchement 148.

Dans l'ensemble des variantes d'appareils qui a été décrit, on constate que les régions dans lesquelles sont placés les électro-aimants de commande de l'ouverture n'empiètent pas

sur les régions qui sont dévolues au mécanisme à déclenche-

ment brusque et respectivement à la chambre d'arc 29 néces-

saire à leur extinction; cette mesure permet de ne pas compromettre le bon fonctionnement de ceux-ci et concourt à

la conservation d'un bon isolement.

Dans un autre exemple de réalisation de l'appareil 160, visible à la figure 3d, les supports de contact 161, 162 de l'interrupteur 163, desservant une ligne passant entre les bornes 164, 165, sont réalisés chacun sous la forme d'une -20 - pièce plate parallèle à l'autre, ce qui permet, grâce à l'utilisation de pastilles de contact 166, 167 également plates, de rapprocher les lignes de courant circulant dans ces supports pour augmenter l'efficacité des forces de répulsion apparaissant lors d'un court-circuit. Le levier de contact pseudo-fixe pivotant 168 est ici muni d'un prolongement 169, et est soumis à l'action d'un ressort de rappel 170 placé dans la chambre de coupure sous le support 162. L'extrémité 172 du prolongement s'applique sous l'effet de ce ressort contre une surface d'appui 173 d'une fenêtre 174 appartenant à un râteau isolant, ou reste au voisinage de cette surface d'appui si d'autres moyens retiennent le levier 168. Le râteau isolant et coulissant 175 est relié par des prolongements latéraux 176 (visibles en pointillé) à une armature 177 d'un électro-aimant 178. Il

est clair que ce râteau peut être considéré comme un pous-

soir ou un tiroir selon que l'électro-aimant se trouve placé

à gauche ou à droite de l'extrémité 172.

Cette armature, qui peut être rappelée en position de repos par des ressorts tels que 179, 180 est attirée dans un

mouvement parallèle à la base 200 par une culasse 181 accou-

plée à un noyau 182 autour duquel est placée la bobine

d'excitation 183.

Dans l'état de fermeture télécommandée de l'interrupteur qui est illustré ici, l'armature est attirée par des branches latérales 185 de la culasse et le râteau 175 (qui présente par ailleurs autant de branches 184 qu'il y a de lignes ou phases à contrôler) se trouve placé dans la position de cette figure, la bobine étant alimentée par un courant de maintien. Lorsqu'une ouverture télécommandée doit être opérée, la bobine n'est plus alimentée et, le râteau accompagnant

l'armature dans son mouvement vers la droite qui est provo-

qué par les ressorts 179, 180, le levier de contact pseudo-

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fixe 168 est séparé du levier de contact mobile 186 par

l'action de poussée de la surface 173 sur l'extrémité 172.

Les dimensions de la fenêtre 174 permettent au levier 168 d'effectuer seul et librement un mouvement de répulsion lorsque l'électro-aimant est excité. Pour relâcher l'attraction de lUélectro-aimant 178 de façon forcée lorsque le dispositif disjoncteur a été déclenché, par exemple en vue d'empêcher qu'une manoeuvre hâtive de la manette 187 apres un courtcircuit puisse provoquer une refermeture de l'interrupteur 1G3 sur une ligne en défaut, on peut utiliser un interrupteur auxiliaire 171 qui est placé en série avec la bobine et qui est, par exemple, actionné par le mécanisme 188 pour empacher la fermeture du

circuit de la bobine.

Lorsqu'une ouverture manuelle des interrupteurs est opérée, le mouvement de la manette 187 est transmis du mécanisme 188 à un support isolant pivotant 190 sur lequel sont placés les contacts mobiles qui basculent alors dans le sens horaire, en entraînant les contacts mobiles; la course de détente du ressort de pression de contact 191 est alors limitée par la

coopération des surfaces 192, 193. Lorsque l'ouverture auto-

matique résulte de l'apparition de courants excessifs détec-

tés, soit par la boucle magnétique 194, soit par la bilame , un déclenchement du mécanisme 188 est opéré par un

organe de déverrouillage 195 et le support isolant 190 pivo-

te comme dans le cas précédent. L'apparition d'un courant de courtcircuit franc à travers l'interrupteur, qui ne permet pas à la boucle magnétique et à la bilame de réagir assez vite, provoque l'écartement répulsif rapide des leviers de contact 168, 186, ce qui permet d'obtenir, en coopération avec un allongement et un fractionnement de l'arc sur les

ailettes 196, une limitation de ces courants de court-cir-

cuit.

L'écartement du contact pseudo-fixe 168 est rendu possible grâce à la longueur de l'ouverture 174; au cours de cet

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écartement, le levier 168 n'entraîne avec lui aucune autre pièce, de sorte que la masse des pièces en mouvement est

réduite et que la rapidité d'ouverture s'en trouve amélio-

rée. La tresse ou autre conducteur souple 205 qui relie électriquement le levier au circuit 206 est, pour les mêmes raisons, avantageusement raccordée au voisinage du pivot 207 du levier 168, de sorte que le bras 169 ne conduit pas le courant. Comme dans un mode de réalisation déjà présenté ci-dessus, l'appareil peut comporter un corps principal 197 contenant les organes nécessaires à l'accomplissement de la fonction disjoncteur, et un bottier auxiliaire 198 qui est associé au précédent et contient les organes nécessaires à l'exécution

de la fonction d'ouverture et de fermeture télécommandées.

Les modes de réalisation des contacts fixes rétractables illustrés aux figures 3c et 3d s'apparentent directement aux modes de réalisation possibles des contacts mobiles qui sont illustrés aux figures 2b, respectivement 2a; il doit être clair que d'autres modes de réalisation de contacts fixes rétractables, faisant appel à ceux dont les principes sont notamment illustrés aux figures 2c, 2d, pourraient également

être mis en oeuvre.

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Claims (14)

Revendications de brevet

1. Appareil disjoncteur, en particulier polyphasé, comportant un mécanisme à déclenchement brusque commun qui peut être armé et désarmé à l'aide d'un organe de commande manuelle locale, une multiplicité de circuits de puissance comprenant chacun entre deux bornes un interrupteur dont le

contact mobile est relié au mécanisme de façon à être fermé -

ou ouvert par celui-ci, des détecteurs qui réagissent à des surintensités de différentes natures dans ces circuits en provoquant le déclenchement de ce mécanisme et, par suite,

l'ouverture automatique des interrupteurs, et un électro-

aimant qui est associé à l'appareil pour provoquer une ouverture télécommandée des interrupteurs n'entrainant pas le déclenchement de ce mécanisme, caractérisé en ce que le contact fixe (33) de l'interrupteur (6) est porté par un support rétractable (34) effectuant par rapport au contact mobile <31) des mouvements de retrait et d'avance qui sont provoqués par les changements d'état d'une armature (17) d'électro-aimant (15) n'ayant aucune liaison

avec le mécanisme à déclenchement brusque (10).

2. Appareil disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif à genouillère (49) est disposé entre l'armature (17) et un levier (52) constituant

le support rétractable.

3. Appareil disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un support pivotant isolant (58) qui

est relié à l'armature <17) de l'électro-aimant (15) commu-

nique ses mouvements à un levier (52) de contact fixe (33)

par l'intermédiaire d'un ressort de transmission (65).

4. Appareil disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le levier de contact fixe (34c) et le ressort de transmission (65) sont portés par le support

isolant (58c).

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5. Appareil disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un levier de contact fixe (168) qui est soumis à l'action d'un ressort de rappel (170) appuyé sur le bottier (2) reçoit par poussée ou traction d'une pièce isolante (175) un mouvement d'ouverture communiqué par

l'armature de l'électro-aimant (178).

6. Appareil disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la poussée ou la traction est exercée sur un bras ou prolongement (169) du levier (168) portant le contact fixe rétractable (33) et n'étant pas traversé par le courant.

7. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 1 à 6,

caractérisé en ce que le support de contact fixe (34) circu-

le parallèlement au support (32) de contact mobile de façon à favoriser le développement de forces de répulsion agissant

dans le sens de la séparation des contacts (31, 33).

8. Appareil disjoncteur selon les revendications 2 et

7, caractérisé en ce que le levier de contact mobile (32) est soumis à l'action d'un ressort de pression de contact (35)

qui peut subir une compression importante lorsqu'apparais-

sent les forces de répulsion.

9. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 3 à 8, caractérisé en ce que le ressort de transmission (65), respectivement le ressort de rappel (170) présentent une élasticité permettant au levier de contact fixe (52, 168) de se déplacer d'une course importante lorsqu'apparaissent des

forces de répulsion.

10. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 1 à 9,

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caractérisé en ce qu'un dispositif d'accrochage mécanique (92) qui est indifféremment associé à l'armature (80) de l'électro-aimant (81) ou au support de contact fixe (58) confère à ce contact fixe une position stable avancée (A) ou rétractée (R) chaque fois que l'armature de l'électro-aimant

effectue un bref mouvement d'aller et retour.

11. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 1 à 10, caractérisé en ce que des moyens de signalisation (121, 122, ) placés sur une face frontale (123) de l'appareil au voisinage de l'organe de commande manuelle indiquent l'état

avancé ou retiré du contact fixe (33).

12. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 1 à 11, caractérisé en ce que l'armature (17) de l'électro-aimant (15) se déplace parallèlement à une base de fixation (25) de l'appareil.

13. Appareil disjoncteur selon l'une des revendica-

tions 1 à 12,

caractérisé en ce qu'un organe de transmission (63', respec-

tivement 175) coopérant de façon commune avec tous les supports de contacts fixes (58"c, 168) présente des moyens d'accouplement amovibles (108, 107, respectivement 174, 172) permettant à un électro-aimant (15'c, respectivement 178) disposé dans un boîtier de télécommande séparable (105, respectivement 198) d'être dissocié de l'appareil ou associé

avec lui sans opération de démontage.

14. Appareil disjoncteur selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un couvercle amovible (111) est associé à une enveloppe (106) contenant le dispositif disjoncteur pour se substituer à un bottier de télécommande (105), ce couvercle présentant des moyens (114) qui confèrent au support de contact fixe (58"c) une position correspondant à

une fermeture télécommandée de l'interrupteur.