FR2713391A1 - Circuit breaker device breaking device, in particular for contactor or contactor-circuit breaker. - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à un dispositif de rupture logé dans la chambre de coupure d'un boîtier d'un appareil interrupteur tel que contacteur ou contacteur-disjoncteur, comprenant au moins un contact mobile coopérant avec un contact fixe, et associé à des ailettes un déflecteur d'arc prenant la forme générale d'un U et présentant une découpe en forme de V ou Y dans laquelle se loge le contact fixe. Ce contact fixe comporte un support de contact fixe et une pastille de contact, et est tel que le support de contact fixe est une pièce massive, plat et non pliée.The present invention relates to a breaking device housed in the interrupting chamber of a housing of a switch device such as a contactor or contactor-circuit breaker, comprising at least one movable contact cooperating with a fixed contact, and associated with fins. an arc deflector taking the general shape of a U and having a V or Y shaped cutout in which the fixed contact is housed. This fixed contact comprises a fixed contact support and a contact pad, and is such that the fixed contact support is a solid, flat and unfolded part.
Description
La présente invention concerne un dispositif de rupture de courant logéThe present invention relates to a current breaking device housed
dans la chambre de coupure d'un boîtier d'un appareil interrupteur notamment d'un contacteur ou contacteur-disjoncteur ayant au moins un pôle à rupture double. Ce dispositif comprend un pont de contacts mobiles, chaque contact étant muni d'une pastille de contact qui coopère avec une pastille de contact d'un support de contact fixe relié à une borne de raccordement, et par ailleurs associé à des ailettes de désionisation, un déflecteur d'arc plié, destiné à dévier les arcs apparaissant entre les contacts mobile et fixe, ce déflecteur prenant la forme générale d'un U. Le brevet FR-A-2 378 344 décrit une pièce de soufflage en forme de U reliée électriquement et mécaniquement au support de contact fixe en forme de U. Il est connu que l'utilisation d'un support de contact en forme de J ou de U favorise le pouvoir de coupure du pôle, c'est-à-dire le courant maximal qu'il peut couper sous une tension donnée. En revanche, cette forme défavorise le pouvoir de fermeture du pôle de contacteur, c'est-à-dire le courant maximal qu'il peut supporter sous une tension donnée. En effet, pour obtenir le meilleur pouvoir de fermeture, la ligne de in the breaking chamber of a housing of a switching device, in particular of a contactor or contactor-circuit breaker having at least one pole with double break. This device comprises a bridge of movable contacts, each contact being provided with a contact pad which cooperates with a contact pad of a fixed contact support connected to a connection terminal, and moreover associated with deionization fins, a bent arc deflector, intended to deflect the arcs appearing between the movable and fixed contacts, this deflector taking the general shape of a U. Patent FR-A-2,378,344 describes a U-shaped blowing piece connected electrically and mechanically to the fixed U-shaped contact support. It is known that the use of a J or U-shaped contact support promotes the breaking capacity of the pole, ie the current maximum that it can cut under a given voltage. On the other hand, this shape disadvantages the closing power of the contactor pole, that is to say the maximum current that it can withstand under a given voltage. Indeed, to obtain the best closing power, the line of
courant doit être la plus droite possible pour limiter l'effet de répulsion. current must be as straight as possible to limit the repelling effect.
L'invention se propose de limiter la répulsion à la fermeture en associant un déflecteur en forme de U et un support de contact plat relié électriquement et mécaniquement à ce déflecteur. Elle se propose également d'améliorer la tenue mécanique et thermique du sous- ensemble formé par le déflecteur et le support de contact fixe. En outre, grâce à des ailettes de désionisation, le dispositif permet de fractionner l'arc plus rapidement lors de l'ouverture des contacts et de réaliser une meilleure coupure notamment pour des courants peu importants. Enfin, cette disposition permet un encombrement plus réduit de la chambre d'arc, une The invention proposes to limit the repulsion on closing by associating a U-shaped deflector and a flat contact support electrically and mechanically connected to this deflector. It also proposes to improve the mechanical and thermal behavior of the sub-assembly formed by the deflector and the fixed contact support. In addition, thanks to deionization fins, the device makes it possible to split the arc more quickly when the contacts are opened and to achieve a better break, in particular for small currents. Finally, this arrangement allows a smaller footprint of the arc chamber, a
amélioration du temps de fabrication et du prix de revient en matière. improvement of manufacturing time and cost price in terms of material.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait que le déflecteur présente une découpe en forme de V ou Y dans laquelle se loge l'extrémité du support de contact fixe et que le support de contact fixe est une pièce massive, plate The device according to the invention is characterized in that the deflector has a V or Y-shaped cutout in which the end of the fixed contact support is housed and that the fixed contact support is a solid, flat part
et non pliée.and not folded.
Selon une caractéristique, le déflecteur prend la forme générale d'un U et comprend une plage supérieure à découpe en forme de V ou Y, et une semelle According to one characteristic, the deflector takes the general shape of a U and includes an upper section with a V or Y shape cutout, and a flange
inférieure pleine, reliées entre elles par des ponts. solid bottom, interconnected by bridges.
Selon une autre caractéristique, le support de contact fixe est rendu According to another characteristic, the fixed contact support is made
solidaire de la semelle inférieure du déflecteur. secured to the deflector bottom flange.
Selon une autre caractéristique, la semelle inférieure du déflecteur et le support de contact fixe sont vissés au boîtier du côté de la face inférieure du support According to another characteristic, the lower flange of the deflector and the fixed contact support are screwed to the housing on the side of the lower face of the support.
de contact.of contact.
Selon une autre caractéristique, le déflecteur comprend une plage supérieure à découpe en forme de V ou Y et des ponts latéraux. Selon une autre caractéristique, le support de contact est rendu solidaire According to another characteristic, the deflector comprises an upper range with a V or Y-shaped cutout and lateral bridges. According to another characteristic, the contact support is made integral
des ponts latéraux du déflecteur.side bridges of the deflector.
Selon une autre caractéristique, la plage supérieure du déflecteur n'est pas en contact avec le support de contact de manière à créer un espace isolant sur According to another characteristic, the upper area of the deflector is not in contact with the contact support so as to create an insulating space on
toute la longueur du déflecteur.the entire length of the deflector.
Selon une autre caractéristique, les ailettes sont parallèles au déflecteur. According to another characteristic, the fins are parallel to the deflector.
Selon une autre caractéristique, les ailettes se montent entre des flasques According to another characteristic, the fins are mounted between flanges
auxquels elles sont fixées.to which they are attached.
Selon une autre caractéristique, les ailettes débouchent librement entre According to another characteristic, the fins open freely between
les flasques.the flanges.
Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe par le plan de symétrie PP' du dispositif; - la figure 2 représente une vue de dessus du dispositif; - la figure 3 représente une vue en perspective du déflecteur et du contact fixe associé; - la figure 4 représente une vue de dessous du déflecteur et du contact fixe associé; - les figures 5 et 6 représentent une vue en perspective de variantes du déflecteur An embodiment of the invention will be described below, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows a sectional view through the plane of symmetry PP 'of the device; - Figure 2 shows a top view of the device; - Figure 3 shows a perspective view of the deflector and the associated fixed contact; - Figure 4 shows a bottom view of the deflector and the associated fixed contact; - Figures 5 and 6 show a perspective view of variants of the deflector
et du contact fixe associé.and the associated fixed contact.
Le dispositif de rupture de courant fait partie d'un appareil interrupteur, par exemple du type contacteur ayant au moins un pôle à rupture double. La moitié du dispositif seulement est illustrée sur les figures 1 à 6 pour des raisons de simplicité dans le dessin. Ce dispositif est contenu dans la chambre de coupure d'un boîtier The current breaking device is part of a switching device, for example of the contactor type having at least one double break pole. Only half of the device is illustrated in Figures 1 to 6 for the sake of simplicity in the drawing. This device is contained in the breaking chamber of a housing
isolant 5 et comprend un pont de contacts mobiles 20 monté dans le portecontact 2. insulator 5 and includes a movable contact bridge 20 mounted in contact holder 2.
Le pont de contacts mobiles 20 est muni de deux pastilles 21. Chaque pastille de contact 21 de ce pont 20 coopère avec une pastille de contact fixe 11 qui est fixée à l'extrémité 12 d'un support de contact 10 relié à une borne de The movable contact bridge 20 is provided with two pads 21. Each contact pad 21 of this bridge 20 cooperates with a fixed contact pad 11 which is fixed to the end 12 of a contact support 10 connected to a terminal.
raccordement 50.connection 50.
Le pont de contacts mobiles se déplace en translation par rapport aux contacts fixes, perpendiculairement à la ligne passant par ces contacts fixes. Le plan The bridge of movable contacts moves in translation relative to the fixed contacts, perpendicular to the line passing through these fixed contacts. The plan
de déplacement et de symétrie du pont de contacts mobiles est repéré PP'. displacement and symmetry of the movable contact bridge is marked PP '.
Le support de contact 10 est une pièce massive, plate et non pliée. Elle The contact support 10 is a solid, flat and unfolded part. She
présente une face inférieure 101 et une face supérieure 102. has a lower face 101 and an upper face 102.
Le support de contact 10 est relié à un déflecteur 3. Ce déflecteur représenté à la figure 3 est réalisé en une seule pièce et a une forme générale en U. Il comprend une semelle inférieure 31 de fixation de support de contact, une plage The contact support 10 is connected to a deflector 3. This deflector shown in FIG. 3 is made in one piece and has a general U shape. It includes a bottom flange 31 for fixing the contact support, a range
supérieure 32 de déflexion qui est sensiblement parallèle à la semelle inférieure 31. upper deflection 32 which is substantially parallel to the lower flange 31.
La semelle inférieure et la plage sont raccordées par deux ponts latéraux 331 et 332 The bottom flange and the deck are connected by two side bridges 331 and 332
pliés en arc de cercle et formant le creux du U du déflecteur. folded in an arc and forming the hollow of the U of the deflector.
La plage supérieure 32, dont la surface est placée sensiblement au niveau du plan de la pastille de contact fixe, présente une échancrure fermée 36, en forme de V ou Y, qui est suffisamment large pour permettre le passage du support de contact et entourer la pastille de contact fixe 11. Cette échancrure fermée se rétrécit jusqu'au voisinage de l'extrémité 32' de la plage supérieure 32, côté borne de The upper pad 32, the surface of which is placed substantially at the plane of the fixed contact pad, has a closed notch 36, in the form of a V or Y, which is wide enough to allow the passage of the contact support and surround the fixed contact pad 11. This closed notch narrows to the vicinity of the end 32 ′ of the upper pad 32, terminal side of
raccordement et s'élargit jusqu'à l'extrémité 31' de la semelle inférieure 31, côté porte- connection and widens up to the end 31 'of the bottom flange 31, carrier side
contact. Cette échancrure 36 sépare ainsi les deux ponts 331 et 332 pliés prenant naissance à l'extrémité 31' de la semelle inférieure 31, et partage d'autre part la plage supérieure 32 en deux branches 321 et 322. Ces deux branches 321 et 322 sont reliées respectivement aux ponts 331 et 332 et se réunissent du côté borne de raccordement. Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, la semelle inférieure 31 du déflecteur est pleine et soudée au support de contact 10, du côté de la face inférieure 101, en déterminant ainsi une importante surface de contact S et en assurant une excellente liaison électrique, mécanique et thermique entre ce déflecteur et ce support. De plus, pour un meilleur positionnement du support de contact sur le déflecteur, deux ergots 310 se situent au voisinage de l'extrémité 31' de la semelle inférieure 31 du déflecteur de chaque côté du support de contact. Enfin, la plage supérieure 32 du déflecteur n'est pas en contact avec la face supérieure 102 du contact. This notch 36 thus separates the two folded bridges 331 and 332 originating at the end 31 ′ of the lower sole 31, and on the other hand divides the upper range 32 into two branches 321 and 322. These two branches 321 and 322 are connected respectively to bridges 331 and 332 and meet on the connection terminal side. In the embodiment of FIGS. 3 and 4, the lower flange 31 of the deflector is full and welded to the contact support 10, on the side of the lower face 101, thereby determining a large contact surface S and ensuring excellent connection electrical, mechanical and thermal between this deflector and this support. In addition, for better positioning of the contact support on the deflector, two pins 310 are located in the vicinity of the end 31 ′ of the lower flange 31 of the deflector on each side of the contact support. Finally, the upper area 32 of the deflector is not in contact with the upper face 102 of the
support, de manière à créer un espace isolant e sur toute sa longueur. support, so as to create an insulating space e over its entire length.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, la semelle inférieure du déflecteur présente une fente 311 en son milieu sur une faible largeur et sur toute sa longueur, la forme en U du déflecteur et la forme de la pièce de contact restant identiques. L'ensemble déflecteur et support de contact est fixé au boîtier par une vis 35. Dans un autre mode de réalisation, la vis 35 peut à elle seule assurer une In the embodiment of Figure 5, the lower flange of the deflector has a slot 311 in the middle over a narrow width and over its entire length, the U-shape of the deflector and the shape of the contact piece remaining identical. The deflector and contact support assembly is fixed to the housing by a screw 35. In another embodiment, the screw 35 alone can provide
liaison électrique et mécanique entre le déflecteur et le support. electrical and mechanical connection between the deflector and the support.
Au déflecteur est associé un bâti de coupure d'arc 8, comportant des flasques 81 et 82 et des ailettes de désionisation 83. Les flasques assurent le The deflector is associated with an arc breaking frame 8, comprising flanges 81 and 82 and deionization fins 83. The flanges provide the
maintien des ailettes.retention of the fins.
Ces flasques 81 et 82 sont adjacents aux cloisons de la chambre de coupure. Ils ont une forme sensiblement rectangulaire et s'élèvent These flanges 81 and 82 are adjacent to the partitions of the breaking chamber. They have a substantially rectangular shape and rise
perpendiculairement au déflecteur et sont parallèles à l'axe PP'. perpendicular to the deflector and are parallel to the axis PP '.
Les ailettes 83 sont parallèles au déflecteur. Elles se montent entre les flasques 81 et 82 grâce à des tenons qui s'engagent dans des découpes adaptées, The fins 83 are parallel to the deflector. They are mounted between the flanges 81 and 82 thanks to tenons which engage in suitable cutouts,
ménagées dans les flasques 81 et 82. formed in the flanges 81 and 82.
Les ailettes sont de forme rectangulaire et présentent côté pont de contacts une forme concave. Elles sont espacées les unes des autres et débouchent librement en arrière du bâti 8, côté borne de raccordement, au niveau de l'extrémité The fins are rectangular in shape and have a concave shape on the contact bridge side. They are spaced from each other and open freely behind the frame 8, connection terminal side, at the end
32' de la plage supérieure 32 du déflecteur. 32 'from the upper section 32 of the deflector.
On remarquera à l'examen des différentes figures que le déflecteur a été réalisé par découpage, pliage d'une même tôle ferro-magnétique de sorte que la continuité magnétique et électrique, ainsi qu'une grande simplicité de fabrication sont It will be noted on examining the different figures that the deflector was produced by cutting, folding the same ferro-magnetic sheet so that the magnetic and electrical continuity, as well as great simplicity of manufacture are
simultanément assurées.simultaneously insured.
Le fonctionnement du dispositif va maintenant être expliqué: Lorsque les contacts sont fermés, la ligne de courant en suivant le support The operation of the device will now be explained: When the contacts are closed, the current line following the support
de contact fixe plat non plié reste la plus droite possible, limitant ainsi la répulsion. flat non-folded fixed contact remains as straight as possible, thus limiting repulsion.
A l'ouverture des contacts, il apparaît un arc électrique 90 dans la région 9 When the contacts open, an electric arc 90 appears in region 9
comprise entre les deux pastilles de contacts fixe 11 et mobile 21. between the two fixed 11 and mobile 21 contact pads.
Le courant électrique crée un champ magnétique dans le déflecteur ferromagnétique. Ce champ engendre une force de soufflage de l'arc vers le déflecteur. L'arc 90 surgissant entre les contacts est alors repoussé latéralement de sorte que son pied passe de la pastille de contact fixe 11 à la branche 321 ou 322 de la plage supérieure 32. Il s'accroche puis se divise sur les ailettes 83 avant son The electric current creates a magnetic field in the ferromagnetic deflector. This field generates a blowing force from the arc towards the deflector. The arc 90 arising between the contacts is then pushed sideways so that its foot passes from the fixed contact pad 11 to the branch 321 or 322 of the upper pad 32. It hooks then divides on the fins 83 before its
extinction définitive.final extinction.
En outre, le courant parcourant la forme en U ou en J du déflecteur créé In addition, the current flowing through the U or J shape of the deflector created
une force de répulsion sur le pont mobile améliorant le pouvoir de coupure. a repulsive force on the movable bridge improving the breaking capacity.
On remarquera que lors du déplacement du pied de l'arc sur la branche 321 ou 322, un courant parasite circule par la branche 322 ou respectivement 321 et l'extrémité 32'. Cependant, ce courant parasite est très réduit en raison, d'une part, de It will be noted that during the movement of the foot of the arch on the branch 321 or 322, a parasitic current flows through the branch 322 or 321 and the end 32 'respectively. However, this stray current is very reduced due, on the one hand, to
la longueur du trajet qu'il doit suivre et d'autre part, de la résistance de l'extrémité 32'. the length of the path which it must follow and, on the other hand, the resistance of the end 32 '.
Toutefois, on a conservé à cette extrémité 32' une section suffisante pour assurer une liaison mécanique efficace entre les branches 321 et 322 qui prévient la déformation latérale qu'elles pourraient subir lorsque les températures de régime deviennent élevées. On remarquera la disposition parallèle des ailettes à celle du déflecteur, l'arc parcourant une distance plus réduite de la région 9 aux ailettes, par rapport à une disposition perpendiculaire o l'arc continuerait jusqu'à l'extrémité 32' du However, at this end 32 ′ has been kept a sufficient section to ensure an effective mechanical connection between the arms 321 and 322 which prevents the lateral deformation that they could undergo when the operating temperatures become high. Note the parallel arrangement of the fins to that of the deflector, the arc traveling a shorter distance from the region 9 to the fins, compared to a perpendicular arrangement where the arc would continue to the end 32 'of the
déflecteur avant de s'accrocher aux ailettes. deflector before catching on the fins.
De plus, lorsque des courants moins forts sont utilisés, l'arc électrique est moins important et la faible distance séparant la région 9 des ailettes permet à l'arc In addition, when weaker currents are used, the electric arc is less important and the short distance separating the region 9 of the fins allows the arc
d'atteindre les ailettes.reach the fins.
Dans le mode de réalisation de la figure 6, le déflecteur ne comprend que la plage supérieure dotée de l'échancrure et les deux ponts latéraux 331 et 332. Le In the embodiment of FIG. 6, the deflector comprises only the upper area provided with the notch and the two lateral bridges 331 and 332. The
support de contact est soudé aux deux ponts latéraux du déflecteur. contact support is welded to the two side bridges of the deflector.
Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et, de même, envisager It is understood that it is possible, without departing from the scope of the invention, to imagine variants and refinements of detail and, similarly, to envisage
l'emploi de moyens équivalents.the use of equivalent means.
On pourrait envisager que le support de contact soit formé de deux pièces massives plates et non pliées. Celles-ci seraient vissées à l'extérieur du déflecteur, la pièce reliée à la borne de raccordement 50 et la semelle inférieure reposant sur un It could be envisaged that the contact support is formed of two solid flat pieces and not folded. These would be screwed to the outside of the deflector, the part connected to the connection terminal 50 and the bottom flange resting on a
même plan. Cette configuration permettrait le changement du contact fixe. same plan. This configuration would allow the change of the fixed contact.
On pourrait rendre solidaire le support de contact du déflecteur par rivetage ou sertissage. En variante, une combinaison des différentes fixations décrites The contact support of the deflector could be made integral by riveting or crimping. As a variant, a combination of the various fasteners described
pourrait être possible.might be possible.
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