EP0926693A1 - Selective trip device for circuit breaker - Google Patents

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EP0926693A1
EP0926693A1 EP98410144A EP98410144A EP0926693A1 EP 0926693 A1 EP0926693 A1 EP 0926693A1 EP 98410144 A EP98410144 A EP 98410144A EP 98410144 A EP98410144 A EP 98410144A EP 0926693 A1 EP0926693 A1 EP 0926693A1
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EP
European Patent Office
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threshold
pallet
triggering
lever
selectivity
Prior art date
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Application number
EP98410144A
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German (de)
French (fr)
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EP0926693B1 (en
Inventor
Xavier Herreros
Michel Lazareth
Alain Menier
Jean-Claude Ramirez
Philippe Schuster
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Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric SE
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0926693B1 publication Critical patent/EP0926693B1/en
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/44—Automatic release mechanisms with or without manual release having means for introducing a predetermined time delay
    • H01H71/446—Automatic release mechanisms with or without manual release having means for introducing a predetermined time delay making use of an inertia mass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/1081—Modifications for selective or back-up protection; Correlation between feeder and branch circuit breaker
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    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/34—Electromagnetic mechanisms having two or more armatures controlled by a common winding

Definitions

  • the selectivity of the protections in the electrical networks can be total or partial to guarantee users the best availability of energy.
  • total selectivity the appearance of a fault current from the overload until short circuit, causes the circuit breaker to open nearest upstream, while the head circuit breaker remains closed.
  • partial selectivity the above condition is not met until maximum short-circuit current, but up to a lower value, called selectivity limit.
  • Each of the documents FR-A-796774 and DE 1041585 describes a circuit breaker having an electromagnetic actuator equipped with two movable armatures independently of each other.
  • One of the frames is coupled to a delay device to cause delayed triggering in the presence long-term overload current.
  • the other frame causes a instantaneous tripping in the presence of a short-circuit current.
  • Both movable frames are mounted on a common pivot.
  • Document FR2.353.980 discloses a selective trip device equipped with a electromagnetic actuator causing the delayed tripping of the circuit breaker mechanism when two current waves appear successive intensity greater than a predetermined threshold. Another quick release can occur in the event of a short circuit for authorize instantaneous tripping of the circuit breaker when the current exceeds the second threshold. Such a triggering device is used classic way in large size industrial circuit breakers.
  • an optical fiber placed in the vicinity of the contacts allows in case of repulsion, instant detection of the arc for cause the circuit breaker to trip immediately in the presence of current default.
  • the object of the invention is to provide a selective triggering device with powerful electromagnetic actuator.
  • the counterweight of the retarder system is carried by a support lever mounted with limited pivoting on an axis, and comprising a hooking stop intended to stop at the first half-wave current, the control lever in an intermediate position of the first palette, the appearance of the next half-wave causing the release of the hooking stop for the continued movement of the first pallet towards the attracted position causing the triggering delayed by the coming in engagement of the actuation button against the release lever of the mechanism.
  • the active end of the organ striker of the second trigger sub-assembly has a part protruding arranged opposite the release lever, and a part in withdrawal located in front of the movable contact arm, detection of the second threshold repulsion by the attraction of the second palette neutralizing selectivity, with instantaneous triggering of the mechanism.
  • Detection of the repulsion threshold by the attraction of the second palette neutralizes selectivity because the trigger becomes instantaneous. Selectivity is partial, because it is only operational between the first threshold magnetic, and the second repulsion threshold.
  • the striker member is devoid of the projecting part in acting exclusively on the contact arm when the first appearance occurs half-wave, the triggering of the mechanism intervening via the actuation button when the second half-wave appears.
  • the selectivity is in this case total.
  • a circuit breaker 10 housed in a housing 11 of molded insulating material has a fixed contact 12, a movable contact 14 carried by a pivoting contact arm 16, a control mechanism 18 associated with a lever 20 manual actuation and automatic tripping means on fault, and an extinguishing chamber 22 with deionization plates 24 for extinguishing the arc drawn between the contacts 12, 14 during their separation.
  • the control mechanism 18 is for example of the type described in document EP-A295 158, and comprises a trigger lever 26 cooperating with a latching lever 28 connected to the lever 20 by a transmission link 30.
  • the contact arm 16 is carried by a plate 32 movable in rotation between a closed position and an open position of the contacts 12, 14.
  • the tripping means of the circuit breaker 10 include a device for selective triggering, designated by the general reference 34, and constituted by a electromagnetic actuator 36, with a fixed magnetic circuit 38, and two mobile pallets 40 42.
  • the excitation of the actuator 36 results from the passage of current in a conductor 44 of the main circuit causing a field magnetic in the air gap 45 of the magnetic circuit 38 located opposite the two separate pallets 40 42.
  • the conductor 44 carries the fixed contact 12 to one ends, and is connected to a connection pad 43 by its end opposite.
  • the first upper pallet 40 of the actuator 36 is part of a first delayed triggering sub-assembly 46, comprising an actuating pusher 48 secured to a first support element 50 of the pallet 40.
  • L support element 50 is pivotally mounted on a hinge pin 52, and a first return spring 54 is associated with an adjustment rod 56 to urge the first pallet 40 towards a position separated from rest when the force of attraction exerted by the magnetic circuit 38 is less than the return force of the spring 54.
  • a control lever 58 of the first support element 50 located opposite the pallet 40 cooperates with a retarder system 60 with counterweight 62, which is carried by a support lever 64 mounted with limited pivoting on an axis 66.
  • the support lever 64 is equipped with a hooking stop 68 intended to come into engagement with the control lever 58, and a double spring 70 having two strands 70a, 70b of different lengths.
  • the retarder system 60 is arranged between the extinguishing chamber 22, and the conductor 44, which is in abutment against a small side face of the housing 11 ( Figure 1).
  • the second lower pallet 42 of the actuator 36 is part a second instantaneous triggering sub-assembly 76, provided with a striker 78 attached to a second support member 80 of the pallet 42.
  • the second support element 80 is articulated on an axis 82, and is associated with a second return spring 84 urging the second pallet 42 towards the discarded position during normal operation of the circuit breaker 10.
  • the active end of the striker 78 of the second subset of trigger 76 is divided transversely into two parts 72, 74 ( Figure 2) spaced from each other by a longitudinal offset extending in the direction of movement of the striker member 78 following the attraction of the second pallet 42.
  • the projecting part 72 is arranged opposite a branch of the trigger lever 26 of the mechanism 18, while the other recessed part 74 is located opposite the internal edge of the contact arm 16.
  • the actuating pusher 48 and the striker member 78 are arranged side by side. side, and move in the same direction, while the pivoting of support elements 50, 80 is carried out in the opposite direction during the attraction of their respective pallets 40, 42.
  • FIGS. 5 to 11 The operation of the selective triggering device 34 according to the invention is illustrated in FIGS. 5 to 11, in which for reasons of clarity, the actuating power 48 has been deliberately shifted from the housing plan of the striker 78.
  • the forces of attraction electromagnetic in the air gap 45 are less than the restoring forces of the two threshold springs 54, 84, which hold the two pallets 40, 42 in position away from the pole faces of the magnetic circuit 38.
  • the actuator 36 is in an inactive state, and the double spring 70 biases the support lever 64 of the retarder system 60 in an equilibrium position.
  • the appearance of a circuit current generates attractive forces in the air gap 45 of the actuator 36 which depend on the intensity of the short-circuit current.
  • the calibration of the springs 54, 84 is calculated so that the actuator 36 of the selective tripping device 34 remains inactive when the current value peak is less than 7.5 ln.
  • the first spring of threshold 54 of the first subset trigger delay 46 is set to 7.5 ln corresponding to the magnetic trigger point.
  • the second threshold spring 84 of the second subset of trigger 76 instant is set to 17 ln corresponding to the threshold of repulsion of the contacts 12, 14 of the device.
  • the repulsion threshold is around 3000A.
  • Figure 5 shows the normal operation of circuit breaker 10 where the two paddles 40, 42 are not attracted against the magnetic circuit 38 of the actuator 36, and are held in the separated position.
  • the pusher actuator 48 and the striker 78 remain stationary in the position rest. Continuity of service is ensured, with no triggering of the mechanism 18, and maintenance of the movable contact 14 in position closed.
  • This current page corresponds to the active selectivity zone whose operating phases are shown in figures 6 to 8.
  • the first support element 50 pivots about the hinge axis 52 in the direction of clockwise until the control lever 58 comes to rest against the hooking stop 68 of the support lever 64 of the counterweight 62. The movement of attraction of the first pallet 40 is stopped at this instant, continued the inertia of the flyweight 62.
  • the actuating button 48 does not come into contact with the lever trigger 26, which remains in the armed position. This attraction precourse of the first pallet 40 intervenes during the rising edge of the first half sine wave.
  • Support lever 64 rotates slightly clockwise, and causes a offloading of the hooking pressure of the control lever 58 in the stop 68.
  • the paddle 40 remains in the initial position without triggering the mechanism 18.
  • the electromagnetic force in the air gap 45 increases, and the first pallet 40 is again attracted in the direction of arrow F1 ( Figure 8).
  • the first support element 50 pivots around the axis 52, and the control lever 58 released from the stop attachment 68, causes the support lever 64 to rotate about the axis 66, authorizing the continuation of the movement of attraction of the pallet 40 towards the position attracted.
  • the actuating push-button 48 acts on the lever trigger 26 to unlock the mechanism 18 causing the pivoting contact arms 16 and the opening of the movable contact 14.
  • the system retarder 60 then returns to the initial position of FIG. 5 under the action potential energy stored by the short strand 70a of the double spring 70.
  • the striker member 78 acts on the trigger lever 26 to unlock the mechanism 18, and simultaneously strikes the contact arm 16, which is quickly driven to the open position ( Figure 10). At the end of movement, the movable contact 14 is completely open, and the paddles 40, 42 return to the initial position, as well as the support lever 64 of the counterweight 62 (FIG. 11).
  • the triggering of the mechanism 18 can thus intervene by one of the two triggering sub-assemblies 46, 76 which are independent of each other, one being delayed by the delay system 60 when the current exceeds the magnetic threshold , and the other being instantaneous when the current exceeds the repulsion threshold.
  • the detection of the repulsion threshold by the attraction of the second pallet 42 thereby neutralizes the selectivity, since the triggering becomes instantaneous.
  • the selectivity is only operational between the magnetic threshold and the repulsion threshold. Such an operation of the triggering device 34 makes it possible to obtain partial selectivity.
  • the projecting part 72 of the striker 78 of the second trigger sub-assembly 76 is deleted, so as to constitute a straight edge in alignment with the other part 74.
  • the striker 78 no longer acts on the lever trigger 26, but only on the contact arm 16 as striker. If the short-circuit current persists after the first half-wave, the actuating pusher 48 will trigger the mechanism 18 as in the case of the partial selectivity described above.

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Abstract

The first electromagnetic activated section is coupled to a drive arm delaying switching through a swinging arm and requiring higher contact repulsion, whilst the second electromagnetic activated section is carried on a second support with swinging arm directly switching.

Description

L'invention est relative à un dispositif de déclenchement sélectif associé à un mécanisme de commande d'un disjoncteur électrique, et comprenant un actionneur électromagnétique à circuit magnétique comportant :

  • une première palette mobile coopérant avec un système retardateur, notamment à masselotte pour assurer un déclenchement retardé lorsque le courant dépasse un premier seuil magnétique,
  • un premier ressort de rappel associé à la première palette pour définir le premier seuil magnétique d'un premier sous-ensemble de déclenchement,
  • une deuxième palette mobile accouplée à un organe percuteur pour constituer des moyens de déclenchement instantané d'un deuxième sous-ensemble de déclenchement du mécanisme lorsque le courant de défaut dépasse un deuxième seuil supérieur audit premier seuil,
  • et un deuxième ressort de rappel associé à la deuxième palette pour déterminer ledit deuxième seuil.
The invention relates to a selective tripping device associated with a control mechanism of an electric circuit breaker, and comprising an electromagnetic actuator with a magnetic circuit comprising:
  • a first movable pallet cooperating with a retarder system, in particular with a counterweight to ensure delayed triggering when the current exceeds a first magnetic threshold,
  • a first return spring associated with the first pallet to define the first magnetic threshold of a first triggering sub-assembly,
  • a second movable pallet coupled to a striker member to constitute means for instantaneous triggering of a second triggering subassembly of the mechanism when the fault current exceeds a second threshold greater than said first threshold,
  • and a second return spring associated with the second pallet to determine said second threshold.

La sélectivité des protections dans les réseaux électriques peut être totale ou partielle pour garantir aux utilisateurs la meilleure disponibilité de l'énergie. Dans le cas de la sélectivité totale, l'apparition d'un courant de défaut depuis la surcharge jusqu'au court-circuit franc, provoque l'ouverture du disjoncteur amont la plus proche, tandis que le disjoncteur de tête reste fermé. Dans le cas de la sélectivité partielle, la condition ci-dessus n'est pas respectée jusqu'au courant du court-circuit maximum, mais jusqu'à une valeur inférieure, appelée limite de sélectivité.The selectivity of the protections in the electrical networks can be total or partial to guarantee users the best availability of energy. In the case of total selectivity, the appearance of a fault current from the overload until short circuit, causes the circuit breaker to open nearest upstream, while the head circuit breaker remains closed. In the case partial selectivity, the above condition is not met until maximum short-circuit current, but up to a lower value, called selectivity limit.

Chacun des documents FR-A-796774 et DE 1041585 décrit un disjoncteur ayant un actionneur électromagnétique équipé de deux armatures mobiles indépendamment l'une de l'autre. L'une des armatures est accouplée à un dispositif retardateur pour provoquer le déclenchement retardé en présence d'un courant de surcharge de longue durée. L'autre armature provoque un déclenchement instantané en présence d'un courant de court-circuit. Les deux armatures mobiles sont montés sur un pivot commun .Each of the documents FR-A-796774 and DE 1041585 describes a circuit breaker having an electromagnetic actuator equipped with two movable armatures independently of each other. One of the frames is coupled to a delay device to cause delayed triggering in the presence long-term overload current. The other frame causes a instantaneous tripping in the presence of a short-circuit current. Both movable frames are mounted on a common pivot.

Le document FR2.353.980 fait connaítre un déclencheur sélectif équipé d'un actionneur électromagnétique provoquant le déclenchement retardé du mécanisme du disjoncteur lors de l'apparition de deux ondes de courant successives d'intensité supérieure à un seuil prédéterminé. Un autre déclenchement rapide peut intervenir en cas de court-circuit franc pour autoriser un déclenchement instantané du disjoncteur lorsque le courant dépasse le deuxième seuil. Un tel dispositif de déclenchement est utilisé de manière classique dans les disjoncteurs industriels de gros calibres.Document FR2.353.980 discloses a selective trip device equipped with a electromagnetic actuator causing the delayed tripping of the circuit breaker mechanism when two current waves appear successive intensity greater than a predetermined threshold. Another quick release can occur in the event of a short circuit for authorize instantaneous tripping of the circuit breaker when the current exceeds the second threshold. Such a triggering device is used classic way in large size industrial circuit breakers.

Selon le document FR 2.621.748 une fibre optique placée au voisinage des contacts permet en cas de répulsion, une détection instantanée de l'arc pour provoquer le déclenchement immédiat du disjoncteur en présence du courant de défaut.According to document FR 2,621,748 an optical fiber placed in the vicinity of the contacts allows in case of repulsion, instant detection of the arc for cause the circuit breaker to trip immediately in the presence of current default.

Selon le document FR 2.661.776 on utilise la pression engendrée par le développement d'un arc pour provoquer un déclenchement instantané par l'intermédiaire d'un système à piston.According to document FR 2,661,776, the pressure generated by the development of an arc to cause instantaneous triggering by through a piston system.

L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de déclenchement sélectif à actionneur électromagnétique performant.The object of the invention is to provide a selective triggering device with powerful electromagnetic actuator.

Le dispositif de déclenchement selon l'invention est caractérisé en ce que:

  • la première palette est accouplée à un poussoir d'actionnement provoquant le déclenchement retardé, et est solidarisée à un premier élément de support monté à pivotement sur un premier axe d'articulation,
  • la deuxième palette est assujettie à un deuxième élément de support articulée sur un deuxième axe, et portant ledit organe percuteur disposé côte à côte avec le poussoir d'actionnement, le pivotement du premier élément de support s'effectuant en sens inverse de celui du deuxième élément de support lors de l'attraction des palettes respectives,
  • ledit deuxième seuil correspondant au seuil de répulsion des contacts, de manière à obtenir soit une sélectivité partielle entre le premier seuil et le deuxième seuil, soit une sélectivité totale au-delà du deuxième seuil.
The triggering device according to the invention is characterized in that:
  • the first pallet is coupled to an actuating pusher causing delayed triggering, and is secured to a first support element pivotally mounted on a first articulation axis,
  • the second pallet is subject to a second support element articulated on a second axis, and carrying said striker member arranged side by side with the actuating pusher, the pivoting of the first support element taking place in the opposite direction to that of the second support element during the attraction of the respective pallets,
  • said second threshold corresponding to the contact repulsion threshold, so as to obtain either a partial selectivity between the first threshold and the second threshold, or a total selectivity beyond the second threshold.

Selon une caractéristique de l'invention, la masselotte du système retardateur est portée par un levier support monté à pivotement limité sur un axe, et comprenant une butée d'accrochage destinée à arrêter à la première demi-onde du courant, le levier de commande dans une position intermédiaire de la première palette, l'apparition de la demi-onde suivante provoquant la libération de la butée d'accrochage pour le déplacement poursuivi de la première palette vers la position attirée entraínant le déclenchement retardé par la venue en engagement du poussoir d'actionnement contre le levier de déclenchement du mécanisme.According to a characteristic of the invention, the counterweight of the retarder system is carried by a support lever mounted with limited pivoting on an axis, and comprising a hooking stop intended to stop at the first half-wave current, the control lever in an intermediate position of the first palette, the appearance of the next half-wave causing the release of the hooking stop for the continued movement of the first pallet towards the attracted position causing the triggering delayed by the coming in engagement of the actuation button against the release lever of the mechanism.

Selon un mode de réalisation préférentiel, l'extrémité active de l'organe percuteur du deuxième sous-ensemble de déclenchement comporte une partie saillante disposée au regard du levier de déclenchement, et une partie en retrait située en face du bras de contact mobile, la détection du deuxième seuil de répulsion par l'attraction de la deuxième palette neutralisant la sélectivité, avec un déclenchement instantané du mécanisme.According to a preferred embodiment, the active end of the organ striker of the second trigger sub-assembly has a part protruding arranged opposite the release lever, and a part in withdrawal located in front of the movable contact arm, detection of the second threshold repulsion by the attraction of the second palette neutralizing selectivity, with instantaneous triggering of the mechanism.

La détection du seuil de répulsion par l'attraction de la deuxième palette neutralise la sélectivité, car le déclenchement devient instantané. La sélectivité est partielle, car elle est uniquement opérationnelle entre le premier seuil magnétique, et le deuxième seuil de répulsion.Detection of the repulsion threshold by the attraction of the second palette neutralizes selectivity because the trigger becomes instantaneous. Selectivity is partial, because it is only operational between the first threshold magnetic, and the second repulsion threshold.

Selon une variante, l'organe percuteur est dépourvu de la partie saillante en agissant exclusivement sur le bras de contact lors de l'apparition de la première demi-onde, le déclenchement du mécanisme intervenant par l'intermédiaire du poussoir d'actionnement lors de l'apparition de la deuxième demi-onde. La sélectivité est dans ce cas totale.According to a variant, the striker member is devoid of the projecting part in acting exclusively on the contact arm when the first appearance occurs half-wave, the triggering of the mechanism intervening via the actuation button when the second half-wave appears. The selectivity is in this case total.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels :

  • la figure 1 est une vue en élévation du disjoncteur équipé du dispositif de déclenchement sélectif selon l'invention ;
  • la figure 2 montre une vue en perspective à échelle agrandie du dispositif de déclenchement sélectif selon la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue en élévation du premier sous-ensemble de déclenchement retardé de l'actionneur de la figure 2 ;
  • la figure 4 représente une vue en élévation du deuxième sous-ensemble de déclenchement instantané de l'actionneur de la figure 2 ;
  • la figure 5 est une vue schématique du dispositif de déclenchement lors du fonctionnement normal du disjoncteur ;
  • les figures 6 à 8 sont des vues identiques de la figure 5, lorsque l'amplitude du courant crête est comprise entre le premier seuil magnétique, et le deuxième seuil de répulsion ;
  • les figures 9 à 11 sont des vues identiques de la figure 5, lorsque l'amplitude du courant crête est supérieure au deuxième seuil de répulsion ;
  • la figure 12 est une vue similaire de la figure 1, d'une variante de réalisation, la chambre d'extinction d'arc n'étant pas représentée ;
  • la figure 13 montre une vue en perspective du dispositif de déclenchement de la figure 12 ;
  • la figure 14 est une vue en élévation du dispositif de déclenchement de la figure 12.
Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of an embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example and represented in the appended drawings in which:
  • Figure 1 is an elevational view of the circuit breaker equipped with the selective tripping device according to the invention;
  • FIG. 2 shows a perspective view on an enlarged scale of the selective triggering device according to FIG. 1;
  • Figure 3 is an elevational view of the first delayed release subassembly of the actuator of Figure 2;
  • FIG. 4 represents an elevation view of the second instantaneous triggering subassembly of the actuator of FIG. 2;
  • Figure 5 is a schematic view of the trip device during normal operation of the circuit breaker;
  • Figures 6 to 8 are identical views of Figure 5, when the amplitude of the peak current is between the first magnetic threshold, and the second repulsion threshold;
  • Figures 9 to 11 are identical views of Figure 5, when the amplitude of the peak current is greater than the second repulsion threshold;
  • Figure 12 is a similar view of Figure 1, of an alternative embodiment, the arc extinguishing chamber not being shown;
  • Figure 13 shows a perspective view of the release device of Figure 12;
  • FIG. 14 is an elevation view of the trigger device of FIG. 12.

En référence aux figures 1 et 2, un disjoncteur 10 logé dans un boítier 11 en matériau isolant moulé, comporte un contact fixe 12, un contact mobile 14 porté par un bras de contact 16 pivotant, un mécanisme 18 de commande associé à une manette 20 d'actionnement manuel et à des moyens de déclenchement automatique sur défaut, et une chambre d'extinction 22 à tôles 24 de désionisation pour éteindre l'arc tiré entre les contacts 12, 14 lors de leur séparation.
Le mécanisme 18 de commande est par exemple du type décrit dans le document EP-A295 158, et comprend un levier de déclenchement 26 coopérant avec un levier d'encliquetage 28 relié à la manette 20 par une biellette de transmission 30. Le bras de contact 16 est porté par une platine 32 mobile à rotation entre une position de fermeture et une position d'ouverture des contacts 12, 14.Referring to Figures 1 and 2, a circuit breaker 10 housed in a housing 11 of molded insulating material, has a fixed contact 12, a movable contact 14 carried by a pivoting contact arm 16, a control mechanism 18 associated with a lever 20 manual actuation and automatic tripping means on fault, and an extinguishing chamber 22 with deionization plates 24 for extinguishing the arc drawn between the contacts 12, 14 during their separation.
The control mechanism 18 is for example of the type described in document EP-A295 158, and comprises a trigger lever 26 cooperating with a latching lever 28 connected to the lever 20 by a transmission link 30. The contact arm 16 is carried by a plate 32 movable in rotation between a closed position and an open position of the contacts 12, 14.

Les moyens de déclenchement du disjoncteur 10 comportent un dispositif de déclenchement sélectif, désigné par le repère général 34, et constitué par un actionneur 36 électromagnétique, doté d'un circuit magnétique 38 fixe, et de deux palettes 40 42 mobiles. L'excitation de l'actionneur 36 résulte du passage du courant dans un conducteur 44 du circuit principal provoquant un champ magnétique dans l'entrefer 45 du circuit magnétique 38 situé en regard des deux palettes 40 42 distinctes. Le conducteur 44 porte le contact fixe 12 à l'une des extrémités, et est relié à une plage de raccordement 43 par son extrémité opposée. The tripping means of the circuit breaker 10 include a device for selective triggering, designated by the general reference 34, and constituted by a electromagnetic actuator 36, with a fixed magnetic circuit 38, and two mobile pallets 40 42. The excitation of the actuator 36 results from the passage of current in a conductor 44 of the main circuit causing a field magnetic in the air gap 45 of the magnetic circuit 38 located opposite the two separate pallets 40 42. The conductor 44 carries the fixed contact 12 to one ends, and is connected to a connection pad 43 by its end opposite.

Sur la figure 3, la première palette 40 supérieure de l'actionneur 36 fait partie d'un premier sous-ensemble de déclenchement 46 retardé, comprenant un poussoir d'actionnement 48 solidarisé à un premier élément de support 50 de la palette 40. L'élément de support 50 est monté à pivotement sur un axe d'articulation 52, et un premier ressort de rappel 54 est associé à une biellette de réglage 56 pour solliciter la première palette 40 vers une position écartée de repos lorsque la force d'attraction exercée par le circuit magnétique 38 est inférieure à la force de rappel du ressort 54. Un levier de commande 58 du premier élément de support 50 situé à l'opposé de la palette 40, coopère avec un système retardateur 60 à masselotte 62, laquelle est portée par un levier support 64 monté à pivotement limité sur un axe 66.
Le levier support 64 est équipé d'une butée d'accrochage 68 destinée à venir en engagement avec le levier de commande 58, et d'un ressort double 70 ayant deux brins 70a, 70b de longueurs différentes. Le système retardateur 60 est agencé entre la chambre d'extinction 22, et le conducteur 44, lequel est en appui contre une petite face latérale du boítier 11 (figure 1).In FIG. 3, the first upper pallet 40 of the actuator 36 is part of a first delayed triggering sub-assembly 46, comprising an actuating pusher 48 secured to a first support element 50 of the pallet 40. L support element 50 is pivotally mounted on a hinge pin 52, and a first return spring 54 is associated with an adjustment rod 56 to urge the first pallet 40 towards a position separated from rest when the force of attraction exerted by the magnetic circuit 38 is less than the return force of the spring 54. A control lever 58 of the first support element 50 located opposite the pallet 40, cooperates with a retarder system 60 with counterweight 62, which is carried by a support lever 64 mounted with limited pivoting on an axis 66.
The support lever 64 is equipped with a hooking stop 68 intended to come into engagement with the control lever 58, and a double spring 70 having two strands 70a, 70b of different lengths. The retarder system 60 is arranged between the extinguishing chamber 22, and the conductor 44, which is in abutment against a small side face of the housing 11 (Figure 1).

Sur la figure 4, la deuxième palette 42 inférieure de l'actionneur 36 fait partie d'un deuxième sous-ensemble de déclenchement 76 instantané, doté d'un organe percuteur 78 fixé à un deuxième élément de support 80 de la palette 42. Le deuxième élément de support 80 est articulé sur un axe 82, et est associé à un deuxième ressort de rappel 84 sollicitant la deuxième palette 42 vers la position écartée lors du fonctionnement normal du disjoncteur 10.In FIG. 4, the second lower pallet 42 of the actuator 36 is part a second instantaneous triggering sub-assembly 76, provided with a striker 78 attached to a second support member 80 of the pallet 42. The second support element 80 is articulated on an axis 82, and is associated with a second return spring 84 urging the second pallet 42 towards the discarded position during normal operation of the circuit breaker 10.

L'extrémité active de l'organe percuteur 78 du deuxième sous-ensemble de déclenchement 76, est subdivisé transversalement en deux parties 72, 74 (figure 2) espacées l'une de l'autre par un décalage longitudinal s'étendant dans la direction de déplacement de l'organe percuteur 78 suite à l'attraction de la deuxième palette 42. La partie saillante 72 est disposée en regard d'une branche du levier de déclenchement 26 du mécanisme 18, tandis que l'autre partie 74 en retrait est située en face du chant interne du bras de contact 16.The active end of the striker 78 of the second subset of trigger 76, is divided transversely into two parts 72, 74 (Figure 2) spaced from each other by a longitudinal offset extending in the direction of movement of the striker member 78 following the attraction of the second pallet 42. The projecting part 72 is arranged opposite a branch of the trigger lever 26 of the mechanism 18, while the other recessed part 74 is located opposite the internal edge of the contact arm 16.

Le poussoir d'actionnement 48 et l'organe percuteur 78 sont disposés côte à côte, et se déplacent dans le même sens, alors que le pivotement des éléments de support 50, 80 s'effectue en sens inverse lors de l'attraction de leurs palettes 40, 42 respectives. The actuating pusher 48 and the striker member 78 are arranged side by side. side, and move in the same direction, while the pivoting of support elements 50, 80 is carried out in the opposite direction during the attraction of their respective pallets 40, 42.

Le fonctionnement du dispositif de déclenchement sélectif 34 selon l'invention est illustré sur les figures 5 à 11, dans lesquels pour des raisons de clarté, le pouvoir d'actionnement 48 a été décalé volontairement du plan du logement de l'organe percuteur 78.The operation of the selective triggering device 34 according to the invention is illustrated in FIGS. 5 to 11, in which for reasons of clarity, the actuating power 48 has been deliberately shifted from the housing plan of the striker 78.

En l'absence de courant de défaut dans le circuit principal du disjoncteur 10, par exemple lors du passage du courant nominal, les forces d'attraction électromagnétiques dans l'entrefer 45 sont inférieures aux forces de rappel des deux ressorts de seuil 54, 84, qui maintiennent les deux palettes 40, 42 en position écartée des faces polaires du circuit magnétique 38. L'actionneur 36 est dans un état inactif, et le ressort double 70 sollicite le levier support 64 du système retardateur 60 dans une position d'équilibre.If there is no fault current in the main circuit of circuit breaker 10, for example during the passage of the nominal current, the forces of attraction electromagnetic in the air gap 45 are less than the restoring forces of the two threshold springs 54, 84, which hold the two pallets 40, 42 in position away from the pole faces of the magnetic circuit 38. The actuator 36 is in an inactive state, and the double spring 70 biases the support lever 64 of the retarder system 60 in an equilibrium position.

L'apparition d'un courant de surcharge par exemple à partir de 1,4 ln ( ln étant le calibre de courant nominal) est détectée par le déclencheur thermique à bilame (non représenté sur les figures), qui agit directement sur le levier de déclenchement 26 pour provoquer le déverrouillage de l'accrochage du mécanisme 18 et l'ouverture des contacts 12, 14.The appearance of an overload current for example from 1.4 ln (ln being nominal current rating) is detected by the thermal release bimetallic strip (not shown in the figures), which acts directly on the lever trigger 26 to cause unlocking of the hooking of the mechanism 18 and the opening of contacts 12, 14.

L'apparition d'un courant de circuit engendre des forces d'attraction dans l'entrefer 45 de l'actionneur 36 qui dépendent de l'intensité du courant de court-circuit. Le tarage des ressorts 54, 84 est calculé pour que l'actionneur 36 du dispositif de déclenchement sélectif 34 reste inactif lorsque la valeur du courant crête est inférieure à 7,5 ln. Le premier ressort du seuil 54 du premier sous-ensemble de déclenchement retardé 46 est réglé à 7,5 ln correspondant au seuil magnétique de déclenchement.The appearance of a circuit current generates attractive forces in the air gap 45 of the actuator 36 which depend on the intensity of the short-circuit current. The calibration of the springs 54, 84 is calculated so that the actuator 36 of the selective tripping device 34 remains inactive when the current value peak is less than 7.5 ln. The first spring of threshold 54 of the first subset trigger delay 46 is set to 7.5 ln corresponding to the magnetic trigger point.

Le deuxième ressort de seuil 84 du deuxième sous-ensemble de déclenchement 76 instantané est réglé à 17 ln correspondant au seuil de répulsion des contacts 12, 14 de l'appareil. Pour un disjoncteur de calibre 125A, le seuil de répulsion est de l'ordre de 3000A.The second threshold spring 84 of the second subset of trigger 76 instant is set to 17 ln corresponding to the threshold of repulsion of the contacts 12, 14 of the device. For a rating circuit breaker 125A, the repulsion threshold is around 3000A.

Fonctionnement dans le cas où l'amplitude du courant crête est inférieur au seuil magnétique de 7,5 InOperation in case the amplitude of the peak current is less than 7.5 In magnetic threshold

La figure 5 montre le fonctionnement normal du disjoncteur 10 où les deux palettes 40, 42 ne sont pas attirées contre le circuit magnétique 38 de l'actionneur 36, et sont maintenues dans la position écartée. Le poussoir d'actionnement 48 et l'organe percuteur 78 restent immobiles dans la position de repos. La continuité du service est assurée, avec absence de déclenchement du mécanisme 18, et maintien du contact mobile 14 en position fermée.Figure 5 shows the normal operation of circuit breaker 10 where the two paddles 40, 42 are not attracted against the magnetic circuit 38 of the actuator 36, and are held in the separated position. The pusher actuator 48 and the striker 78 remain stationary in the position rest. Continuity of service is ensured, with no triggering of the mechanism 18, and maintenance of the movable contact 14 in position closed.

Fonctionnement dans le cas où l'amplitude du courant crête est comprise entre le seuil magnétique (7,5 ln) et le seuil de répulsion (17 In)Operation in the case where the amplitude of the peak current is between the magnetic threshold (7.5 ln) and the repulsion threshold (17 In)

Cette page de courant correspond à la zone active de sélectivité dont les phases de fonctionnement sont représentées dans les figures 6 à8.This current page corresponds to the active selectivity zone whose operating phases are shown in figures 6 to 8.

Seule la première palette 40 se déplace dans le sens d'attraction indiqué par la flèche F1, tandis que l'autre palette 42 reste immobile (figure 6). Le premier élément de support 50 pivote autour de l'axe d'articulation 52 dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à la venue en appui du levier de commande 58 contre la butée d'accrochage 68 du levier support 64 de la masselotte 62. Le mouvement d'attraction de la première palette 40 est stoppé à cet instant, suite à l'inertie de la masselotte 62.Only the first pallet 40 moves in the direction of attraction indicated by the arrow F1, while the other pallet 42 remains stationary (FIG. 6). The first support element 50 pivots about the hinge axis 52 in the direction of clockwise until the control lever 58 comes to rest against the hooking stop 68 of the support lever 64 of the counterweight 62. The movement of attraction of the first pallet 40 is stopped at this instant, continued the inertia of the flyweight 62.

Le poussoir d'actionnement 48 n'entre pas en contact avec le levier de déclenchement 26, lequel reste en position armée. Cette précourse d'attraction de la première palette 40 intervient pendant le front ascendant de la première demi-onde sinusoïdale.The actuating button 48 does not come into contact with the lever trigger 26, which remains in the armed position. This attraction precourse of the first pallet 40 intervenes during the rising edge of the first half sine wave.

Lors du front descendant de la première demi-onde, la force électromagnétique dans l'entrefer 45 diminue, et le premier ressort de seuil 54 provoque le rappel de la palette 40 vers la position initiale écartée (figure 7). Le levier support 64 pivote légèrement dans le sens des aiguilles d'une montre, et entraíne un délestage de la pression d'accrochage du levier de commande 58 dans la butée 68.During the falling edge of the first half-wave, the electromagnetic force in the air gap 45 decreases, and the first threshold spring 54 causes the return from the pallet 40 to the initial spread position (Figure 7). Support lever 64 rotates slightly clockwise, and causes a offloading of the hooking pressure of the control lever 58 in the stop 68.

Si la durée du courant crête n'excède pas une demi-onde, la palette 40 reste en position initiale sans déclencher le mécanisme 18.If the duration of the peak current does not exceed half a wave, the paddle 40 remains in the initial position without triggering the mechanism 18.

Si la durée du courant crête excède une demi-onde, la force électromagnétique dans l'entrefer 45 augmente, et la première palette 40 est à nouveau attirée dans le sens de la flèche F1 (figure 8) . Le premier élément de support 50 pivote autour de l'axe 52, et le levier de commande 58 libéré de la butée d'accrochage 68, entraíne le levier support 64 en rotation autour de l'axe 66, autorisant la poursuite du mouvement d'attraction de la palette 40 vers la position attirée. Le poussoir d'actionnement 48 agit sur le levier de déclenchement 26 pour déverrouiller le mécanisme 18 entraínant le pivotement des bras de contact 16 et l'ouverture du contact mobile 14. Le système retardateur 60 revient ensuite dans la position initiale de la figure 5 sous l'action de l'énergie potentielle emmagasinée par le brin court 70a du ressort double 70.If the duration of the peak current exceeds half a wave, the electromagnetic force in the air gap 45 increases, and the first pallet 40 is again attracted in the direction of arrow F1 (Figure 8). The first support element 50 pivots around the axis 52, and the control lever 58 released from the stop attachment 68, causes the support lever 64 to rotate about the axis 66, authorizing the continuation of the movement of attraction of the pallet 40 towards the position attracted. The actuating push-button 48 acts on the lever trigger 26 to unlock the mechanism 18 causing the pivoting contact arms 16 and the opening of the movable contact 14. The system retarder 60 then returns to the initial position of FIG. 5 under the action potential energy stored by the short strand 70a of the double spring 70.

Fonctionnement dans le cas où l'amplitude du courant crête est supérieure au seuil de répulsion 17 In (figures 9 à 11).Operation in the event that the amplitude of the peak current is greater than repulsion threshold 17 In (Figures 9 to 11).

Il n'y a plus de sélectivité pour cette valeur de courant de court-circuit. Lors de l'apparition du front ascendant de la première demi-onde de courant, les deux palettes 40, 42 sont attirées par le circuit magnétique de l'actionneur (figure 9). Le mouvement de la première palette 40 est arrêté par la butée d'accrochage 68, mais la deuxième palette 42 effectue la course complète en poursuivant son déplacement jusqu'à la position attirée.There is no longer any selectivity for this short-circuit current value. During the appearance of the rising edge of the first half-wave of current, the two paddles 40, 42 are attracted by the magnetic circuit of the actuator (Figure 9). The movement of the first pallet 40 is stopped by the hooking stop 68, but the second pallet 42 performs the complete stroke while continuing its displacement to the attracted position.

L'organe percuteur 78 agit sur le levier de déclenchement 26 pour déverrouiller le mécanisme 18, et percute simultanément le bras de contact 16, lequel est entraíné rapidement vers la position d'ouverture (figure 10). En fin de mouvement, le contact mobile 14 est complètement ouvert, et les palettes 40, 42 reviennent en position initiale, ainsi que le levier de support 64 de la masselotte 62 (figure 11).
Le déclenchement du mécanisme 18 peut ainsi intervenir par l'un des deux sous-ensembles de déclenchement 46 ,76 qui sont indépendants l'un de l'autre, l'un étant retardé par le système retardateur 60 lorsque le courant dépasse le seuil magnétique, et l'autre étant instantané lorsque le courant dépasse le seuil de répulsion. La détection du seuil de répulsion par l'attraction de la deuxième palette 42 neutralise de ce fait la sélectivité, car le déclenchement devient instantané. La sélectivité est uniquement opérationnelle entre le seuil magnétique et le seuil de répulsion. Un tel fonctionnement du dispositif de déclenchement 34 permet d'obtenir une sélectivité partielle. The striker member 78 acts on the trigger lever 26 to unlock the mechanism 18, and simultaneously strikes the contact arm 16, which is quickly driven to the open position (Figure 10). At the end of movement, the movable contact 14 is completely open, and the paddles 40, 42 return to the initial position, as well as the support lever 64 of the counterweight 62 (FIG. 11).
The triggering of the mechanism 18 can thus intervene by one of the two triggering sub-assemblies 46, 76 which are independent of each other, one being delayed by the delay system 60 when the current exceeds the magnetic threshold , and the other being instantaneous when the current exceeds the repulsion threshold. The detection of the repulsion threshold by the attraction of the second pallet 42 thereby neutralizes the selectivity, since the triggering becomes instantaneous. The selectivity is only operational between the magnetic threshold and the repulsion threshold. Such an operation of the triggering device 34 makes it possible to obtain partial selectivity.

Selon la variante des figures 12 à 14 concernant un fonctionnement à sélectivité totale, la partie saillante 72 de l'organe percuteur 78 du deuxième sous-ensemble de déclenchement 76 est supprimée, de manière à constituer une arête rectiligne en alignement avec l'autre partie 74. A la première demi-onde de courant de court-circuit, l'organe percuteur 78 n'agit plus sur le levier de déclenchement 26, mais uniquement sur le bras de contact 16 en tant que percuteur. Si le courant de court-circuit persiste après la première demi-onde, le poussoir d'actionnement 48 provoquera le déclenchement du mécanisme 18 comme dans le cas de la sélectivité partielle décrite précédemment.According to the variant of FIGS. 12 to 14 concerning an operation at total selectivity, the projecting part 72 of the striker 78 of the second trigger sub-assembly 76 is deleted, so as to constitute a straight edge in alignment with the other part 74. At the first half-wave short-circuit current, the striker 78 no longer acts on the lever trigger 26, but only on the contact arm 16 as striker. If the short-circuit current persists after the first half-wave, the actuating pusher 48 will trigger the mechanism 18 as in the case of the partial selectivity described above.

Claims (4)

Dispositif de déclenchement sélectif (34) associé à un mécanisme (18) de commande d'un disjoncteur électrique, et comprenant un actionneur (36) électromagnétique à circuit magnétique (38) comportant : une première palette (40) mobile coopérant avec un système retardateur (60) à masselotte (62) pour assurer un déclenchement retardé lorsque le courant dépasse un premier seuil magnétique, un premier ressort de rappel (54) associé à la première palette (40) pour définir le premier seuil magnétique d'un premier sous-ensemble de déclenchement (46), une deuxième palette (42) mobile accouplée à un organe percuteur (78) pour constituer des moyens de déclenchement instantané d'un deuxième sous-ensemble de déclenchement (76) du mécanisme (18) lorsque le courant de défaut dépasse un deuxième seuil supérieur audit premier seuil, et un deuxième ressort de rappel (84) associé à la deuxième palette (42) pour déterminer ledit deuxième seuil , caractérisé en ce que: la première palette (40) est accouplée à un poussoir d'actionnement (48) provoquant le déclenchement retardé, et est solidarisée à un premier élément de support (50) monté à pivotement sur un premier axe d'articulation (52), la deuxième palette (42) est assujettie à un deuxième élément de support (80) articulée sur un deuxième axe (82), et portant ledit organe percuteur (78) disposé côte à côte avec le poussoir d'actionnement (48), le pivotement du premier élément de support (50) s'effectuant en sens inverse de celui du deuxième élément de support (80) lors de l'attraction des palettes (40, 42) respectives, ledit deuxième seuil correspondant au seuil de répulsion des contacts (12, 14), de manière à obtenir soit une sélectivité partielle entre le premier seuil et le deuxième seuil, soit une sélectivité totale au-delà du deuxième seuil. Selective trip device (34) associated with a mechanism (18) for controlling an electric circuit breaker, and comprising an electromagnetic actuator (36) with magnetic circuit (38) comprising: a first movable pallet (40) cooperating with a retarder system (60) with counterweight (62) to ensure delayed triggering when the current exceeds a first magnetic threshold, a first return spring (54) associated with the first pallet (40) to define the first magnetic threshold of a first triggering sub-assembly (46), a second movable pallet (42) coupled to a striker (78) to constitute instantaneous triggering means for a second triggering subassembly (76) of the mechanism (18) when the fault current exceeds a second threshold greater than said first threshold, and a second return spring (84) associated with the second pallet (42) to determine said second threshold, characterized in that: the first pallet (40) is coupled to an actuating pusher (48) causing delayed triggering, and is secured to a first support element (50) pivotally mounted on a first articulation axis (52), the second pallet (42) is subject to a second support element (80) articulated on a second axis (82), and carrying said striker member (78) arranged side by side with the actuating pusher (48), the pivoting the first support element (50) being carried out in the opposite direction to that of the second support element (80) when the respective pallets (40, 42) are attracted, said second threshold corresponding to the contact repulsion threshold (12, 14), so as to obtain either partial selectivity between the first threshold and the second threshold, or total selectivity beyond the second threshold. Dispositif de déclenchement sélectif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masselotte (62) du système retardateur (60) est portée par un levier support (64) monté à pivotement limité sur un troisième axe (66), et comprenant une butée d'accrochage (68) destinée à arrêter à la première demi-onde du courant le levier de commande (58) dans une position intermédiaire de la première palette (40), l'apparition de la demi-onde suivante provoquant la libération de la butée d'accrochage (68) pour le déplacement poursuivi de la première palette (40) vers la position attirée, entraínant le déclenchement retardé par la venue en engagement du poussoir d'actionnement (48) contre le levier de déclenchement (26) du mécanisme (18).Selective release device according to claim 1, characterized in that the counterweight (62) of the retarder system (60) is carried by a support lever (64) mounted with limited pivoting on a third axis (66), and comprising a hooking stop (68) intended to stop at the first half wave of the current control lever (58) in one position intermediate of the first pallet (40), the appearance of the half-wave following causing the release of the hooking stop (68) for the continued movement of the first pallet (40) towards the attracted position, causing the triggering delayed by the arrival in engagement of the actuation button (48) against the release lever (26) of the mechanism (18). Dispositif de déclenchement à sélectivité partielle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité active de l'organe percuteur (78) du deuxième sous-ensemble de déclenchement (76) comporte une partie saillante (72) disposée au regard du levier de déclenchement (26), et une partie (74) en retrait située en face du bras de contact (16) mobile, la détection du deuxième seuil de répulsion par l'attraction de la deuxième palette (42) neutralisant la sélectivité, avec un déclenchement instantané du mécanisme.Partial discrimination device according to claim 1 or 2, characterized in that the active end of the striker (78) of the second trigger sub-assembly (76) has a part projection (72) disposed opposite the release lever (26), and a recessed part (74) located opposite the movable contact arm (16), the detection of the second repulsion threshold by the attraction of the second pallet (42) neutralizing the selectivity, with an instantaneous triggering of the mechanism. Dispositif de déclenchement à sélectivité totale selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe percuteur (78) est dépourvu de la partie saillante (72) en agissant exclusivement sur le bras de contact (16) lors de l'apparition de la première demi-onde, le déclenchement du mécanisme (12) intervenant par l'intermédiaire du poussoir d'actionnement (48) lors de l'apparition de la deuxième demi-onde.Total selectivity trip device according to claim 1 or 2, characterized in that the striker member (78) is devoid of the part projecting (72) by acting exclusively on the contact arm (16) during the appearance of the first half-wave, the triggering of the mechanism (12) intervening via the actuating button (48) during the appearance of the second half-wave.
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