Brevet FR2478867A1 — publié le 19810925

DISONCTEUR RAPIDE LIMITEUR. L'invention est relative à un disjoncteur rapide limiteur comprenant par pôle - une ou plusieurs paires de contacts principaux fixes, - une ou plusieurs paires de contacts d'arc fixes, connectés en parallèle des contacts principaux fixes, - un équipage mobile portant des ponts de contact principaux mobiles et un ou plusieurs ponts de cont-asts d'arc mobiles coopérant, en position de fermeture du disjoncteur, respectivement avec les contacts principaux fixes et les contacts d'arc fixes, - une paire de chambres de coupure disposées de part et d'autre du pont de contact d'arc pour éteindre les arcs ti res lors de la séparation des contacts d'arc, - et un mecanisme de commande électrodynamique de déplacement dudit équipage mobile. Le brevet français NO 2.377.087 décrit un disjoncteur du genre mentionné, qui réalise un effet de limitation du courant par ouverture rapide des contacts. La présente invention a pour but de perfectionner l'agencement des contacts d'arc en vue d'améliorer le fonctionnement et la maintenance du disJoncteur. Le disjoncteur selon l'invention est caractérisé par le fait que le pont de contact d'arc est constitué par deux ou plusieurs ponts de contact d'arc juxtaposés, montés individuellement à coulissement dans une cage de support in tercalée entre les deux chambres de coupure et contenant un ressort de rappel commun aux ponts juxtaposés. Un bon fonctionnement du disjoncteur nécessite une commutation rapide du courant sur le circuit auxiliaire a' contacts d'arc afin d'éviter une érosion des contacts principaux. I1 est important d'éviter toute ouverture prématurée des contacts d'arc, susceptible d'entraver la commutation et il a déjà été proposé des dispositifs de compensation des efforts électrodynamiques s'exerçant sur les contacts d'arc, mais ces dispositifs sont compliqués et difficiles à mettre en oeuvre. Selon la présente invention, le pont de contact d'arc est subdivisé en plusieurs ponts adjacents, notamment en deux ponts parallèles, de manière à diviser le courant parcourant chaque pont par deux.Les forces de répulsion électrodynamiques sont une fonction du carré du courant par- courant le pont de contact et il est facile de comprendre que cette subdivision permet une réduction des efforts électrodynamiques de répulsion tout en conservant un même ressort de rappel agissant sur les deux ponts de contact par l'intermédiaire d'un élément ou pastille souple autorisant un mouvement relatif des ponts de contact. Les ponts de contacts d'arc sont montés à coulissement limité dans une cage de support en forme de bloc, intercalé entre les deux chambres de coupure et le ressort de rappel est enfilé sur un poussoir dont l'une des extrémités coopère, par l'intermédiaire d'une pastille souple, avec les ponts de contact, et dont l'autre extrémité affleure de la paroi frontale des chambres de coupure de façon à constituer un organe indicateur de la position des contacts. Le disjoncteur rapide limiteur selon l'invention comporte un mécanisme de commande individuel à chaque pole, et il est important de disposer d'un indicateur visuel d'ouverture de chacun des pâles. En position d'ouverture des contacts l'ex- trémité du poussoir vient en saillie de-la face frontale du disjoncteur et est parfaitement visible. Selon un développement de l'invention, la cage de support des ponts de contact d'arc est réalisée en un matériau isolant gazogène favorisant l'extinction des arcs et le fond de la cage est accolé à une pièce intercalaire isolante in sérée entre les contacts d'arc fixes, de manière à créer un écran isolant de séparation des contacts fixes d'arc évitant tout amorçage accidentel entre eux. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res sortiront- plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un pôle d'un disjoncteur, selon l'invention; la figure 2 est une coupe selon la ligne Il-Il de la fig. 1. Sur les figures, un pole 10 d'un disjoncteur rapide limiteur comporte des conducteurs d'amenée de courant 12, 14, reliés à une paire de contacts principaux fixes 16, 18, susceptibles de coopérer avec un ou plusieurs ponts de contacts principaux mobiles 20. Le pont de contact principal 20 appartient à un équipage mobile ayant une tige de commande 22, reliée à un disque conducteur 24 disposé en regard de la face frontale d'une bobine 26. L'extrémité 28 de la tige 22 coopère avec un dispositif de verrouillage unidirectionnel à rouleaux de coincement 30, sollicités en position de blocage par des ressorts 32. Le dispositif de verrouillage à'rouleaux 30 autorise un libre coulissement de la tige 22 en direction d'ouverture des contacts principaux 16, 18, 20.Une commande de déverrouillage formée par un percuteur 34 permet un déplacement des rouleaux 30 vers la position de déblocage de la tige 22. Le percuteur 34 comporte un disque 36 disposé en position inactive en regard d'un bobinage 38. Aux contacts principaux 16, 18, 20 sont associes des contacts d'arc comprenant d'une part une paire de contacts fixes 40, 42 reliés par des conducteurs 44, 46 respectivement aux contacts principaux fixes 16, 18, et d'autre part un pont de contact d'arc mobile 48, relié par une tige de commande 50 au pont de contact principal 20. A chaque-paire de contacts d'arc 40, 48; 42, 48 est associée une chambre de coupure à tôles de désionisation 52, logée dans un boltier isolant 54, fixé d'une manière amovible au pole 10. Dans la partie centrale du bottier 54, entre les deux chambres de coupure à tôles 52, est disposé un bloc isolant 56, agencé en cage de support et présentant dans sa partie inférieure des fentes 58 traversées par le pont de contact 48. Un poussoir 60 est monté à coulissement dans la cage 56 et l'une des extrémités du poussoir 60 présente une tete 62 appuyant par l'intermédiaire d'une pastille élastique 64 sur la face supérieure du pont de contact 48. L'extrémité opposée du poussoir 60 traverse un orifice 66 ménagé dans le fond supérieur du bottier isolant 54. Une paire de ressorts de rappel 68 sont enfilés concentriquement sur le poussoir 60, de manière à solliciter le pont de contact 48 en position de fermeture des contacts d'arc 40, 42, 48. En se référant plus particulièrement à la figure 2, on voit que le pont de contact 48 est constitué de deux barrettes juxtaposées 70, 72, le diamètre de la tête 62 et de la pastille élastique 64 étant suffisamment grand pour coopérer avec les deux barrettes 70, 72. En position de fermeture des contacts, les deux barrettes 70, 72 sont en appui des contacts d'arc fixes 40, 42 et le courant se répartit entre les deux barrettes. La pastille élastique 64 autorise un déplacement relatif limité des barrettes 70, 72. Le fonctionnement du pôle de coupure sera ci-après brièvement rappelé, ce fonctionnement étant décrit en détail dans d'autres brevets antérieurs de la demanderesse, notamment le brevet français NO 2.333.339. En position de fermeture, illustrée par les figures, le courant passe essentiellement par le circuit principal, dont la résistance électrique est inférieure à celle du circuit d'arc. Lors de l'apparition d'un courant de défaut un détecteur alimente la bobine 26, qui provoque une répulsion brusque par effet Thomson du disque conducteur 24 vers le haut sur la figure 1. La tige 22 percute les ponts de contacts principaux 20 en ouvrant les contacts principaux 16, 18, 20 et en provoquant la commutation du courant sur les contacts d'arc 40, 42, 48.La tige 50 transmet le mouvement d'ouverture du pont de contact principal 20 au pont de contact d'arc 48 après une course libre de quelques mm, qui s'ouvre ainsi avec un retard faible mais suffisant pour éviter une formation d'arc permanent sur les contacts principaux 16, 18, 20 Les arcs tirés entre les contacts d'arc 40, 48; 42, 48 sont éteints dans les chambres de coupure à tôles 52, et le dispositif de verrouillage à rouleaux 33 maintient l'équipage mobile formé par le disque 24 et les ponts de contacts 20, 48 en position d'ouverture. La fermeture du frôle est commandée par l'alimentation de la bobine 38, qui par répulsion du percuteur 34 déplace les rouleaux de blocage 30 en direction de déverrouillage permettant la refermeture des contacts principaux et des contacts d'arc par des ressorts de rappel. La subdivision du pont de contact d'arc 48 en deux barrettes indépendantes 70, 72 permet une limitation des effets électrodynamiques de répulsion, tendant à déplacer le pont de contact 48 en position d'ouverture et évite de ce fait toute ouverture prématurée des contacts d'arc 40, 42, 48. Ce dispositif particulièrement simple remplace avantageusement les dispositifs connus de compensation dont l'encombrement et la complexité s'opposent à l'incorporation dans le pôle selon l'invention. Le poussoir commun 60 et la pastille élastique 64 assurent une répartition de la pression de contact fournie par les ressorts 68 sur les deux barrettes 70, 72 et contribuent à éviter toute ouverture prématurée des contacts d'arc.En position d'ouverture des contacts 16, 18, 20 et 40, 4?, 48, l'extrémité du poussoir 60 vient en saillie du bottier 54 de manière à indiquer l'ouverture du pôle. Dans un disjoncteur comprenant plusieurs pôles juxtaposes la venue en saillie des extrémités des poussoirs 60 constitue une indication fiable de l'ouverture de l'ensemble des pôles, le contrôle étant particulièrement simple et sans risque d'erreur. Le bloc ou cage de support 56 constitue un ensemble facilement amovible et interchangeable en cas d'usure des contacts 40, 42, 48. Le bloc isolant 56 est accolé par son fond inférieur à une pièce isolante 74 appartenant au châssis du pôle. Cette pièce isolante 74 remplit l'espace entre les contacts d'arc fixes 40, 42 et présente un orifice de passage de la tige de commande 50. La liaison entre le fond du bloc isolant 56 et la pièce 74 présente avantageusement un emboitement à nervures et rainures conjuguées 76, de façon à assurer une continuité de l'écran isolant formé par la pièce 74 et la cage 56 de séparation des contacts d'arc fixes 40, 42. On évite ainsi tout risque de réamorçage entre ces contacts après coupure. La cage isolante 56 est avantageusement en un matériau gazogène favorisant l'extinction des arcs, et cette action de soufflage des arcs peut être accentuée par la présence de plaques gazogènes 78 (figure 2) encadrant les contacts d'arc 40, 48; 42, 48. I1 est clair que le pont de contact d'arc 48 peut être subdivisé en un nombre supérieur de barrettes 70, 72 afin de réduire les efforts électrodynamiques de répulsion et que l'invention n'est nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit, mais s'étend à tout dispositif équivalent. Revendications 1. Disjoncteur rapide limiteur comprenant par pôle (10) - une ou plusieurs paires de contacts principaux fixes (16, 18), une ou plusieursnaires de contacts d'arc fixes (40, 42) connectés en parallèle des contacts principaux fixes, - un équipage mobile portant des ponts de contacts principaux mobiles (20) et un ou plusieurs ponts de contact d'arc mobile (48) coopérant, en position de fermeture du disjoncteur, respectivement avec les contacts principaux fixes et les contacts d'arc fixes, - une paire de chambres de coupure (52) disposées de part et d'autre du pont de contact d'arc (48) pour éteindre les arcs tirés lors de la séparation des contacts d'arc (40, 42, 48), - et un mécanisme de commande électrodynamique (24, 26) de déplacement dudit équipage mobile, caractérisé par le fait que le pont de contact d'arc (48) est constitué par plusieurs ponts de contact d'arc juxta- posés (70, 72), montés individuellement à coulissement dans une cage de support (56) intercalée entre les deux chambres de coupure et contenant un ressort (68) de rappel commun aux ponts juxtaposés. 2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite cage (56) comporte de plus un poussoir de rappel (60) soumis à l'action dudit ressort de rappel (68) et coopérant avec lesdits ponts de contacts d'arc (70, 72) par l'intermédiaire d'un organe souple (64) autorisant un mouvement relatif limité desdits ponts de contact d'arc. 3. Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par une tige indicatrice (60) montée à coulissement dans ladite cage (56) et dont l'une des extrémités (62) coopère avec lesdits ponts de contact d'arc (70, 72) et dont l'autre extrémité est visible de l'extérieur pour traduire la position des ponts de contact. 4. Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige indicatrice (60) est agencée en poussoir de rappel et que le ressort de rappel (68) est enfilé sur la tige. 5. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite cage (56) en forme de bloc en un matériau isolant présente du coté des ponts de contact d'arc (70, 72) un fond accolé à une pièce intercalaire (74) intercalée entre la paire de, contacts d'arc fixes (40, 42), de façon à constituer un écran isolant de séparation des contacts d'arc. 6. Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fond de la cage (56) coopère par embotement (76) avec la pièce intercalaire (74) pour former un joint en chicane. 7. Disjoncteur selon la. revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la pièce intercalaire (74) comporte un orifice de passage à faible jeu d'un poussoir isolant (50) de liaison entre un pont de contact principal (20) et le pont de contacts d'arc (48), qui lui est associé 8. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite cage (56) est en un matériau gazogène favorisant l'extinction des arcs. 9. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de commande électrodynamique comporte un disque conducteur (24) mobile placé en position de fermeture du disJoncteur en regard d'une face frontale d'une bobine (26) susceptible d'être alimentée par une décharge électrique, de manière à engendrer un effet brusque de répulsion du disque (24) transmis à l'équipage mobile.