Brevet FR2769127A3 — publié le 19990402

FR 2769127 A3 19990402 FR 9811847 A 19980923 1 2769127 Disjoncteur de protection L'invention concerne un disjoncteur de protection, notamment un disjoncteur de protection de ligne, comportant une paire de contacts constituée d'un contact fixe et d'un contact mobile sur un porte-contact qui coopère par I'intermédiaire d'un mécanisme d'encliquetage avec au moins un système de déclenchement. Un disjoncteur de protection de ligne sert à protéger les lignes électriques dans des installations et des postes de la surcharge et du court- circuit. Dans un réseau doté d'un système de coupure par des organes de protection contre les surintensités, un disjoncteur de protection de ligne de ce genre empêche en outre, en cas de défaillance, la persistance de tensions de contact excessives. Pour mettre fin a des surintensités, deux systèmes de déclenchement agissent souvent indépendamment l'un de l'autre sur un mécanisme d'encliquetage commun d'un verrou de maintien, qui maintient un processus de déclenchement qui a commencé, même si son levier d'actionnement est maintenu bloqué dans la position de fermeture (libre déclenchement). A cet effet, le disjoncteur de protection de ligne comprend un premier système de déclenchement pourvu d'un déclencheur thermique, par exemple sous la forme d'un bilame, qui se déclenche à retardement en fonction des surcharges, et un deuxième système de déclenchement, pour de grands courants de court-circuit, pourvu d'un déclencheur magnétique ou électromagnétique qui se déclenche sans retard. En service, le disjoncteur de protection de ligne subit habituellement une usure des contacts, qui dépend notamment de l'intensité du courant électrique dans la ligne à protéger, et du nombre des opérations. En raison de l'usure progressive des contacts, il arrive souvent que, dans la 2 2769127 zone de contact formée par la paire de contacts, on atteigne des états critiques sous la forme d'une incertitude de contact accompagnée d'un échauffement inadmissible et d'un brûlage de la zone de contact. Ces états critiques peuvent engendrer la destruction de l'ensemble du système de distribution, et sont donc très peu souhaités. L'invention vise donc un disjoncteur de protection, notamment un disjoncteur de protection de ligne, qui permette de prévenir de manière fiable, sans limitation de la fonction de protection, tout état critique dû à une usure excessive des contacts. On y parvient, suivant l'invention, par le fait que le disjoncteur de protection comporte un système de déclenchement mécanique pour surveiller l'usure des contacts. Ce système de déclenchement supplémentaire est réalisé sous la forme d'un élément de liaison entre le bras de contact ou porte- contact portant le contact mobile et le mécanisme d'encliquetage. Suivant un mode avantageux de réalisation, I'élément de liaison comporte, à une extrémité, une boucle oblongue ouverte ou fermée de coopération fonctionnelle avec le porte-contact mobile, qui s'engage au moins partiellement autour du porte-contact mobile. L'ajustement du système de déclenchement supplémentaire à une usure admissible des contacts s'effectue au moyen de la longueur de l'élément de liaison. Cet ajustement est avantageusement entrepris à l'état neuf, alors que le matériau des contacts n'est pas usé et en présence d'une course correcte, déterminée par le parcours libre du contact mobile, sans contre-contact. Grâce à la libre faculté de déplacement de la boucle oblongue autour de l'articulation du porte-contact mobile, le système de déclenchement mécanique demeure, tant que le matériau des contacts n'est pas usé, sans effet sur le mécanisme d'encliquetage. Le disjoncteur de protection peut donc être utilisé sans limitation, et remplit sa fonction de protection. Tandis que l'usure des contacts augmente, le parcours libre à I'intérieur de la boucle oblongue diminue. Dans le cas limite, il se produit une articulation à force entre le porte-contact mobile et la boucle oblongue, qui agit par l'intermédiaire de l'élément de liaison sur le mécanisme d'encliquetage. Cela entraîne l'activation du système de déclenchement mécanique, qui provoque l'ouverture du disjoncteur de protection ou l'empêche de se refermer. 3 2769127 La boucle oblongue de l'élément de liaison est avantageusement réalisée sous la forme d'un crochet s'étendant en longueur. Cela permet de monter de façon simple un montage à posteriori dans un disjoncteur de protection existant. L'élément de liaison est recourbé à l'extrémité tournée vers le mécanisme d'encliquetage. Par l'intermédiaire de cette extrémité recourbée, l'élément de liaison est relié à un levier à cliquet du mécanisme d'encliquetage qui coopère à la fois avec un système de déclenchement magnétique et avec un système de déclenchement thermique. Les avantages apportés par l'invention consistent notamment en ce que, par un simple élément de liaison ajustable entre le porte-contact mobile et le mécanisme d'encliquetage d'un disjoncteur de protection, on fournit un système de déclenchement surveillant de manière fiable l'usure des contacts. Lorsque le matériau des contacts est usé dans une mesure critique, ce système provoque une ouverture forcée, et/ou empêche de manière fiable le disjoncteur de protection de se refermer par l'intermédiaire de son verrou de maintien. Dans le cas d'un disjoncteur de protection de ligne pourvu d'un système de déclenchement thermique et d'un système de déclenchement magnétique, ce système de déclenchement mécanique supplémentaire, agit lui aussi avantageusement de façon indépendante sur le mécanisme d'encliquetage commun. On va maintenant expliquer un exemple de réalisation de l'invention à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une représentation en coupe du montage dans un disjoncteur de protection de ligne d'un déclencheur mécanique sous la forme d'un élément de liaison, la figure 2 représente, dans trois situations différentes, la position du porte-contact mobile du disjoncteur de protection de ligne par rapport à l'élément de liaison, et les figures 3 et 4 représentent schématiquement le mode de fonctionnement du déclencheur suivant la figure 1, respectivement lorsque les contacts ne sont pas usés et lorsqu'ils sont usés. Sur toutes les figures, les pièces mutuellement correspondantes sont pourvues des mêmes références numériques. 4 2769127 La figure 1 représente un disjoncteur 1 de protection de ligne prévu pour une intensité de courant électrique IN> 100 A, comprenant dans son boîtier 2 un verrou 3 de maintien et un système 4 de déclenchement électromagnétique au-dessus d'une chambre 5 de suppression d'étincelles, ainsi qu'un système de déclenchement thermique sous la forme d'un bilame 6. Le système 4 de déclenchement électromagnétique et le système 6 de déclenchement thermique agissent indépendamment l'un de l'autre sur un levier 7 à cliquet d'un mécanisme 8 commun d'encliquetage. Ce dernier coopère lui-même avec un levier d'interruption ou levier 10 d'actionnement, passant dans une ouverture 9 du boîtier, du verrou 3 de maintien. Le déclencheur 6 thermique est relié électriquement à une première borne 11 de raccordement. Un contact 12 fixe est relié électriquement par l'intermédiaire de son porte-contact 13 à une deuxième borne 14 de raccordement. Un contact 15, faisant face au contact 12 fixe, est disposé sur un porte-contact 16 mobile, qui est mécaniquement couplé au verrou 3 de maintien. Une tige 17 de traction du système 4 de déclenchement électromagnétique agit sur le porte-contact 16 mobile. Lors d'un déclenchement thermique, en raison d'un courant de surcharge, il s'effectue une ouverture de la paire 12, 15 de contacts par suite d'un désencliquetage du mécanisme 8 d'encliquetage, par le fait que le bilame 6 du système de déclenchement thermique est déformé par son échauffement. Lors d'un déclenchement magnétique par suite d'un courant de courtcircuit, la tige 17 de traction est tirée à l'intérieur de la culasse magnétique du système 4 de déclenchement, ce qui engendre à nouveau une ouverture des contacts. Un poussoir 18 de déclenchement est alors, en avance dans le temps, dirigé hors de la culasse magnétique du système 4 de déclenchement vers le levier 7 à cliquet du mécanisme 8 d'encliquetage, de sorte que le désencliquetage du verrou 3 de maintien s'effectue dès avant l'ouverture des contacts. Un système de déclenchement mécanique supplémentaire, sous la forme d'un élément 20 de liaison, sert à surveiller l'usure des contacts. L'élément 20 de liaison réalise une liaison mécanique directe entre le porte- contact 16 mobile et le levier 7 à cliquet, et il agit donc lui aussi sur le mécanisme 8 d'encliquetage, commun au système 4 de déclenchement magnétique et au système 6 de déclenchement thermique. A cet effet, 2769127 l'élément 20 de liaison est avantageusement une tige de liaison ajustable, réalisée en métal ou en matière plastique. La figure 2 représente, dans différentes situations, I'élément 20 de liaison et sa coopération avec le porte-contact 16 mobile d'une part et avec le mécanisme 8 d'encliquetage d'autre part. A cet effet, l'élément 20 de liaison est, à son extrémité tournée vers le mécanisme 8 d'encliquetage, recourbé à la manière d'un crochet 21 et articulé sur le levier 7 à cliquet, c'est-à-dire qu'il est assemblé à ce dernier par l'intermédiaire d'un évidement non représenté en détail, du genre rainure de crantage. L'élément 20 de liaison comporte en outre, à son extrémité associée au porte-contact 16 mobile, un crochet 22 s'étendant en longueur. Ce dernier forme une boucle 24 oblongue, ouverte, qui entoure partiellement le porte-contact 16 mobile à l'état monté. Lorsque le matériau des contacts n'est pas usé, le porte-contact 16 mobile peut se déplacer librement à l'intérieur de cette boucle 24 oblongue. Cela est illustré sur la partie supérieure et la partie centrale de la représentation de la figure 2, respectivement pour la position d'ouverture et la position de fermeture du disjoncteur 1 de protection de ligne. Au fur et à mesure que l'usure des contacts progresse, le trajet S libre (vers le contact 12 fixe dans le sens A de déplacement) du porte-contact 16 mobile à l'intérieur de la boucle 24 oblongue devient de plus en plus court. Dans le cas limite, le porte-contact 16 mobile s'applique à force sur le coude du crochet 22 de l'élément 20 de liaison, qui délimite la boucle 24 oblongue. Dans cette situation, qui est illustrée sur la partie inférieure de la représentation de la figure 2, le système de surveillance de l'usure des contacts est activé par le fait que, en raison de l'usure d'usage des contacts 12, 15, le système de déclenchement supplémentaire, sous la forme de l'élément 20 de liaison, empêche la fermeture du disjoncteur 1 de protection de ligne. Le mode de fonctionnement du système de déclenchement mécanique supplémentaire pour la surveillance de l'usure des contacts est illustré sur les figures 3 et 4 à l'aide d'une représentation schématique. La figure 3 représente ici le disjoncteur 1 de protection de ligne avec les contacts 12, 15 fermés et non usés, le verrou 3 de maintien étant encliqueté, tandis que la figure 4 représente le disjoncteur 1 de protection de ligne avec les contacts 12, 15 ouverts et usés, le verrou 3 de maintien étant déjà désencliqueté. 6 2769127 Le système de déclenchement supplémentaire est ajusté à l'état neuf, en ayant suffisamment de matériau servant a assurer le contact et une course correcte pour les contacts, qui peut être definie a partir d'une longevité des contacts déterminée de façon empirique et d'une usure des contacts pouvant être déduite de valeurs expérimentales. Cet ajustement s'effectue en adaptant la longueur L1 de l'élément 20 de liaison d'une part, et la longueur L2 de la boucle 24 oblongue, fermée dans cet exemple de réalisation, au trajet S libre admissible du porte- contact 16 mobile à l'intérieur de la boucle 24 oblongue. Sur la base de ce réglage, on obtient une compensation automatique de longueur entre la boucle 24 oblongue et le porte-contact 16 mobile, de sorte que, tant que l'usure des contacts 12, 15 est admissible, le système de déclenchement mécanique supplémentaire demeure sans effet sur le mécanisme 8 d'encliquetage. Dans cette situation, le disjoncteur 1 de protection de ligne peut être actionné conformément à ce à quoi il est destiné, et il remplit de manière fiable sa fonction de protection. Au fur et à mesure que l'usure des contacts progresse, le trajet S libre du porte-contact 16 mobile à l'intérieur de la boucle 24 oblongue devient forcément de plus en plus court. Dans le cas limite, comme le montre la figure 4, le porte-contact 16 mobile s'applique à force contre l'extrémité libre de la boucle 24 oblongue, de sorte que le système de déclenchement mécanique déclenche le disjoncteur 1 de protection de ligne. Le déclenchement s'effectue de façon automatique, puisque l'élément 20 de liaison, ajusté à l'état neuf des contacts 12, 15, se trouve en liaison fonctionnelle avec le mécanisme 8 d'encliquetage. Le système de déclenchement mécanique supplémentaire est donc monté en parallèle à la chaîne cinématique du disjoncteur 1 de protection de ligne. 7 2769127 REVENDICATIONS 1.- Disjoncteur de protection, notamment disjoncteur de protection de ligne, comportant une paire (12, 15) de contacts constituée d'un contact (12) fixe et d'un contact (15) mobile sur un porte-contact (16), qui coopère par l'intermédiaire d'un mécanisme (8) d'encliquetage avec au moins un système (4, 6) de déclenchement, caractérisé par un système de déclenchement mécanique supplémentaire pour surveiller l'usure des contacts, sous la forme d'un élément (20) de liaison entre le portecontact (16) mobile et le mécanisme (8) d'encliquetage. 2.- Disjoncteur de protection suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (20) de liaison comporte une boucle (24) oblongue de coopération fonctionnelle avec le porte-contact (16) mobile. 3.- Disjoncteur de protection suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la boucle (24) oblongue est réalisée sous la forme d'un crochet (22). 4.- Disjoncteur de protection suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément (20) de liaison est recourbé à l'extrémité tournée vers le mécanisme (8) d'encliquetage. 5.- Disjoncteur de protection suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément (20) de liaison est une tige de liaison réalisée en métal ou en matière plastique. 6.- Disjoncteur de protection suivant l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que l'élément (20) de liaison est relié à un levier (7) à cliquet du mécanisme (8) d'encliquetage, qui coopère a la fois avec un système (4) de déclenchement magnétique et avec un système (6) de déclenchement thermique.