Brevet FR2830370A1 — publié le 20030404

DISJONCTEUR La présente invention se rapporte à un disjoncteur qui est mis en _uvre dans un dispositif de coupure automatique. La Figure 3 illustre la configuration d'un disjoncteur classique, en utilisant l'exemple d'un dispositif de coupure automatique. La référence numérique 1 désigne un bo^'tier formant corps principal de disjoncteur (bo^'tier en résine) divisé en trois composants: un bo'^tier inférieur, un bo^tier intermédiaire et un capot supérieur. Les références numériques 2 et 3 désignent une borne de puissance et une borne de charge, respectivement. o La référence numérique 4 désigne une section d'interruption de courant intégrée dans le bo'^tier inférieur. La référence numérique 5 désigne un mécanisme d'ouverture et de fermeture de type à liaison à genouillère installé dans le bo^tier intermédiaire. La référence numérique 6 désigne une poignée d'ouverture et de fermeture. La référence numérique 7 désigne un dispositif s de déclenchement en cas de surintensité comportant une combinaison d'un dispositif 7a de déclenchement de phase ouverte/surcharge thermique et d'un dispositif 7b de déclenchement instantané électromagnétique. Dans ce cas, la section 4 d'interruption de courant correspond à une phase et est constituée d'une paire latérale de patins 8 et 9 de contact o fixes, d'un patin 10 de contact mobile pontant s'étendant aux bornes des contacts des patins 8 et 9 de contact fixes, un ressort 11 de pression de contact qui presse et sollicite le patin 10 de contact mobile contre les contacts des patins 8 et 9 de contact fixes, une tige 12 de poussée liée à un levier 5a d'entranement du mécanisme 5 d'ouverture et de fermeture, de manière à ouvrir ou fermer le patin 10 de contact mobile à l'unisson avec le fonctionnement du mécanisme 5 d'ouverture et de fermeture, des dispositifs 13 d'extinction d'arc disposés aux côtés gauche et droit, respectivement, du patin 10 de contact mobile, et un guide 14 d'arc posé sur une surface de fond du bo^'tier, de manière à s'étendre aux bornes des dispositifs 13 droite et o gauche d'extinction d'arc (le guide d'arc commute et guide un arc vers les dispositifs 13 d'ex-.inction d'arc, I'arc étant produit entre les contacts fixes et mobiles lorsque du courant est interrompu). Ces constituants sont intégrés dans le bo'^tier inférieur du bo^tier 1 formant corps principal, de sorte que leur nombre correspond au nombre de phases dans un circuit principal (une phase unique ou trois phases). Le patin 8 de contact fixe est intégré avec une borne; son conducteur de patin de contact a, fixée à lui, la borne 2 de puissance. L'autre patin 9 de contact fixe est connecté à la borne 3 de charge par l'intermédiaire du dispositif 7 de déclenchement en cas de surintensité. En outre, chacun des dispositifs 13 d'extinction d'arc comporte une grille o d'extinction d'arc constituée d'une pluralité de plaques en forme de grilles en forme de U empilées verticalement. Les opérations d'ouverture et de fermeture du disjoncteur configuré comme décrit ci-dessus sont bien connues, et leur description est ainsi omise. Si une surintensité passe dans le circuit principal pour faire en sorte que le disjoncteur effectue une opération de déclenchement, un arc produit entre les contacts des patins 8 et 9 de contact fixes et le patin 10 de contact mobile est soumis à des forces électromagnétiques et est étendu en direction des dispositifs 13 d'extinction d'arc. L'arc est alors éteint au niveau des dispositifs 13 d'extinction d'arc pour interrompre le courant. En outre, du o gaz chaud produit dans un espace d'interruption par l'arc est diffusé latéralement à partir d'une partie centrale d'une chambre d'extinction d'arc. Le gaz est alors émis par des trous d'aération ouverts dans la surface d'extrémité droite et gauche, respectivement, du botier inférieur du bo^'tier 1 formant corps principal. En outre, une structure assemblée connue de la section 4 d'interruption de courant est décrite dans la demande de brevet japonaise publiée n 668771. Dans cette structure, les pièces, incluant le patin 10 de contact mobile, le ressort 11 de pression de contact et la tige 12 de poussée, sont assemblées en une cage 15 fixe en tant qu'unité, et cette cage est o intégrée dans un bo^tier 1a inférieur du bo^'tier formant corps principal, en même temps que d'autres pièces (les patins 8 et 9 de contact fixes, les dispositifs 13 d'extinction d'arc et le guide 14 d'arc), comme représenté à la Figure 4. La structure assemblée de la section 4 d'interruption de courant du disjoncteur classique décrit précédemment présente les inconvénients suivants: (1) Pendant une étape dans le processus de l'assemblage du disjoncteur, pour intégrer la section 4 d'interruption de courant dans le bo^'tier inférieur du bo^'tier formant corps principal, les diverses pièces 8 à 15 constituant la section 4 d'interruption de courant doivent étre assemblées individuellement ensemble sur la même ligne d'assemblage. Il en résulte qu'un grand nombre d'étapes d'assemblage est nécessité. (2) De la pression gazeuse produite dans la section d'interruption en même temps qu'un arc pendant l'interruption de courant est appliquée directement au fond 1a (Figure 4a) du bo^'tier de disjoncteur. Par o conséquent, le bo^'tier formant corps principal du disjoncteur doit avoir une structure robuste et, ainsi, une résistance à la pression accrue. (3)En outre, dans la structure assemblée représentée à ia Figure 4, des surfaces supérieures de la cage 15, qui entourent des zones périphériques du patin 10 de contact mobile, et des dispositifs 13 d'extinction d'arc s'ouvrent dans l'espace intérieur du boitier 1a inférieur du corps principal de disjoncteur. Par conséquent, du gaz produit lorsqu'une opération d'interruption a été effectuée en résultat d'une surintensité qui se propage partiellement sur les dispositifs 13 d'extinction d'arc et est alors émis vers l'extérieur sans passer par les dispositifs d'extinction d'arc. Ainsi, la force o d'entranement d'écoulement gazeux, qui sinon pousse un arc en direction du dispositif d'extinction d'arc, ne fonctionne pas de manière efficace. La force d'entranement d'arc de l'écoulement gazeux peut être appliquée de manière efficace en permettant à tout le gaz produit de passer par les dispositifs 13 d'extinction d'arc. La présente invention est réalisée en prenant en compte les différents points ci-dessus. Un objectif de la présente invention est de mettre à disposition un disjoncteur dans lequel la structure assemblée d'une section d'interruption de courant est améliorée pour résoudre ies problèmes mentionnés ci-dessus, peut être assemblée plus facilement, présente des so performances d'interruption améliorées et sert à réduire le coût d'un bo^'tier de disjoncteur. Pour obtenir l'objectif mentionné ci-dessus, la présente invention vise un disjoncteur comportant une section d'interruption de courant, un mécanisme d'ouverture et de fermeture, et un dispositif de déclenchement en cas de surintensité, qui sont tous disposés dans un bo^'tier de corps principal divisé en une partie supérieure et une partie inférieure, la section d7interruption de courant étant constituée d'une paire latérale de patins de contact fixes, d'un patin de contact mobile pontant situé en face des patins de contact fixes et s'étendant de part et d'autre des contaGts des patins de contact fixes, d'un ressort de pression de coritact qui presse et sollicite le patin s de contact moble contre les patins de contact fxe, d'une tige de poussée qui fonctionne à 'unisson avec le mécanisme d'ouverture et de fermeture pour ouvrir ou fermer le patin de contact mobile, et d'une paire de dispositifs d'extinction d'arc disposés aux côtés droift gauche, respectivement, du patin de contact mobile, le disjoncteur étant caractérisé en ce que: o tous les constituants de la section d'interruption de courant pour chaque phase sont intégrés en un bo^'tier unitaire unique pour constituer une unité d'interruption pour un pôle, et des unTtés d'interpr, en nornbre égal au nombre de phases de circuit principal sont instaffees dans un bo^'tier inférieur du bo^'tier formant corps principal en juxtaposition. s En outre, sur la base de la configuration mentionnée ci-dessus, I'unité d'interruption peut étre construite de la manière suivante: (1) Le bo^'tier unitaire de l'unité d'interruption est réalisé en résine et conformé comme un prisme, et comporte des orifices d'émission de gaz formés dans les surfaces d'extrémité droite et gauche, respectivement, o situées en face des dispositifs d'extinction d'arc respectifs dans le bo^'tier. (2) Le bo^'tier unitaire comporte un guide d'arc installé sur sa surface de fond et s'étendant aux bornes des dispositifs d'extinction d'arc droite et gauche. Avec la configuration mentionnée ci-dessus, des unités s d'interruption pour les pôles respectifs sont assemblées sur une ligne d'assemblage qui diffère de celle pour le corps principal de disjoncteur. Un assemblage complet est fourni à la ligne d'assemblage pour le corps principal de disjoncteur. Ensuite, I'assemblage est intégré dans le bo^'tier inférieur du bo^'tier formant corps principal. Ainsi, comparé à la structure assemblée classique dans laquelle des pièces sont intégrées individuellement dans le bo^'tier, le nombre d'étapes d'assemblage nécessitées pour le corps principal de disjoncteur est diminué, augmentant le débit du processus d'assemblage. En outre, une pression de gaz produite alors qu'une surintensité est interrompue n'est pas appliquée directement au bo^'tier formant corps principal de disjoncteur. Tout le gaz produit est forcé à passer par les dispositifs d'extinction d'arc dans le bo^'tier unitaire et est ensuite émis vers s I'extérieur par les orifices d'émission de gaz, qui débouchent dans les surfaces d'extrémité du bo^tier unitaire, et par des trous d'aération dans le bo^'tier de corps principal. Ainsi, la résistance à la pression nécessitée pour le bo^'tier inférieur du corps principal de disjoncteur est diminuée. En outre, s l'écoulement gazeux produit pendant l'interruption de courant permet à un arc d'étre entrané de manière efficace en direction des dispositifs d'extinction d'arc, améliorant le rendement d'interruption. Un mode de réalisation de la présente invention est décrit sur la base de l'exemple représenté aux Figures 1 et 2. Dans les figures de cet o exemple, les éléments qui correspondent aux Figures 3 et 4 sont désignés par les mémes références numériques et leur description est omise. La Figure 1 est un diagramme d'une unité d'interruption, conformément à un exemple de ia présente invention, dans laquelle les Figures 1 a et 1 b sont des vues en plan et de face respectivement' et la Figure s 1c est une vue en coupe verticale de la Figure 1(b) montrant sa structure interne. La Figure 2 est un diagramme d'une structure assemblée dans laquelle des unités d'interruption telles que celle représentée à la Figure 1 ont été installées dans un bo^'tier inférieur d'un corps principal de disjoncteur, la o Figure 2(a) étant une vue en plan d'un bo^'tier inférieur seul, la Figure 2(b) étant une vue en plan montrant que des unités d'interruption ont été intégrées dans le bo^'tier inférieur, et la Figure 2(c) est une vue en coupe verticale de la Figure 2(b). La Figure 3 est une vue en coupe montrant la configuration du disjoncteur classique complet, utilisant l'exemple d'un dispositif de coupure automatique. La Figure 4 est une vue en perspective éclatée d'un exemple de la structure d'une section d'interruption de courant du disjoncteur classique de la Figure 3. o D'abord, la structure assemblée d'une unité d'interruption conforme à la présente invention est décrite en référence aux Figures 1a à 1c. C'est-à-d ire des pièces constituant u ne section d'interruption de cou rant - c'est-à-dire les patins 8 et 9 de contact fixes, un patin 10 de contact mobile, un ressort 11 de pression de contact, une tige 12 de poussée, des dispositifs s 13 d'extinction d'arc et un guide 14 d'arcsont intégrées en un bo^'tier 17 unitaire pour constituer une unité 16 d'interruption pour un pôle. Ici, le bo^'tier 17 unitaire est conformé comme un prisme (réalisé en résine) et est divisé en deux parties- c'est-à-dire les botiers 17a et 17b divisés, comme représenté à la figure 2b - qui sont intégrées. Le botier 17 unitaire comporte une ouverture en forme de fente à tirage vers l'extérieur au s centre de l'une de ses surfaces supérieures, par laquelle les patins 8 et 9 de contact fixes et la tige 12 de poussée sont tirés vers l'extérieur. Le bo'^tier 17 unitaire comporte également des orifices 17c d'émission qui débouchent dans ses surfaces d'extrémité droite et gauche, en face de la surface arrière des dispositifs 13 d'extinction d'arc respectifs. Les bo'^tiers 17a et 17b divisés sont o couplés par encliquetage ou avec des vis. D'autre part, le bo^tier de corps principal du disjoncteur (trois phases) comporte des sections #U. #V et #W d'insertion d'unité d'interruption correspondant aux phases (U. V et W) respectives définies à l'intérieur d'un bo^'tier 1a inférieur par l'intermédiaire de parois 1a-1 de séparation, comme représenté à la Figure 2a. Les unités 16 d'interruption telles que celles décrites précédemment sont installées dans les sections d'insertion respectives en juxtaposition, comme représenté aux Figures 2b et 2c. La référence numérique 1 a-2 désigne un trou d'aération débouchant dans chacune des surfaces d'extrémité droite et gauche du bortier 1a inférieur. o Dans un état assemblé du disjoncteur dans lequel la section d'interruption de courant est combinée avec un mécanisme d'ouverture et de fermeture et d'autres, un levier 5a d'entranement d'un mécanisme 5 d'ouverture et de fermeture, représenté à la Figure 3, est situé en face de la tige 12 poussée faisant saillie vers le haut à partir du botier 17 unitaire de I'unité 16 d'interruption. Le levier 5a d'entranement fonctionne à l'unisson avec un fonctionnement du macanisme d'ouverture et de fermeture pour ouvrir ou fermer le patin 10 de contact mobile. Avec cette configuration, lorsqu'un arc est produit entre des contacts mobiles/fixes pendant une interruption de courant, du gaz chaud est o également produit dans le botier de l'unité 16 d'interruption autour de l'arc et est diffusé latéralement à partir du centre du bo^'tier sous la pression de l'arc. Le gaz chaud passe par les dispositifs 13 d'extinction d'arc et est ensuite émis vers l'intérieur du bo'^tier 1a inférieur du corps principal de disjoncteur en passant par les orifices 17c d'émission de gaz qui débouchent dans les surfaces d'extrémité droite et gauche du bo'^tier 17 unitaire. Le gaz est ensuite émis vers l'extérieur en passant par des trous 1a-2 d'aération qui déLouchent dans les surfaces d'extréité resperves du bo'^tier 1a inférieur. Pendant ce processus, I'écoulement gazeux [onctionne effecLYement pour entraner et pousser l'arc vers les dispositifs 13 d'extinction d'arc. - -- Comme décrit ci-dessus, conformément à la configurationia présente invention, tous les constituants de la section d'interruption de courant à intégrer dans un botier d'un corps prircipal de disjoncteur sont intégrés en un botier unitaire unique pour chaque phase r nstituer ure unité d'interruption pour un pole, et des unités d'interruption de ce gerre c installées dans un botier inférieur du botier de corps principal. Par-- o conséquent, les unités d'interruption assemblées sur une certaine ligne d'assemblage peuvent étre introduites dans une autre ligne d'assemblage pour le corps principal de disjoncteur. Ceci diminue de manière significative le nombre d'étapes d'assemblage nécessitées pour le corps principal de disjoncteur comparé à la structure classique. En outre, la pression gazeuse s produite pendant l'interruption de courant n'est pas appliquée directement au botier de corps principal de disjoncteur. Par conséquent, la résistance à la pression nécessitée pour le botier de corps principal est diminuée. En outre, conformément à une configuration suivant l'invention, le botier unitaire de l'unité d'interruption est conformé en forme de prisme, et o comporte des orifices d'émission formés dans ses surfaces d'extrémité droite et gauche, respectivement, situées en face des dispositifs d'extinction d'arc respectifs dans le bo^'tier. Avec cette configuration, tous les gaz produits dans le bo^'tier unitaire pendant l'interruption de courant en méme temps qu'un arc passent par les dispositifs d'extinction d'arc. Cet écoulement gazeux peut entraner de manière efficace l'arc en direction des dispositifs d'extinction d'arc pour améliorer le rèndement d'interruption. REVENDICATIONS - _ 1. Disjoncteur comportant une section (4) d'interruption de courant, un mécanisme (5) d'ouverture et de fermeture, et un dispositif (7) de déclenchement en cas de surintensité, qui sont tous disposés dans un bo'^tier (1) de corps principal divisé en une partie supérieure et une partie inférieure, la section (4) d'interruption de courant étant constituée d'une paire latérale de patins de contact (8 et 9) fixes, d'un patin (10) de contact mobile pontant situé en face des patins (8, 9) de contact fixes et s'étendant de part et d'autre des contacts des patins (8, 9) de contact fixes, d'un ressort de pression de contact o qui presse et sollicite le patin (10) de contact mobile contre les patins (8, 9) de contact fixes, d'une tige (12) de poussée qui fonctionne à l'unisson avec le mécanisme (5) d'ouverture et de fermeture pour ouvrir ou fermer le patin (10) de contact mobile, et d'une paire de dispositifs (13) d'extinction d'arc disposés aux côtés droit et gauche, respectivement, du patin (10) de contact mobile, le disjoncteur étant caractérisé en ce que: tous les constituants de la section (4) d'interruption de courant pour chaque phase sont intégrés en un bo^'tier (17) unitaire unique pour constituer une unité d'interroption pour un pôle, et des unités d'interruption en nombre égal au nombre de phases de circuit principal sont installées dans un o bo^'tier inférieur du bo^'tier de corps principal en juxtaposition. 2. Disjoncteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bo^'tier unitaire de l'unité d'interruption est conformé comme un prisme, et comporte des orifices (17a) d'émission de gaz formés dans ses surfaces d'extrémité droite et gauche, respectivement, situées en face des dispositifs (13) d'extinction d'arc respectifs dans le bo^'tier. 3. Disjoncteur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bo^'tier (17) unitaire comporte un guide (14) d'arc installé sur sa surface de fond et s'étendant de part et d'autre des dispositifs (13) d'extinction d'arc