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DISJONCTEUR LIMITEUR POUR LES INSTALLATIONS-ELECTRIQUES.
Les disjoncteurs ont maintenant un champ d'application et des limites d'emploi d'extrêmement étendus. Tout ces appareils comportent en gé- néral:- d'une part., un dispositif de coupure instantanné destiné à éli- miner le plus rapidement possible les court-circuits importants, d'autre part, un dispositif de temporisation destiné à retarder la coupure des sur- intensités réduites jusqu'au moment où elles risqueraient de devenir dange- reuses pour 1-'installation.
Les dits appareils sont relativement compliqués à cause d'un mécanisme de précision appelé la serrure de déclenchement libre; ce mécanis- me est souvent sensible aux chocs mécaniques, ce qui provoque des déclenche- ments intempestifs intolérables dans les installations militaires., sanitai- res ou maritimes.
C'est pour cette raison qu'on a pas encore pu utiliser des dis- joncteurs automatiques dans les emplacements exposés aux trépidations, telles que les voitures automobiles.
Quel que soit cependant le dispositif employée la naissance d'une surcharge importante, même de durée très courte., entraîne nécessaire- ment le réenclenchement de l'appareil.
La présente invention supprime ces inconvénients par un nouvel appareil limiteur-disjoncteur -basé sur la donnée statistique suivante: . Les court-circuits francs dans les réseaux domestiques sont, en grande partie,,, des court-circuits présentant un caractère de perturba- tion d'une durée très courte, normalement 0,1 à 0,5 sec.
(Contact entre deux fils, amorçage d'arc entre les électrodes d'une lampe défaut d'isole-' ment de câbles, etc... ) . '
Il résulte du principe de la présente invention que les per-
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turbations de courte durée ne provoquent pas le déclenchement du limiteur- disjoncteur, mais limitent le courant de court-circuit instant à une valeur non dangereuse pour l'échauffement des câbles de l'installation et réenclenchent automatiquement les contacts du limiteur-disjoncteur au mo- ment de la disparition de ce phénomène passager.
Ce n'est qu'au cas où le défaut dans l'installation possède un caractère permanent (c'est-à-dire d'une durée supérieure à 0,5 sec. que le limiteur-disjoncteur coupe le court-circuit défectueux, ainsi qu'au moment où la surcharge des canali-
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sationszrotégées par le limiteur-disjoncteur dépasserait pendant un temps déterminé la valeur prescrite par les règlements en vigueur.
Le principe nouveau de limiteur-disjoncteur.qui fait l'objet de la présente invention a permis, en même temps de supprimer la partie la plus délicate des disjoncteurs automatiques d'installation, c'est- à-dire les serrure de déclenchement libre. Cette suppression donne à l'ap- pareil une extrême rapidité d'action en rendant ainsi possible une sélec- tivité très poussée par rapport à tous les appareils de protection placés en amont quel que soit d'ailleurs le genre (disjoncteur ou fusibles) de ces appareils de protection. De plus, l'appareil peut être construit comme un interrupteur simple, ce qui augmente considérablement la sécurité des appareils de protection de ce genre et permet même dans certains cas, de supprimer les interrupteurs normaux.
Les figures 1 à 13 représentent, à titre d'exemple, le disjonc- teur et le schéma des appareils, d'après l'objet de la présente invention.
La figure I est la coupe longitudinale d'une cartouche-limiteur.
Les figures 2 et 3, les coupes transversales d'après les plans A, B indi- qués dans la figure I, figure 4 dans le schéma de connection.
Les figures 5 et 6 représentent une autre variante du même ap- pareil, les figures 7, 8, 9 les coupes d'après les plans A,B,C. La figure 10, le schéma de connection et la figure 9 (a, b, c) les différentes vues extérieures de l'appareil.
Les figures IIa, IIb, 11c, représentent le dispositif de car- touche-limiteur monté dans le disjoncteur tripolaire avec serrure de déclen- chement. La figure 12a, 12b, représentent le même dispositif mais l'appa- reil exécuté comme contacteur-disjoncteur. La figure 12c le schéma de con- nection du contacteur avec les cartouches.
Les figures 13a, 13b, 13c, représentent une autre variante d'exé- cution du contacteur ou disjoncteur avec serrure équipé avec les cartouches- limiteurs.
La cartouche,d'après les figures 1 à 4 se compose de l'électro- aimant M avec le noyau mobile N portant le contact mobile C pressé contre le contact fixe C' et se terminant par un contact conique C4 s'engageant en- tre les contacts C3 montés dans le bâti en matière isolante 10. L'électro- aimant M, la résistance R, les contacts mobiles C avec la chambre d'extinc- tion 29 sont exécutés sous forme de cylindre rigide pouvant se déplacer dans le sens longitudinal dans le bâti 10.
Le cylindre ainsi conçu est repoussé dans le sens indiqué par la flèche S' par 2 ressorts 19 indiqués dans la figure 2.
Le cylindre est soutenu dans la position normale par la lame bi-métallique T s'appuyant contre la vis de réglage 29 indiquée dans la fi- gure 3.
La lame bi-métallique T est-exécutée en demi-spirale le long du front de la bobine à maxima,, ce qui permet de réduire la hauteur de l'ap- pareil, d'augmenter la longueur de la lame bi-métallique et de diminuer sen- siblement sa fatigue mécanique.
Le schéma de connection est représenté dans la figure 4.
Le courant contrôlé par la cartouche traverse la lame bi-métal- lique qui est dimensionnée de telle façon qu'elle réagit à la surcharge in- admissible du circuit à protéger et qu'elle protège en même temps la résis-
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surcharge de la résistance R et son dimensionnement sont calculés d'après le dimensionnement de la lame bi-métallique T contrôlant la surcharge du circuit à protéger.
Le dispositif décrit ci-dessus, bien que simple, nécessite le montage du mécanisme sur des contacts fixes C4 à 1'intérieur du bâti la, ainsi que l'insertion d'une lame flexible --entre.' le contact mobile C et la bobine à maxima, M, (câble flexible 18') ainsi qu'un câble souple 18 re- liant la lame bi-métallique T à la broche 3.
Par contre, le dispositif décrit dans les figures 5 à la sup- prime l'emploi des liaisons flexibles entre les parties mobiles.
Pour obtenir ce résultat le contact mobile C est exécuté comme contact à double rupture touchant les contacts fixes C5, C6 court-circui- tant la résistance R.
Cette résistance exécutée de préférence comme comprimé de ma- tière à grande résistance, logée dans une capsule amovible est connectée avec les contacts C5,C6 de telle manière qu'elle se trouve intercalée dans le circuit à protéger au moment de l'ouverture du contact C. On peut utiliser aussi toujours d'après l'objet d'invention, à la place des com- primés, les liquides métallisés, les parties frontales de la capsule ser- vant comme arrivée et sortie'de courant.
Ce contacta placé dans un bottier en céramique 28 est actionné par le noyau mobile N appuyé par le ressort 16 (fig. 6).
En dessous de la capsule avec résistance R sont disposés les contacts C', C'', comme on le voit dans le schéma de la figure 10, touchant les contacts fixes X Y pour arrivée et sortie de courant à contrôler. Ces contacts X Y sont connectés avec les prises mâles 2, 3 se trouvant à l'ex- térieur du bâti 10, comme il ressort par exemple des figures 7 et 9.
Sur la partie opposée de la bobine M est fixée la lame métal- lique T en forme de demi-spirale s'appuyant sur la vis de réglage 29 et parcourue par le courant à contrôler.
Les fronts C, C' de la bobine à maximal exécutée en matière isolante servent en même temps pour guider la bobine le long des tiges 19, 19' ainsi qu'il ressort des figures 5, 6 et 7.
Les deux tiges de guidage 19, 19" sont fixées par deux plateaux de fixation H, H', Sur le plateau supérieur H se trouve la vis de réglage 29 sur laquelle s'appuie l'élément bi-métallique T. On voit que la partie m o- bile du limiteur se compose de la résistance R avec les contacts C', C",de la chambre d'extinction 28 avec les contacts C5, C6 et contacts mobiles C, de la bobine à maxima M avec son noyau mobile N et de la lame bi=métallique T. ces-:
5 éléments représentent alors un système rigide mobile ap- puyé de préférence sur les 2 ressorts f, se déplaçant suivant l'axe de l'ap- pareil,(voir la flèche S indiquée'dans la figure 6.)
Par contre, l'élément inférieur H'fixé sur les tiges 19, 19' porte les contacts fixes X Y liés comme il a été mentionné avec les prises mâles 23. '
Dans la position enclenchée les contacts mobiles C', G" touchent les contacts fixes X Y, le système mobile étant verrouillé dans la posi- tion enclenchée par la lame bi-métallique demi-spirale T avec la vis de ré- glage 29.
L'appareil fonctionne de la façon suivantes
Les surcharges de courte durée ou les circuits instantannés ne dépassant pas une valeur déterminée, par exemple O,I à 095 seconde sont li- mités par 1-'intercalation rapide de la résistance R au moment de l'attrac- tion du noyau N provoquant l'ouverture des contacts mobiles C. A ce moment- là, la lame bi-métallique T est toujours parcourue par le courant à contrô-
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ler et tend à s'incurver dans le sens S' indiqué dans la figure 7 s'effor- gant de se libérer du contact avec la vis de réglage excentrique 29.
Au cas où la surcharge dépasse un temps déterminé, la lame bi- métallique se dégage de la vis de réglage 29 faisant ainsi déplacer le système mobile décrit ci-dessus, de la position enclenchée I à la posi- tion déclenchée II (fig. 6). A ce moment-là, les contacts fixes X Y ne touchent p lus les contacts C', C", provoquant ainsi l'interruption totale du circuit à protéger.
Le même effet peut être obtenu au moment de la surcharge pro- gressive du circuit à protéger, la lame bi-métallique étant parcourue par le courant à surveiller et convenablement dimensionnée.
Il suffit de repousser la tige 9 pour remettre le système mo- bile dans la position enclenchée et sous verrouillage par la lame bi-mé- tallique T, venant s'appuyer à nouveau après son refroidissement contre la vis de réglage 29.
On voit que tout le système peut être monté séparément et logé tout simplement dans le bâti 10.
La figure 9 (a, b, c) représente l'appareil sous forme de fu- sible, type broche.
Les éléments cartouches décrits peuvent être fixés comme éléments normalisés dans les appareils, notamment dans les contacteurs et disjonc- teurs, ces deux sortes d'appareils possédant un maximum de pièces communes comme on le voit dans les figures II et 12.
La figure II a montre la vue en plan d'un appareil disjoncteur tripolaire avec ses contacts mobiles 34, la serrure de déclenchement et en- clenchement A pouvant être complétée par une bobine de tension supplémen- taire BT et représentée à titre d'exemple dans la figure 11c,
Il est évident qu'on peut utiliser n'importe quel système de serrure se déverrouillant par une barre commune 31 qui tourne autour du pa- lier 33 sur lequel viennent buter les tiges 9 de la cartouche limiteur 10.
Les contacts mobiles 34 sont commandés dans notre cas, par l'axe 32.
Les figures 12a, 12b, représentent à titre d'exemple le place- ment des cartouches limiteurs dans le même système de dispositif comme d'a- près la figure II, mais commandé comme contacteur par un électro-aimant de maintient et le noyau fixe 42 attirant l'armature mobile 42'.
Ainsi qu'il est représenté dans le schéma 12c, la barre 31 dé- clenche par n'importe quel moyen mécanique les contacts auxiliaires 39, 40 coupant la bobine de l'électro-aimant de maintien.
Le réenclenchement du contacteur disjoncteur se fait par le bou- ton poussoir 38 mettant le contact mobile 39 dans la position verrouillée par le crochet 37.
Enfin, les figures 13 (a,b,c) représentent une autre variante d'exécution du disjoncteur ou contacteur avec ses contacts mobiles 34 tou- chant les contacts fixes 34' logé à l'intérieur 45 du socle 46. Il est évi- dent que l'électro-aimant de maintien 41, 42 peut être remplacé par une ser- rure de déclenchement de n'importe quelle construction.
Le dernier dispositif (fig. 13) possède l'avantage d'un encombre- ment particulièrement réduit. Par contre , le dispositif décrit dans les figures II et 12 rend accessibles et visibles les contacts fixes et mobiles qui peuvent être logés dans les boîtes de soufflage 47.
Etant donné la force mécanique de la tige 9 il est possible de construire la serrure de déclenchement beaucoup plus simple mais moins sen- sible.
L'appareil ainsi conçu est très résistant contre les chocs méca-
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niques.
Il est possible de remplacer facilement les cartouches-limiteurs pour différentes intensités de réglage, ce qui est très avantageux pour le stockage du matériel; les cartouches pour les contacteurs-limiteurs, dis- joncteurs multipolaires ainsi que pour les appareils monopolaires restent toujours les mêmes.
REVENDICATIONS.
1) Disjoncteur-limiteur pour les installations électriques ca- ractérisé par ce qu'il est divisé en deux parties de coupure c'est-à-dire, . la partie principale contenant les contacts principaux de l'appareil (con- tacts de mécanisme de commande, disjoncteur, contacteurs, etc...), destinée à couper le courant de service normal., tandis que 1'autre partie est exécu- tée comme unité cartouche amovible à laquelle est confiée la coupure des surcharges inadmissibles et. court-circuits francs.
2) Disjoncteur-limiteur pour les installations électriques ca- ractérisé par la combinaison de deux organes de coupure coopérant l'un avec l'autre., c'est-à-dire par un limiteur de court-circuit rapide,constitué par un électro-aimant à maxima de courante commandant directement le contact d'interruption de court-circuit et intercalant dans celui-ci une résistance limitant la valeur de l'intensité de court-circuit, le réenclenchement se produisant automatiquement dès disparition du court-circuit où surcharge transitoire et par un dispositif de contact commandé par un relais thermique dont le rôle est de couper le court-circuit définitivement au. moment où la longue durée de la surcharge atteint une valeur inadmissible.
3) Disjoncteur-limiteur pour les installations électriques ca- ractérisé par ce que Isolément cartouche-limiteur contient un élément ther- mique contrôlant la surcharge de courant; ce disjoncteur fonctionne en même temps comme réenclencheur,
4) Disjoncteur-limiteur pour les installations électriques ca- ractérisé par ce que le nombre d'éléments cartouches-limiteurs combiné avec la partie principale du disjoncteur-conjoncteur correspond au nombre de pô- les à protéger.
5) Disjoncteur-limiteur pour les installations électriques ca- ractérisé par ce que les éléments cartouches-limiteurs peuvent être exécu- tés de telle manière pour que la coupure des surcharges inadmissibles s'o- père en deux étapes: la première consistant à limiter la surcharge inadmis- sible ou un court-circuit franc en une valeur capable d'être interrompue en deuxième étape par les contacts principaux de l'appareil combiné avec la dite cartouche-limiteur.
6) Disjoncteur-limiteur pour les installations électriques ca- ractérisé par ce que la cartouche-limiteur réenclencheur peut être exécu- tée comme disjoncteur réenclencheur automatique monopolaire.
7) Disjoncteur-limiteur d'installations électriques caractérisé par ce que l'électro-aimant de maxima commandant le contact .mobile, l'élé- ment thermique surveillant la surcharge du circuit et en même temps l'é- chauffement de la résistance intercalée,, et la chambre d'extinction de 2' arc sont incorporés comme un élément rigide se déplaçant le long des ti- ges de guidage, une partie de cet élément rigide mobile se terminant par deux contacts d'arrivée et de sortie de courant s'appuyant sur les con- tacts fixes, l'autre partie frontale se terminant par l'élément thermique qui verrouille l' élément rigide dans la position enclenchée.
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