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EP0099786B1 - Interrupteur différentiel bipolaire - Google Patents

Interrupteur différentiel bipolaire Download PDF

Info

Publication number
EP0099786B1
EP0099786B1 EP19830401327 EP83401327A EP0099786B1 EP 0099786 B1 EP0099786 B1 EP 0099786B1 EP 19830401327 EP19830401327 EP 19830401327 EP 83401327 A EP83401327 A EP 83401327A EP 0099786 B1 EP0099786 B1 EP 0099786B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit breaker
plate
housing
differential
fact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP19830401327
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0099786A1 (fr
Inventor
Michel Bonniau
Jacques Servant
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merlin Gerin SA
Original Assignee
Merlin Gerin SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merlin Gerin SA filed Critical Merlin Gerin SA
Publication of EP0099786A1 publication Critical patent/EP0099786A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0099786B1 publication Critical patent/EP0099786B1/fr
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/02—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by earth fault currents
    • H01H83/04—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by earth fault currents with testing means for indicating the ability of the switch or relay to function properly
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/02—Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H01H71/0207—Mounting or assembling the different parts of the circuit breaker

Definitions

  • a known differential switch of the kind mentioned is described with reference to Figures 10 to 13 of document FR-A-2,475,291 of the applicant.
  • This device is derived from a four-pole version from which the electrical contact and connection elements of two poles have been eliminated.
  • the insulating case and the mechanism are standard for both tetra polar and bipolar versions. 11 results in poor optimization of the bipolar version, which also has a large transverse size.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks and to allow the production of a bipolar differential switch with a compact structure suitable for a reduced bulk of the housing.
  • the switch according to the invention is characterized in that the operating mechanism is housed between a first and a second fixed plates extending both parallel to the longitudinal direction of alignment of the terminals of each pole, and perpendicular to the front face of the housing, the first plate constituting the main support of the self-supporting structure of the electromechanical block, and that the contact system and the differential transformer are arranged on the same side of said first plate, and at different levels in the direction perpendicular to the front face, the operating mechanism and the trigger relay being respectively juxtaposed transversely with the contact system of the upper level, and with the differential transformer of the lower level.
  • the second plate is shorter than the first plate of the mechanism, the latter being advantageously provided with an extension extending in the depth direction of the housing up to the vicinity of the support base opposite the front face. . This extension serves as a support for the trip relay.
  • the compact arrangement of the functional electromechanical block with self-supporting structure allows a significant reduction in the width of the housing and facilitates the insertion of the preassembled block into the housing with two parts mounted to fit.
  • a low-voltage bipolar differential switch 10 is shown, used in a single-phase alternating network with neutral.
  • the switch 10 is housed in a rectangular housing 12 of molded insulating material, formed by the assembly of two parts 14, 16 anterior and posterior.
  • the rear part 16 of the housing 12 (FIGS. 5 and 6) has a U-shaped profile, the base of which is provided on the outside with a base 18 for snap-fastening to a support rail (not shown).
  • the internal face 19 of the base serves as a support for the functional electromechanical block 20 (FIGS. 3 and 4) associated with two pairs of connection terminals 22, 24 of the neutral and of the phase.
  • the front part 14 of the housing 12 (FIGS. 1 and 2) comprises a cover 26 fitted to interlock on the wings 28, 30 opposite parallel from the U of the other part 16.
  • the face 19 of the rear part 16 is equipped with two guide pins 32 which engage vertically in notches 34 conjugate of the cover 16 to ensure the correct positioning of the two parts 14, 16 during assembly of the housing 12.
  • the latter also has holes 36 aligned for the 'introduction of fixing means (screws or rivets) of the two parts 14, 16.
  • the front face 38 of the cover 26 is pierced with two openings for passage of the handle 40 of the operating mechanism 42, and of the test button 44 of the test switch 46.
  • Sockets 48 are provided at the four corners of the front part 14 for housing the terminals 22, 24 for connecting the neutral and the phase, the two sockets 48 located on the same side being isolated from the volume internal 49 of cover 26 by a common intermediate wall 50 extends dant transversely over the entire width of the housing 12.
  • Each cell 48 is associated with an orifice 52 in the housing 12 for access to the screw 54 for tightening the corresponding terminal 22, 24.
  • the functional electromechanical block 20 (FIGS. 3, 4, 8 and 9) comprises a self-supporting structure grouping together the various components of the differential switch 10.
  • the operating mechanism 42 is arranged between two fixed plates 56, 58 parallel to the direction longitudinal alignment of the input 24 and output 22 terminals of each pole, one 56 of the plates being extended downward to abut against the bearing face 19 of the housing.
  • the other plate 58 is lower than the plate 56 and carries on its external face an insulating support 60 provided with the test switch 46 and a resistor 62 electrically connected in the test circuit.
  • the switch 46 is formed by a spiral spring 63 threaded on a stud 64 of the support 60, and with a free end cooperating elastically with the test button 44.
  • the resistor 62 is inserted in a cylindrical housing 66 of the support 60 and has a conductor 68 of folded connection serving as fixed contact to the test switch 46.
  • the closing of the test switch 46 is controlled by depressing the test button 44 which connects the resistor 62 so as to simulate an artificial fault and to check the correct operation of the differential protection.
  • the test button 44 and the support 60 of the switch 46 are located in the longitudinal plane corresponding to the movement of the lever 40, which is pivotally mounted on an axis 70 perpendicular to the two plates 56, 58.
  • a polarized relay 72 with a trigger coil 74 and a movable paddle 76 cooperating with a lock 78 for triggering the mechanism 42.
  • the latter further comprises an automatic reset lever 80 for the paddle 76 during opening of the switch 10.
  • the relay 72 extends longitudinally in the lower interval separating the terminals 22, 24 from one of the poles, and is secured to the central plate 56 by suitable fixing means.
  • a differential transformer 82 with toroidal core extends longitudinally between the terminals 22, 24 for connection of the other pole while being juxtaposed by its internal front face to the relay 72 with interposition of the plate 56.
  • the core of the transformer 82 is traversed in the direction of the width by primary windings 84 electrically connected to a contact block 86 and to the output terminals 22 of the phase and the neutral.
  • the differential transformer 82 includes a secondary winding electrically connected to the trip coil 74 of the polarized relay 72. When an earth fault current occurs, the differential transformer applies a control signal to the polarized relay 72, which causes, after exceeding a predetermined threshold, the unlocking of the latch 78 for triggering the mechanism 42 and the opening of the contacts of the block 86.
  • the contact block 86 is disposed above the differential transformer 82 in the upper part of the cover 26, and is attached to the plate 56 opposite the mechanism 42.
  • the block 86 contains two movable contacts secured to a coupled slide to mechanism 42 for opening and closing the phase and neutral contacts.
  • contact block 86 and the differential transformer 82 are located on the same side of the plate 56 and at different levels, being juxtaposed transversely respectively with the operating mechanism 42 of the upper level and the polarized relay 72 from the lower level.
  • This compact arrangement makes it possible to significantly reduce the width of the housing 12, and the four connection terminals 22, 24 lie in a perpendicular plane tine 56.
  • the latter is the main element of the self-supporting structure of the electromechanical block 20 of the switch 10 bipolar, and extends substantially in the median plane separating the terminals 22, 24 of each pole
  • the assembly of the electromechanical block 20 takes place outside the insulating housing 12.
  • the mounting of the various constituent parts of the switch on either side of the self-supporting plate 56 is followed by the welding of the connection conductors to the four terminals 22, 24 of the phase and of the neutral.
  • the mounted block 20 is then positioned on the support base 19 of the rear part 16, and the housing 12 is then closed by placing the front part 14 during which the terminals 22, 24 fit together in the corresponding cells 48 of the cover 26.

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Description

  • L'invention est relative à un interrupteur différentiel bipolaire pour réseau alternatif à basse tension et à boîtier isolant moulé renfermant:
    • - un transformateur différentiel a noyau torique comportant des enroulements primaires constitues par les conducteurs de phase et de neutre du reseau, et un enroulement secondaire engendrant un signal de déclenchement lors d'un défaut à la terre,
    • - un système de contacts pour interrompre le .circuit de la phase et du neutre en position d'ouverture des contacts, - un mecanisme de manoeuvre des contacts, comprenant une manette de commande manuelle et un dispositif de déclenchement automatique sur défaut,
    • - un relais de commande du dispositif de déclenchement piloté par le signal de déclenchement de l'enroulement secondaire du transformateur différentiel et associé à un verrou du mécanisme,
    • - et une paire de bornes de connexion par pôle.
  • Un interrupteur différentiel connu du genre mentionné est décrit en référence aux figures 10 à 13 du document FR-A-2.475.291 de la demanderesse. Cet appareil dérive d'une version tétrapolaire dont on a supprimé les organes électriques de contact et de connexion de deux pôles. Le boîtier isolant et le mécanisme sont standard pour les deux versions tétra polaire et bipolaire. 11 en résulte une mauvaise optimisation de la version bipolaire, qui présente en outre un encombrement transversal important.
  • L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un interrupteur différentiel bipolaire à structure compacte appropriée à un encombrement réduit du boîtier.
  • L'interrupteur selon l'invention est caractérisé par le fait que le mécanisme de manoeuvre est logé entre une première et une deuxième platines fixes s'étendant à la fois parall'élément à la direction longitudinale d'alignement des bornes de chaque pôle, et perpendiculairement à la face avant du boîtier, la première platine constituant le support principal de la structure autoporteuse du bloc électromécanique, et que le système de contacts et le transformateur différentiel sont agencés d'un même côté de ladite première platine, et à des niveaux différents selon la direction perpendiculaire à la face avant, le mécanisme de manoeuvre et le relais de declenchement étant respectivement juxtaposés transversalement avec le système de contacts du niveau superieur, et avec le transformateur différentiel du niveau inferieur. La deuxieme platine est plus courte que la première platine du mecanisme, cette derniere étant avantageusement dotée d'une extension se prolongeant dans le sens de la profondeur du boîtier jusqu'au voisinage de la base d'appui à l'opposé de la face avant. Cette extension sert de support au relais de declenchement.
  • On remarque que la disposition compacte du bloc electromécanique fonctionnel à structure autoporteuse permet une réduction notable de la largeur du boîtier et facilite l'insertion du bloc préassemblé dans le boîtier à deux parties montées à emboîtement.
  • D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels:
    • la figure 1 est une vue en coupe selon la ligne 1-1 de la fig. 7, représentant la partie antérieure du boîtier de l'interrupteur selon l'invention;
    • la figure 2 montre une vue de profil de la fig. 1; les figures 3 et 4 representent respectivement des vues en élévation et de profil du bloc électromécanique de l'interrupteur après enlèvement du boîtier;
    • la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la fig. 6 de la partie postérieure du boîtier;
    • la figure 6 est une vue de profil de la fig. 5;
    • la figure 7 est une vue en plan de la fig. 1;
    • les figures 8 et 9 montrent respectivement des vues de dessus et de dessous de la fig. 3.
  • Sur les figures 1 à 9, est représenté un interrupteur 10 différentiel bipolaire à basse tension, utilisé dans un réseau alternatif monophasé avec neutre. L'interrupteur 10 est logé dans un boîtier 12 parallélépipédique en matériau isolant moulé, formé par l'assemblage de deux parties 14, 16 antérieure et postérieure.
  • La partie postérieure 16 du boîtier 12 (fig. 5 et 6) presente un profil en U dont la base est dotée à l'extérieur d'un socle 18 de fixation par encliquetage à un rail support (non représenté). La face interne 19 de la base sert d'appui au bloc électromécanique fonctionnel 20 (fig. 3 et 4) associé à deux paires de bornes de raccordement 22, 24 du neutre et de la phase.
  • La partie antérieure 14 du boîtier 12 (fig. 1 et 2) comprend un capot 26 monté à emboîtement sur les ailes 28, 30 paralleles opposées du U de l'autre partie 16. La face 19 de la partie 16 postérieure est équipée de deux tenons 32 de guidage qui s'engagent verticalement dans des encoches 34 conjuguées du capot 16 pour assurer le positionnement correct des deux parties 14, 16 lors de l'assemblage du boîtier 12. Ce dernier comporte d'autre part des trous 36 alignés pour l'introduction de moyens de fixation (vis ou rivets) des deux parties 14, 16. La face avant 38 du capot 26 est percée de deux ouvertures de passage de la manette 40 du mécanisme de manoeuvre 42, et du bouton test 44 de l'interrupteur d'essai 46. Des alvéoles 48 sont prévus aux quatre coins de la partie antérieure 14 pour le logement des bornes 22, 24 de raccordement du neutre et de la phase, les deux alvéoles 48 situés d'un même côté étant isolés du volume interne 49 du capot 26 par une paroi intercalaire 50 commune s'étendant transversalement sur toute la largeur du boîtier 12. A chaque alvéole 48 est associé un orifice 52 dans le boîtier 12 pour l'accès à la vis 54 de serrage de la borne 22, 24 correspondante.
  • Le bloc électromécanique fonctionnel 20 (fig. 3, 4, 8 et 9) comporte une structure autoporteuse regroupant les differents organes constitutifs de l'interrupteur différentiel 10. Le mécanisme de manoeuvre 42 est agencé entre deux platines 56, 58 fixes parallèles à la direction longitudinale d'alignement des bornes d'entrée 24 et de sortie 22 de chaque pôle, l'une 56 des platines étant prolongée vers le bas pour venir en butée contre la face d'appui 19 du boîtier. L'autre platine 58 est moins haute que la platine 56 et porte sur sa face externe un support 60 isolant pourvu de l'interrupteur d'essai 46 et d'une résistance 62 connectés électriquement dans le circuit test. L'interrupteur 46 est formé par un ressort spirale 63 enfilé sur un téton 64 du support 60, et à extrémité libre coopérant elastiquement avec le bouton test 44. La résistance 62 est insérée dans un logement 66 cylindrique du support 60 et présente un conducteur 68 de branchement replié servant de contact fixe à l'interrupteur d'essai 46. La fermeture de l'interrupteur d'essai 46 est commandée par l'enfoncement du bouton test 44 qui connecte la résistance 62 de manière à simuler un défaut artificiel et à vérifier le bon fonctionnement de la protection différentielle.
  • Le bouton test 44 et le support 60 de l'interrupteur 46 sont situés dans le plan longitudinal correspondant au débattement de la manette 40, laquelle est montée à pivotement limité sur un axe 70 perpendiculaire aux deux platines 56, 58. Sous le mécanisme 42 et le support 60 est agencé un relais polarisé 72 à bobine 74 de déclenchement et à palette 76 mobile coopérant avec un verrou 78 de déclenchement du mécanisme 42. Ce dernier comporte de plus un levier de rearmement 80 automatique de la palette 76 lors de l'ouverture de l'interrupteur 10. Le relais 72 s'étend longitudinalement dans l,intervalle inférieur séparant les bornes 22, 24 de l'un des pôles, et est solidarisé à la platine 56 médiane par des moyens de fixation appropriés.
  • Un transformateur différentiel 82 à noyau torique s'étend longitudinalement entre les bornes 22, 24 de branchement de l'autre pole en étant juxtaposé par sa face frontale interne au relais 72 avec interposition de la platine 56. Le noyau du transformateur 82 est traversé dans le sens de la largeur par des enroulements primaires 84 raccordés electriquement à un bloc de contacts 86 et aux bornes de sortie 22 de la phase et du neutre. Le transformateur differentiel 82 comprend un enroulement secondaire connecté electriquement à la bobine de déclenchement 74 du relais polarisé 72. Lors de l'apparition d'un courant de défaut a la terre, le transformateur différentiel applique un signal de commande au relais polarisé 72, qui provoque, après dépassement d'un seuil prédéterminé, le déverrouillage du verrou 78 de déclenchement du mécanisme 42 et l'ouverture des contacts du bloc 86.
  • Le bloc de contacts 86 est disposé au-dessus du transformateur différentiel 82 dans la partie supérieure du capot 26, et est accolé à la platine 56 à l'opposé du mécanisme 42. Le bloc 86 renferme deux contacts mobiles solidaires d'un coulisseau accouplé au mecanisme 42 pour l'ouverture et la fermeture des contacts de la phase et du neutre.
  • On remarque que le bloc de contacts 86 et le transformateur différentiel 82 sont situés d'un même côté de la platine 56 et à des niveau, differents, en étant juxtaposes transversalement respectivement avec le mecanisme de manoeuvre 42 du niveau supérieur et le relais polarisé 72 du niveau inférieur. Cette disposition compacte permet de réduire notablement la largeur du boîtier 12, et les quatre bornes de branchement 22,24 se trouvent dans un plan perpendiculaire tine 56. Cette dernière est l'élément principal de la structure autoporteuse du bloc électromecanique 20 de l'interrupteur 10 bipolaire, et s'étend sensiblement dans le plan médian séparant les bornes 22,24 de chaquepôle
  • L'assemblage du bloc électromécanique 20 s'opère à l'extérieur du boîtier 12 isolant. Le montage des différents organes constitutifs de l'interrupteur de part et d'autre de la platine 56 autoporteuse est suivi du soudage des conducteurs de raccordement aux quatre bornes 22, 24 de la phase et du neutre. Le bloc 20 monté est ensuite positionné sur la base d'appui 19 de la partie postérieure 16, et la fermeture du boîtier 12 s'effectue ensuite par la mise en place de la partie antérieure 14 durant laquelle les bornes 22, 24 s'emboîtent dans les alvéoles 48 correspondants du capot 26.

Claims (6)

1. Interrupteur differentiel bipolaire pour reseau alternatif à basse tension et à boîtier (12) isolant moulé renfermant
- un transformateur differentiel (82) à noyau torique comportant des enroulements primaires constitués par les conducteurs de phase et de neutre du reseau, et un enroulement secondaire engendrant un signal de déclenchement lors d'un defaut à la terre,
- un système de contacts (86) pour interrompre le circuit de la phase et du neutre en position d'ouverture des contacts, - un mécanisme de manoeuvre (42) des contacts, comprenant une manette (40) de commande manuelle et un dispositif de déclenchement automatique sur defaut,
- un relais (72) de commande du dispositif de declenchement piloté par le signal de déclenchement de l'enroulement secondaire du transformateur différentiel et associe à un verrou (78) du mecanisme (42),
- et une paire de bornes de connexion (22, 24) par pôle, caractérisé par le fait que le mécanisme de manoeuvre (42) est loge entre une première et une deuxième platines (56,58) fixes s'étendant à la fois parall*élément à la direction longitudinale d'alignement des bornes (22,24) de chaque pôle, et perpendiculairement à la face avant du boîtier (12), la première platine (56) constituant le support principal de la structure autoporteuse du bloc électromécanique (20), et que le système de contacts (86) et le transformateur différentiel (82) sont agencés d'un même côté de ladite première platine (56), et à des niveaux differents selon la direction perpendiculaire à la face avant, le mécanisme de manoeuvre (42) et le relais (72) de déclenchement étant respectivement juxtaposes transversalement avec le système de contacts (86) du niveau superieur, et avec le transformateur différentiel (82) du niveau inférieur.
2. Interrupteur différentiel bipolaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la première platine (56) du mécanisme (42) est dotée d'une extension se prolongeant jusqu'au voisinage de la base d'appui du boîtier (12) à l'oppose de la face avant, et que le relais (72) de declenchement est solidarise à l'une des faces de l'extension.
3. Interrupteur différentiel selon la revendication 1 ou 2, comprenant un circuit test à interrupteur d'essai de mise en circuit d'une résistance pour la simulation d'un défaut artificiel, caractérisé par le fait que la première platine (56) sert de support au système de contacts (86), et que la deuxième platine (58) porte un support isolant (60) du circuit test.
4. Interrupteur différentiel selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la première platine (56) du mécanisme (42) s'étend dans le plan médian vertical séparant les bornes (22,24) de chaque pôle, et que le boîtier isolant (12) est réalisé par l'assemblage de deux parties antérieure (14) et postérieure (16), la partie postérieure (16) servant d'appui au bloc électromecanique (20) et la partie antérieure (14) comprenant des alveoles (48) de logement des bornes (22,24) du raccordement.
5. Interrupteur différentiel selon la revendication 4, en tant que dépendante de la revendication 3 caractérisé par le fait que le bouton test (44) et le support isolant (60) de l'interrupteur d'essai (46) sont situés dans un plan longitudinal parallèle aux platines (56, 58), et correspondant au débattement de la manette (40) pivotante, et que le mécanisme de manoeuvre (42) est intercalé dans le sens de la largeur entre le système de contacts (86) et la manette (40).
6. Interrupteur différentiel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le transformateur différentiel (82) et le relais de déclenchement (72) sont séparés transversalement dans la partie inférieure du boîtier (12) par l'extension de la première platine (56), et sont respectivement logés dans l'intervalle longitudinal ménagé entre les bornes d'entrée (24) et de sortie (22) du pôle correspondant.
EP19830401327 1982-07-12 1983-06-28 Interrupteur différentiel bipolaire Expired EP0099786B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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Application Number Title Priority Date Filing Date
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Country Status (5)

Country Link
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DE (1) DE3362597D1 (fr)
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