Brevet FR2116422A1 — publié le 19720713

j_ 2116422 La présente invention se rapporte à un disjoncteur de protection contre les courants de défaut, comportant un élément de transmission avec un noyau ou circuit magnétique pourvu d'enroulements primaires en vue du branchement dans un circuit électrique à -5 veiller, et un déclencheur électrique agissant sur une serrure pour un dispositif de coupure et commandé par l'élément de transmission. . Dans un disjoncteur de protection contre les courants de défaut (disjoncteur différentiel) connu de ce type, l'élément de transmission est un transformateur d'intensité de sommation (trans-10 formateur différentiel) dont le circuit magnétique porte, outre les enroulements primaires, également un enroulement secondaire relié au déclencheur électrique. En cas d'apparition d'un courant de dé- " faut alternatif dans le circuit électrique à surveiller,-une tension est induite dans l'enroulement secondaire, de sorte que le 15 déclencheur électrique se trouve actionné et déclenche le disjoncteur. Le courant de réponse en alternatif de ce disjoncteur connu augmente considérablement, dans le cas où le disjoncteur est sollicité de façon supplémentaire par un courant de défaut continu, pa,r suite de la pré-aimantation du transformateur sous l'effet du cou-20 rant de défaut continu. En outre, le disjoncteur connu n'est pas déclenché du tout lorsque les enroulements primaires de son transformateur sont traversés uniquement par un courant de défaut continu, car on sait qu'une tension ne peut être induite dans l'enroulement secondaire du transformateur qu'à condition qu'un courant al-25 ternatif passe dans les enroulements primaires. Même les variations de flux que provoque, dans le circuit magnétique du transformateur, un courant de défaut continu puisât oi're, produit par redressement à simple alternance de courant alternatif et traversant un ou plusieurs enroulements primaires du transformateur, ne sont pas assez 30 importantes pour induire, dans l'enroulement secondaire du transformateur, une tension suffisante pour déclencher le disjoncteur connu. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient et à permettre l'utilisation d'un disjoncteur de protection contre 35 les courants de défaut, du type décrit ci-dessus, également dans des circuits électriques renfermant par exemple des moteurs à courant continu commandés par thyristors, circuits dans lesquels peuvent apparaître, outre des courants de défaut alternatifs, également des courants de défauts continus, par suite de la commande par 40 thyristors. 71 42811 2 2116422 Selon l'invention, on obtient ce résultat par un disjoncteur de protection contre les courants de défaut, du type décrit ci-dessus, ce disjoncteur étant caractérisé par le fait qu'une sonde de champ magnétique est disposée, en tant qu'élément de commande 5 pour le déclencheur électrique, dans le circuit magnétique de l'élément de transmission. Par "sonde de champ magnétique", on entend un composant dont l'action n'est pas basée, comme celle d'un enroulement secondaire, sur la variation dans le temps de l'induction magnétique dans 10 un champ magnétique alternatif, mais qui répond également à un champ magnétique stationnaire. Cette sonde de champ magnétique est soumise à l'action du champ magnétique produit dans le circuit magnétique de l'élément de transmission en cas d'apparition d'un courant de défaut et réagit également lorsque ce courant de défaut 15 est un courant de défaut continu. La sonde de champ magnétique est avantageusement disposée dans un entrefer du circuit magnétique. De préférence, la sonde de champ magnétique est une résistance variant en fonction du champ magnétique (magnétorésistance),, un générateur de Hall ou un mâgné-20 to-transistor. La fabrication du disjoncteur de protection contre les courants de défaut conforme à l'invention s'avère particulièrement simple lorsque le circuit magnétique de l'élément de transmission est un noyau feuilleté coupé. 25 L'objet de l'invention et ses avantages apparaîtront plus en détail à la lecture du dessin annexé qui représente schématique-ment un exemple de réalisation non limitatif du disjoncteur conforme à l'invention. La figure 1 du dessin représente schématiquement un dis-30 joncteur de protection contre les courants de défaut 2 conforme à l'invention, servant à surveiller les lignes R/ïï, S/Y, T/W et H d'une installation électrique. Ce disjoncteur 2 comporte un élément de transmission 3 avec un noyau feuilleté coupé de forme annulaire, composé de deux moitiés 4a et 4b. Les moitiés 4a et 4b du noyau 35 feuilleté coupé sont maintenues serrées l'une contre l'autre au moyen d'une bande de serrage 5. Le noyau feuilleté coupé de l'élément de transmission 3 porte des enroulements primaires 6 qui se trouvent chacun dans l'une des lignes R/ïï, S/V, T/W et N à surveiller. 40 Dans un entrefer 7 perpendiculaire à la périphérie du 71 42811 ' 3 2116422 noyau feuilleté coupé annulaire de 1*élément de transmission 3 est disposée une résistance 8 variable en fonction du champ magnétique de configuration plate, par exemple une plaque magnétorésistan-te ou une magnéto-diode, de telle manière qu'elle soit traversée sur 5 une grande étendue et, si possible, perpendiculairement par le flux magnétique dans le noyau feuilleté coupé. Dans 1*autre entrefer 9 perpendiculaire à la périphérie du noyau feuilleté coupé se trouve un matériau 10 à bonne perméabilité magnétique, remplissant si possible tout l'entrefer, par exemple du "Mumétal". la résistance 8 10 variant en fonction -du champ magnétique et remplissant également avantageusement tout l'entrefer 7 est reliée par ses connexions 11 et 12 au déclencheur électrique 13 qui peut agir sur une serrure" 15 en passant par un élément de transmission mécanique 1"4. La serrure 15 peut à son tour actionner, en passant par un autre élément de 15 transmission mécanique 16, le dispositif de coupure composé des contacts 17 se trouvant dans les lignes R/U, S/Y, T/W et M" à surveiller. Les lignes R/U, S/V, T/W et N à surveiller relient un consommateur de courant triphasé 19 à un réseau de courant triphasé dont le neutre se trouve à la terre. Le consommateur de courant triphasé 19 comporte 20 un boîtier métallique mis à la terre. Le déclencheur électrique 13 est actionné lorsque la résistance 8 variant en fonction du champ magnétique adopte une valeur ohmique élevée sous l'action d'un champ magnétique dans le noyau feuilleté coupé de l'élément de transmission 3. Le déclen-25 cheur électrique 13 peut être, par exemple, -un aimant de maintien dont l'armature est libérée et déclenche simultanément la serrure 15 lorsque sa bobine d'excitation est traversée par un courant d'une intensité minimale déterminée. La résistance 8 variant en fonction du champ magnétique et une source de courant non représen-30 tée sur la figure, par exemple un diviseur de tension branché sur le réseau, sont montées en parallèle avec la bobine d*excitation de l'aimant de maintien. Si, les contacts 17 du disjoncteur 2 étant fermés, l'un des conducteurs de phase U, V, W vient en contact électrique avec 35 le boîtier du consommateur 19, il se produit, dans l'enroulement primaire du conducteur de phase en question dans le disjoncteur, un courant de défaut qui ne revient pas au neutre du réseau à courant triphasé en passant par le disjoncteur, mais en passant par le boîtier du consommateur 9, lequel boîtier est mis à la terre. Par 40 conséquent, la somme, des courants traversant les enroulements pri 71 42811 4 2116422 maires de l'élément de transmission 3, enroulements qui sont constitués uniquement par les conducteurs passant dans le noyau feuilleté coupé, n'est plus égale à zéro, de même que le potentiel magnétique total, et il se produit dans le noyau feuilleté coupé 5 de l'élément de transmission 3 un flux magnétique qui traverse perpendiculairement la résistance 8 variant en fonction du champ magnétique, le déclencheur électrique 13 est actionné et déclenche la serrure 15 qui amène les contacts 17 dans la position de coupure représentée sur la figure. 10 Au lieu de la résistance 8 variant en fonction du champ magnétique, on peut également disposer un générateur de Hall plat ou un magnéto-transistor (l,Magnistorw) plat dans l'entrefer 7 du noyau feuilleté coupé de l'élément de transmission 3. Dans le cas d'un générateur de Hall, les deux électrodes de Hall auxquelles 15 est recueillie la tension de Hall sont reliées au déclencheur électrique 13, c'est-à-dire, en cas d'utilisation d'un aimant de déclenchement en tant que déclencheur électrique 13, à la bobine d'excitation de cet aimant. Les deux électrodes de commande du générateur de Hall sont reliées à une source de courant, par exemple 20 un diviseur de tension alimenté par le réseau. Dans le cas d'un magnéto-transistor, la différence de potentiel produite entre les deux collecteurs de ce transistor en cas d'apparition d'un flux magnétique dans le noyau feuilleté coupé de l'élément de transmission 3, peut être utilisée comme signal de déclenchement pour le 25 déclencheur électrique 13. Il est avantageux que, comme le montre la figure 2, l'élément de commande 8 pour le déclencheur électrique 13» donc la plaque magnétorésistante, la magnéto-diode, le générateur de H«n ou le magnéto-transistor, soit disposé sur une plaque de support 30 18 en un matériau ferritique. Ainsi, l'entrefer effectif dans le noyau feuilleté coupé de l'élément de transmission 3 ne présente qu'une faible épaisseur et le disjoncteur de protection contre les courants de défaut possède une sensibilité de déclenchement améliorée . 35 Le disjoncteur de protection contre les courants de défaut conforme à l'invention présente en particulier l'avantage de déclencher, non seulement en cas de courant de défaut alternatif ou de courant de défaut continu pulsatoire, mais également en cas de courant de défaut continu stationnaire, c'est-à-dire 40 également en cas de courant de défaut d'une batterie ou en cas de 71 42811 2116422 courant de défaut continu obtenu par redressement à double alternance et filtré. Un disjoncteur conforme à l'invention, équipé d'une magnéto-diode ou d'un magnéto-transistor en tant qu'élément de commande pour le déclencheur électrique présente, en outre, l'avantage de posséder une sensibilité de réponse particulièrement élevée, tout en pouvant être fabriqué à relativement peu de frais. 71 42811 6 2116422 RMENDICATIOHS 1. Disjoncteur de protection contre les courants de défaut, comportant un élément de transmission avec un circuit magnétique pourvu d'enroulements primaires pour le "branchement dans un circuit 5 électrique à surveiller, et un déclencheur électrique agissant sur une serrure pour un dispositif de coupure et commandé par l'élément de transmission, caractérisé par le fait qu'une sonde de champ magnétique est disposée, en tant qu'élément de commande pour le déclencheur électrique, dans le circuit magnétique de l'élément de trans- 10 mission. 2» Disjoncteur de protection contre les courants de défaut suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la sonde de champ magnétique est disposée dans tin entrefer du circuit magnétique. 15 3. Disjoncteur de protection contre les courants de dé faut suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la sonde de champ magnétique est une résistance variant en fonction du champ magnétique, un générateur de Hall ou un magnéto-transistor. 4. Disjoncteur de protection contre les courants de 20 défaut suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que la résistance variant en fonction du champ magnétique est une magnéto-diode. 5. Disjoncteur de protection contre les courante de défaut suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que la 25 résistance variant en fonction du champ magnétique est une plaque magnétorésistante. 6. Disjoncteur de protection contre les courants de défaut suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la sonde de champ magnétique est disposée sur une plaque de support 30 en un matériau ferritique. 7. Disjoncteur de protection contre les courants de défaut suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit magnétique de l'élément de transmission est un içioyau feuilleté coupé.