Brevet FR2199218A1 — publié le 19740405

La présente invention se rapporte aux dispositifs associant des fusibles à un interrupteur automatique (disjoncteur ou contacteur) pour assurer la coupure omnipolaire d'un circuit de distribution électrique en courant alternatif, même en cas de defaut unipolaire. Les fusibles permettent d'atteindre des pouvoirs de coupure très élevés, si bien que l'interrupteur automatique monté en série avec les fusibles pour assurer la coupure omnipolaire n'a besoin d'être dote que d'un pouvoir de coupure réduit. Un premier type de dispositif connu comprend, monté sur chaque fusible, un percuteur à action mécanique agissant sur une tringlerie genérale qui commande la fermeture ou l'ouverture d'un contact dès que l'un des fusibles est coupe. Cette fermeture ou cette ouverture commande elle-même un circuit d'excitation de la bobine - emission/à ou à emission/à manque de tension d'un disjoncteur qui assure la cou- pure omnipolaire, ou encore la bobine d'un contacteur. Un inconvénient important de ce premier type de dispositif réside dans le fait que le pouvoir de coupure des fusibles et leur fiabilité se trouvent reduits par la présence des percuteurs. En outre, certains problèmes d'alimentation dudit circuit d'excistation se posent. Un second type de dispositif connu comprend des moyens de prélever la tension aux bornes de chaque fusible et de commander, en fonction de cette tension3 un relais statique ou à contact qui com- mande lui-même ledit circuit d'excitation. Ce relais est generalement du type bistable, et les tensions prélevées aux bornes des fusibles lui sont transmises, soit par l'intermédiaire d'un transformateur unique comportant un primaire par fusible et un secondaire couplé au relais, soit au moyen d'une pluralite de transformateurs monophasés dont les secondaires sont connectés en serie. I1 est connu par ailleurs d'assurer le fonctionnement des dispositifs de ce second type dans le cas d'une coupure simultanée de tous les fusibles, en utilisant une pluralité de transformateurs monophasés et en connectant leurs secondaires en cascade, certains d'entre eux étant en opposition de phase par rapport aux autres. Selon l'invention, des avantages nouveaux vont résulter de la combinaison suivante de deux dispositions, dont la première est dans le domaine public Detection de la fusion des fusibles par contrôle de tension å leurs bornes a l'aide de transformateurs sépares, et interrupteurs a ouverture automatique ou disjoncteur du type à courant différentiel résiduel. En outre, l'invention prevoit, avec un couplage série opposition des enroulements secondaires des transformateurs sépares, un rapport différent pour le transformateur du conducteur neutre. Cette particularité garantit dans tous les cas d'utilisation une somme détectée non nulle en cas de fusion simultanée des fusibles. Les avantages résultant de la combinaison exposée ci-dessus, sont principalement, d'une part la suppression de toute alimentation pour l'excitation de la bobine du disjoncteur, et d'autre part la suppression du relais intermédiaire, bistable ou non, statique ou électromagnétique ; l'ouverture de l'interrupteur omnipolaire étant en effet commandée directement par l'ensemble des transformateurs de détection. Vu le faible module d'énergie requise généralement par l'organe différentiel résiduel de l'interrupteur, déclencheur à décollement d'armature par exemple, une bloc "transformateurs de détection" peut être réalise d'une manière très economique, et un tel bloc devient universel par exemple pour les tensions comprises entre 100 et 500 volts. L'invention sera miteux comprise avec la description suivante et les dessins annexés donnes à titre d'exemple. La figure 1 represente un réseau triphase avec neutre les figures 2 (A,B,C,D,) représentent diverses variantes de commande de l'interrupteur. Sur la figure 1, on a représenté en F le "bloc fusibles", en T le "bloc transformateurs" de détection de fusion des fusibles, en I l'interrupteur ou disjoncteur à courant différentiel résiduel. Ces trois blocs élémentaires peuvent être contenus dans un seul appareil. Les trois phases sont notées A,B,C, et le neutre N. Les primaires PA, PB, PC, PN sont respectivement reliés aux bornes des fusibles FA, FB, FC, FN. Les secondaires SA, SB, SC, SN sont montés en série, l'enroulement SN du neutre, et celui de l'une des phases3 SC dans notre exemple, étant en opposition de phase. Le même effet de couplage aurait bien entendu été réalise en inversant les primaires de N et C au lieu des secondaires. Les rapports de transformation des transformateurs de phase sont égaux à n, et celui du neutre est n différent de n de préférence. Une telle disposition avec nl = n.V3, assure, dans le cas de fusions simultanées en triphasé des fusibles de la phase C et du neutre N. Une tension détectée globale, entre a et b, égale à la moitié de1) de la tension normalement obtenue a partir de la prise d'un seul fusible de phase. Dans la même hypothese sur n et nl, on peut montrer que les tensions detectées entre a et b seront comprises entre 0,366 et 4,732 fois la tension normale résultant de la tension simple du réseau aux bornes d'un seul fusible. La tension obtenue entre a et b est utilisée pour le fonctionnement de l'interrupteur I assurant la coupure omnipolaire. Cet interrupteur est essentiellement constitué par un ensemble de contacts qui peuvent être déverrouillés par l'action d'un declencheur noté D, alimenté par un transformateur t de sommation vectorielle des courants traversant son primaire tp. Rappelons qu'il existe deux types d'interrupteurs de ce genre. L'un dit instantané auquel cas le transformateur t agit directement par son enroulement secondaire sur le déclencheur D, l'autre dit "retarde" permettant une sélectivité verticale" entre appareils montés en cascade. Dans ce cas (figure 1) un module S de retard est interposé entre l'enroulement secondaire de t et le déclencheur D. Les figures 2A, 2B, 2C, 2D montrent différentes possibilites, conformes à l'invention, de commandeur l'interrupteur à partir de la tension développé aux bornes (a,b), dans le cas d'un interrupteur "instantané1. Suivant la figure 2A, la tension (a,b) est appliquée sur un enroulement tertiaire de quelques spires sur le noyau du transformateur t. Suivant la figure 2B, la tension (a,b) est appliquée directement sur l'organe effecteur de déclenchement. Suivant la figure 2C, la tension (a,b) est introduite en série dans le circuit du déclencheur D, secondaire du transformateur t. Suivant la figure 2D, la tension (a,b) est introduite en parallele dans ledit circuit du déclencheur D. Si l'interrupteur est du type "retarde", on pourra agir en amont ou en aval du temporisateur S de la figure 1 par rapport à l'enroulement secondaire de t, suivant qu'on peut OU non tolérer le retard de sélectivité pour la coupure omnipolaire du circuit principal, selon les quatre schémas des figures 2. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de protection des installations de distribution électrique en courant alternatif, caractérisé par l'association d'une détection de la fusion des fusibles par contrôle de tensions à leurs bornes à l'aide d'un transformateur monophasé par fusible, avec un interrupteur disjoncteur à courant différentiel residuel comportant un transformateur avec secondaire agissant sur le circuit d'un déclencheur omnipolaire. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un rapport de transformation différent, pour le fusible du neutre3 du rapport commun aux fusibles des phases. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par son application à un réseau triphtasé. les enlrouleXents secondaires des a,Joutan vectoriel esen / dits transformateurs rieurs tensions pour deux phases et les retranchant pour la troisième phase et pour le neutre éventuel, en une tension composée appliquee au circuit du déclencheur omnipolaire. 4 - Dispositif selon la revendication 3, dont ladite tension composée est appliquee sur un enroulement tertiaire du transformateur du disjoncteur à courant différentiel résiduel. 5 - Dispositif selon la revendication 3, dont ladite tension composee est appliquée sur un enroulement auxiliaire du circuit du déclencheur. 6 - Dispositif selon la revendication 3, dont ladite tension composée est appliquée en série dans le circuit de la bobine du déclencheur. 7 - Dispositif selon la revendication 3, dont ladite tension composée est appliquée en parallèle dans le circuit de la bobine du déclencheur. 8 - Dispositif selon la revendication 3, dont le circuit du déclencheur omnipolaire comprend un ensemble de retard.