Brevet FR2155783A1 — publié le 19730525

la présente invention concerne d'une manière générale la protection d'un lue3corlque circuit d'utilisation alimenté par un réseau polyphasé ; elie Vi.Sf lus particulièrement, mais non exclu sveer, la protection des moteurs triphasés à l'égard d'un fonctiornerent intempestif sur deux phases. Il y a en effet toujours intérêt à pIOtzger omnipolai @e@ e@ t un réseau polyphasé quel que soit le matériel électrique connecté en aval. Actuellement un telle protection est assurée en insérant sur chaque phase une cartouche-fusible à percuteur en amont du contacteur triphasé qui, commun aux trois phases, contrôle l'alimentation générale du circuit d'utilisation, du moteur dans l'exem- ple d'application mentionné ci-dessus. A chaque percuteur est associée une tringlerie grâce à laquelle ce dernier peut agir sur un contact auxiliaire inséré sur l'alimentation de l'organe de commande du contacteur triphasé général. Si l'une quelconque des phases est le siège d'une surintensité, celle-ci provoque la fusion de la cartouche correspondante et donc l'éjection du percuteur de cette dernière. Par la tringlerie qui lui est associée, ce percuteur agit sur le contact auxiliaire correspondant, et l'organe de commande générale, ainsi mis en oeuvre, provoque à son tour l'ouverture du contacteur triphasé qu'il pilote, S'agissant de l'exemple d'application mentionné ci-dessus, le moteur concerné est dès lors mis hors circuit, ce qui l'empêche de tourner de manière intempestive en régime déséquilibré sur les deux seules phases restantes. Un tel agencement présente de nombreux inconvénients : il est onéreux, le prix d'une cartouche-fusible avec percuteur étant nettement plus élevé que celui d'une cartouche-fusible normale dépourvue de percuteur ; il est encombrant, en raison notamment des tringleries auxiliaires qu'il comporte, et son temps de réponse, du fait même de ces tringleries et de leurs modes mécaniques de commande et d'actionnement, est loin d'être n-uligeable. De plus il nécessite le repérage du sens de pose de la cartouche dans son logement. La présente invention a pour objet un dispositif de déclenchement exempt de ces inconvénients et présentant en outre d'autres avantages Le dispositif de déclenchement selon l'invention, qui est prévu d'une manière générale pour la protection d'un circuit d' utilisation alimenté par un réseau polyphasé comportant sur chaque phase, en amont dudit circuit d'utilisation, un fusible, puis un contact d'ouverture asservi à un organe de commande commun à toutes les phases, un tel dispositif de déclenchement est caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de détection comportant pour chaque phase un organe d'émission lumineuse, un tube élec ro-luminescent par exemple, branché aux Dornes du fusible de la phase correspondante, en combinaison avec un ensemDle de réaction piloté par un organe photosensible, une photorésistance par exemple, disposé à vue de chacun des organes d'émission lumineuse des différentes phases, ledit ensemble de réaction pilotant lui-même l'organe de commande commun à toutes les phases. Par phase on entend ici aussi bien les phases actives que le neutre, qu'il est de plus en plus usuel de protéger également. De préférence un ensemble d'amplification est interposé entre l'organe photosensible et 11 ensemble de réaction, cet ensemble d'amplification étant par exemple constitué par un étage bistable, bloqué lorsque l'organe photosensible qui le pilote n'est pas excité, conducteur dans le cas contraire. La fusion d'un fusible provoque aux bornes de l'organe d'émission lumineuse correspondant une surtension qui en déclenche l'illumination. De celle-ci résulte l'excitation de l'organe photosensible associé, et ce dernier, par l'ensemble de réaction, provoque l'ouverture des contacts contrôlant l'ensemble des pha seso Le dispositif de déclenchement selon l'invention,qui se prQ- te avantageusement à une réalisation électronique et associe ainsi les avantages de l'électronique à ceux de l'opto-électronique pour la réalisation de la fonction de protection de charge polyphasée contre la rupture d'une ou plusieurs phases d'alimentation d'un quelconque circuit d'utilisation, et qui de ce fait joue en quelque sorte le rôle de ce que l'on peut appeler un "percuteur électronique", présente d'une manière générale de nombreux avantages - son prix de revient, notamment, est sezsiblement plus fai Dle que celui des dispositifs mécaniques antérieurement connus, en raison en particulier de la possiDilite d'utiliser des cartouches-fusibles ordinaires ; - il est peu encombrant, peut être implanté à distance quelconque des fusibles, et est rigoureusement insensiDle à sa position d'implantation ;; - son temps de réponse est très réduit - son entretien est nul - sa fiabilité est très grande - il peut fonctionner sur un quelconque réseau polyphasé sans limite de tension entre phases, sans limite d'intensité et sans limite du nombre de phases - et il permet une visualisation en armoire de la fusion d'une cartouche-fusiDle. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence à la figure unique du schéma annexé, qui est un oloc-diagramme du dispositif de déclenchement selon l'invention. Le schéma illustre l'application de l'invention à la protection d'un circuit d'alimentation 10, un moteur par exemple, alimenté par un réseau triphasé 11. Sur chacune des trois phases A, , C de ce réseau sont successivement interposés une cartouche-fusible, respectivement 12AX 12b, 12C et un contact, respectivement 13A, 13b, 13C. es contacts 13A, 13B, 13C sont solidairement commandés par un organe de commande commun 13, un relais par exemple. Le dispositif de déclenchement selon l'invention comporte glovalement un ensemble de détection 15, auquel est asservi un organe photosensiole 16, et uii ensemole de réaction 17 qui est commandé par l'organe photosensiDle 16 et qui contrôle lui-même le circuit d'alimentation 18 de l'organe de commande 13 des contacts triphasés 13A, 13B, 13C. Dans l'exemple de réalisation représenté, un ensemDle d'amplification 19 est en outre inséré entre l'organe photosensible 16 et l'ensemble de réaction 170 L'ensemble de détection 15 comporte autant d'organes d'émission lumineuse qu'il y a de phases ; dans l'exemple représenté il s'agit de tunes électroluminescents au nombre de trois, 20A, 20, 20C, tranchés respectivement aux oornes des cartouches-fusiDles 12A, 12b, 12C en série chacun avec une impédance Dallast, respectivement 21A, 21b, 21C ; l'élément photosensiDle 16 est à vue de chacun de ces tuDes 20A, 20b, 200e L'ensemble de détection 15 comporte encore un circuit de fuite 22 disposé en aval des cartouches-fusibles 12A, 12b, 12C et reliant les phases A, a, C deux à deux par des impédances 23A, 2313, 23C ayant toutes une borne commune. L'élément photosensiole 16 est par exemple une photorésistance ; il est inséré dans le circuit d'entrée de l'ensemble d' amplification 19e Cet ensemble d'amplification, qui n'est pas indispensable, peut autre réalisé de diverses manières, à l'aide par exemple de transistors, de thyristors ou de triacs. Il constitue de préférence un étage bistable bloqué au repos, lorsque l'élément photosensible 16 est dans l'obscurité, mais devenant brusquement conducteur lorsque'cet élément photosensible 16 est illuminé. L'homme de l'art appréciera qu'il est possible de réaliser une telle fonction de différentes façons, banales en soi, des transistors montés en bascule ou des thyristors montés en contrô- le de phase pouvant par exemple convenir ; il est donc inutile de détailler plus avant ces dispositions. il en est de même en ce qui concerne l'ensemble de réaction 17. il s'agit par exemple d'un semi-conducteur du genre thyristor ou triac ou autre moyen interrupteur commandé, ou plus simplement, et tel que représenté, d'un relais 25 dont l'alimentation de la bobine est asservie à l'élément photosensible 16, soit directement, soit par l'intermédiaire de l'enseinble d'amplification 19 comme représenté. il suffit de savoir que cet ensemble de réaction 17, le relais 25 en l'occurence, pilote par exemple un contact à ouverture ou à fermeture 26 inséré sur le circuit d'alimentation 18 de l'organe de commande 13 qui contrôle les phases A, B, C. En fonctionnement normal, la tension aux bornes de chacun des tubes 20A, 20B, 20C est limitée à la chute de tension très réduite dans la cartouche-fusible 12A, 12B, 12C correspondante ils ne sont donc pas excités. Lors de la fusion d'une quelconque de ces cartouches, ou de plusieurs de celles-ci, la tension aux bornes du ou des tubes correspondants monte brusquement, ce qui suffit à en déclencher l'illumination, au moins momentanée. Cette illumination excite l'organe photosensible 16 et, s'agissant d'une photorésistance, en abaisse la résistivité. De bloqué, l'ensemble d'amplification 19 devient conducteurX ce qui assure l'entrée en action de l'ensemble de réaction 17, c'est-à-dire, dans 11 exemple représenté, la mise sous tension du relais 25. Celui-ci agit par le contact 26 sur l'alimentation du relais général 13, ce qui provoque l'ouverture des contacts triphasés 13A, 13B, 13C. Quart au circuit de fuite 22 il constitue si nécessaire un neutre artificiel. Gn appréciera notamnent que l'ensemble du dispositif de déclenchement selon l'Invention peut être enfermé dans un coffret, tel que suggéré par un trait interrompu 30 et que ce dernier peut être établi à une distance quelconque des fusibles 12k, 1213, 12C. Bier entendu la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution, notamment en ce qui concerne la nature des organes d'émission lumineuse et de l'organe photosensible, ainsi qu'en ce qui concerne le mode d'intervention de ce dernier sur l'ensemble de réaction associé. De plus, l'invention ne se limite pas à la protection de l'alimentation d'un moteur par un réseau triphasé, mais s'étend à la protection d'un quelconque circuit d'utilisation alimenté par un quelconque réseau polyphasé, quel que soit le nombre des phases de celui-civ REVENDICATIONS 1. Dispositif de déclenchement pour la protection d'un circuit d'utilisation alimenté par un réseau polyphasé comportant sur chaque phase, en amont dudit circuit d'utilisation, un fusi Dle puis un ccntact d'ouverture asservi à un organe de commande commun à toutes les phases, un tel dispositif de déclenchement caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble dc détection comportant pour chaque phase un organe d'émission lumineuse branché aux bornes du fusible de la phase correspondante, et un ensemble de réaction piloté par un organe photosensible disposé à vue de chacun des organes d'émission lumineuse des différentes phases, le dit ensemble de réaction pilotant lui-même l'organe de commande commun à toutes les phases. 2. Dispositif de déclenchement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes d'émission lumineuse sont des tubes électroluminescents 3. Dispositif de déclenchement suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce que chaque organe d'émission lumineuse est en série avec une impédance ballast. 4. Dispositif de déclenchement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un circuit de fuite est prévu en aval des fusibles, ledit circuit de fuite reliant les diverses phases deux à deux par l'intermédiaire d'une impédance. 5. Dispositif de déclenchement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe photosensible est une photorésistancee 6. Dispositif de déclenchement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble de réaction comporte un moyen interrupteur commandé, tel que thyristor, triac, contact piloté par un relais, ou autre, interposé sur l'alimentation de l'organe de commande commun à toutes les phases, et coirjrandé, directement ou indirectement, par l'organe photosensibles 7. Dispositif de déclenchement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérIsé en ce qu'un ensemble d'amplifi cation est interpos-'- et- j J'organe photosensible et l'ensemble de réaction. 8. Dispositif de déclenchement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ensemble d'amplification constitue un étage bistable, floqué lorsque l'organe photosensible qui le pilote n'es@ pas excité, conducteur lorsque ce dernier est excité. 9. Dispositif de déclenchement suivant la revendication 8, caractérisé en ce que cet étage bistable réalisé à l'aide de moyens électroniques tels que transisters @o@@és en bascule, thyristors monts en contr8le de phase par exemple.