Brevet FR2382703A1 — publié le 19780929

La présente invention est relative à un dispositif de signalisation de courant de défaut, applicable notamment à la détection d'un courant ds défaut circulant entre lamasse d'une machine électrique et le neutre de son réseau d'alimentation. On connait, en particulier par le brevet français nO 1 508 205 dépose le 18 Novembre 1966 ayant pour titre dispositif de signalisation" un dispositif de signalisation, du type électromagnétique, dont le fonctionnement provoque en cas d'apparition d'un courant de défaut le déplacement d'un voyant mécanique. Un tel dispositif, bien qu'intéressant dans certaines applications, présente néanmoins certains inconvénients dus principalement à sa nature mécanique miniaturisation difficile et coûteuse, nécessité d'entretien lors d'utilisation dans des atmosphères poussiéreuses ou polluantes. En outre, le réarmement d'un tel appareil doit, soit se faire manuellement, soit nécessiter l'emploi d'un bobinage auxiliaire et d'une source de courant. Un but de l'invention est de réaliser un indicateur de courants de défaut ne présentant pas les inconvénients précités et ayant au contraire les qualités suivantes - grande sensibilité, de préférence supérieure à 200 SA. - réarmement automatique, sans source de courant auxiliaire - prix de revient faible Un autre but de l'invention est de réaliser un indicateur de courants de défaut fournissant un signal variant avec l'intensité du courant de défaut. En particulier, le signal peut être un signal lumineux périodique dont la fréquence est une fonction croissante de l'intensité du courant de défaut. L'invention a pour objet un dispositif de signalisation d'un courant de défaut circulant entre la masse d'une machine électrique et le neutre de son limentation électrique caractérisé par le fait qu'il comprend un transformateur ie courant à circuit magnétique dont le primaire est assujetti à être par ouru par le courant de défaut et dont le circuit secondaire est un bobinage alimentant une source lumineuse par l'intermédiaire d'un circuit à seuil de tension. Dans un mode particulier de réalisation, la source lumineuse est une diode électroluminescente, le circuit à seuil de tension comprenant un condensateur et une diode zener et commandant un interrupteur semi-conducteur en série avec la diode. Dans une variante de réalisation, la source lumineuse est une lampe à néon et le circuit à seuil de tension comprend un condensateur. L'invention va être précisée maintenant par une description détaillée de divers modes de réalisation donnés ci-après en référence au dessin ci-annexé dans lequel - la figure 1 est un schéma électrique d'un indicateur à diode électroluminescente - la figure 2 est un schéma électrique d'un indicateur comportant une lampe à néon. - la figure 3 est une variante de réalisation du transformateur de l'indicateur. Dans la figure 1, la référence 10 représente un circuit magnétique fermé ayant un trou en son centre. Ce circuit magnétique est le noyau d'un transformateur de courent dont le primaire est un conducteur Il assujetti à Entre parcouru par l'éventuel courant de défaut. Ce peut être un conducteur reliant un neutre artificiel d'une alimentation triphasée d'une machine à la masse de cette machine. Ce conducteur est enfilé sur le circuit magnétique. Le secondaire du transformateur est un bobinage 12 comportent de plusieurs centaines a plusieurs milliers de spires. Le secondaire du transformateur est relié à un circuit comprenant un condensateur 13 (facultatif, servant à compenser le courant magnétisant du transformateur), une diode 14 et un condensateur 15. En parallèle sur le condensateur 15 est connectée une première branche comportant une diode Zener 16 en série avec une résistance 19 et une seconde branche comportant une diode électroluminescents 17 et un thyristor 18. La g chette du thyristor est reliée au point commun à la diode Zener 16 et la résistance 19. Le fonctionnement de l'appareil est le suivant - en cas d'absence de défaut, aucun courant ne traverse le conducteur Il , la diode 17 est éteinte - en cas d'apparition dun courant de défaut dans 11, une tension apparaît aux bornes du secondaire 12. Cette tension, redressée par la diode 14 charge le condensateur 15. Lorsque la tension aux bornes de 15 atteint une valeur suffisante, la diode zener 16 conduit et le thyristor s'amorce. La diode électroluminescente 17, parcourue par une partie du courant de déchage du condensateur, émet une lumière Jusqu'à décharge du condensateur. Le condensateur se recharge et un nouvel éclair est émirs. On conçoit aisément que la cadence des éclairs est une fonction croissante de l'intensité du courant de défaut. Pour un fort courant de défaut, l'éclat de la diode peut méme devenir continu. Dans un mode particulier de réalisation le circuit magnétique est en mumétal, de section 1,092 cm2 et comporte 2.tel spires de fil de 0.3 mm de diamètre. Le condensateur 15 a une capacité de 25 microfarads, le diode Zener une tension de claquage de 5,6 volts et la résistance 19 une veleur de 22 000 ohms. La figure 2 représente une variante de réalisation dans laquelle le secondaire 12 alimente, par un pont redresseur 20 un circuit comprenant un condensateur 21, une résistance 22 et une lampe à néon 23. Le fonctionnement est analogue à celui du dispositif de la figure 1. A titre d'exemple, le circuit magnétique a une section de O,S cm2, une longueur moyenne de 7 cm et un entrefer de 0,3 mu. il est réalisé en mumétal et pèse 130 grammes. I1 porte 30.000 spires en fil de 35 microns de diamètre. La résistance 22 est de 4.700 ohms et la lampe à néon a une tension d'amorçage de 78 volts et une tension d'extinction de 60 volts. On peut détecter ainsi un défaut de 100 milliampères par un éclat toutes les 20 secondes s un défaut de 1500 milliampères donnera 3 éclats par seconde. La figure 3 représente une variante de réalisation du transformateur de courant, adaptable aussi bien au schéma de la figure 1 qu'au schéma de la figure 2. Dans cette variante, le primaire monoconducteur Il traversant le circuit magnétique est remplacé par un enroulement 30 passant en coupure dans le méme circuit. Cette variante a pour avantages - de permettre de descendre le seuil de fonctionnement de l'indicateur puisqu'on peut bobiner plusieurs spires primaires. - d'utiliser une carcasse de bobine pour l'enroulement secondaire nécessitant un grand nombre de spires - d'avoir un ensemble fini avec raccordement et fixation d'un bornier normalisé. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de signalisation d'un courant de défaut circulant entre la masse d'une machine électrique et le neutre de son alimentation électrique caractérisé par le fait qu'il comprend un transformateur de courant à circuit magnétique dont le primaire est assujetti a etre parcouru par le courant de défaut et dont le circuit secondaire est un bobinage alimentant une source lumineuse par l'intermédiaire d'un circuit à seuil de tension. 2/ Dispositif de signalisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la source lumineuse est une diode électroluminescente, le circuit à seuil de tension comprenant un condensateur et une diode Zener et commandent un interrupteur semi-conducteur en série avec la diode. 3/ Dispositif de signalisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la source lumineuse est une lampe à néon et le circuit à seuil de tension comprend un condensateur. 4/ Dispositif de signalisation selon l'une des revendications I à 3, caractérisé par le fait que le primaire du transformateur est un conducteur unique traversant le circuit magnétique. 5/ Disposition de signalisation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le primaire du transformateur comprend plusieurs spires bobinées sur le circuit magnétique et reliées à un bornier.