Brevet FR2391549A1 — publié le 19781215

La présente invention concerne dispositif électrique mono- bloc répondant aux normes CEI pour au moins deux circuits d'abonnés civils, constitué par un ensemble inseparable comprenant un sectionneur multipolaire de la ligne d'arrivée, un appareil différentiel (appareil détecteur d'actionnement pour courant différentiel) pour. la protection contre la tension de contact et deux ou plusieurs disjoncteurs magnéto-thermiques, à raison d'un par ligne sortante, pour la protection contre les surcharges et les courts-circuits. Suivant les normesCEZ et lesnormes intarnationales en général, à ltentrée de chaque circuit ou installation d'usager il convient de disposer des appareils dont les éléments constitutifs sont désignés par les symbolesenusage, schématisés sur la figure 1, propres à assurer les fonctions suivantes 1) La coupure générale et multipolaire de la ligne d'arrivée, pour mettre hors-service la totalité de l'installation-de l'usager auras où, par exemple, il faudrait exécuter des travaus d'entretien.Le dispositif peut hêtre soit un sectionneur manuels soit un disjoncteur ou interrupteur automatique 2) La protection contre les surcharges et les courts-circuits des lignes nndividuelles des différentes sections qui aboutissent à l'abonné (en aval du sectionneur ou disjoncteur général).D'ordinaire, ces lignes sont au nombre de deux, poùr les petites installations domestiques, à savoir unie ligne pour les circuits lumié- re (pour alimenter les appareils d'éclairage et les prises de cou-rant destinées à alimenter des charges équivalentes) et une pour les circuits de force motrice (pour alimenter les appareils électro ménagers lourds, fuels que chauffe-eau, machines à laver le linge et à laver la vaisselle), mais elles peuvent également être prévues en nombre supérieur à deux, en fonction de ltimportance de l1instal- lation et du nombre de charges à -alimenter. 3) Protection contre les tensions de contact qui provoquent le risque d'électrocution, cette -protection-étant parfois réalisée en combinant un disJoncteur automatique général avec la résistance de l'installation locale de terre, mais, dans la plupart des cas, on la réalise en remplaçant le disjoncteur automatique par un interrupteur différentiel. En règle générale, les appareils 1, 2 et 7 qui correspondent aux fonctions 1, 2 et 3, et qui sont renfermés chacun dans un bola tier dont le contour est représenté par une ligne interrompue, sont logés dans une enceinte ou "petit tableau centralisé" dont le contour est celui indiqué ci-dessus, dans lequel l'installateur effectue les connexions entre les appareils, en plus de la liaison avec le câble d'alimentation et les lignes de sortie. On connait un dispositif, représenté figure 2, qui réalise le schéma de la figure 1, dans le cas d'un seul abonné. Dans ce schéma, on a désigné en 11 le disjoncteur magnéto thermique et en 12 l'appareil différentiel, tous deux munis d'un levier ou boutonpoussoir de commande manuelle 17 ou 18. Le disjoncteur Il est du type courant, automatique, unipolaire ou bipolaire ou multipolaire, pourvu de ses propres relais thermiquesa 13- et électromagnétiques 14, et comporte un mécanisme de déclenchement 16 qui assure l'ouverture des contacts de ligne et peut être actionné en outre par le relais thermique ou électromagnétique même à partir de l'appareil différentiel 12. te mécanisme de déclenchement 16 comprend un ou plusieurs ressorts, non représentés, qui sont mis en tension en mettant en position d'enclenchement les deux leviers 17 et 18 dans cet ordre. Lorsque la bobine du déclencheur 16 est excitée par le transformateur 15 recevant le signal de courant de dérangement vers la terre, un organe de blocage, non représenté, libère les ressorts qui déterminent l'ouverture de l'interrupteur 11, ouverture qui pourra également etre commandée en cas de surintensité par les relais thermiques 13 ou électromagnétiques 14. Suivant les normes, en outre, les circuits sont agencés de telle sorte qu'il est impossible d'enclencher Il sans avoir préalablement enclenché 12, ce que l'on obtient grâce à un dispositif d'autorisation (non représenté). Ainsi qu'il ressort de la figure 2, les éléments 11 et 12 sont enfermés respectivement dans deux compartiments insaparables. Au cas où l'on voudrait protéger deux ou un plus grand nombre de lignes du réseau d'abonnés en utilisant le dispositif de la, figure 2, il est évident qu'il faudrait soit installer deux ou un plus grand nombre de ces dispositifs distincts, en'plus d'un disjoncteur général situé en amont de ces dispositifs, soit réaliser le schéma de la figure 1, en y apportant éventuellement les modifications requises pour des lignes supplémentaires, ce qui conduirait à certaines complications-dans les circuits, au pris d'un accroissement de l'encombrement et du prix- de revient. Malgré cela aucune proposition connue ne prouve qu'il était possible de procéder différemment. Suivant la présente invention, les inconvénients exposés cidessus sont supprimés en réunissant dans 'un dispositif unique et monobloc un seul appareil différentiel et deux ou un plus -grand nombre de disjoncteurs automatiques magnéto-thermiques, à raison d'un par ligne, afin de permettre le maintien en service, d'une ou plusieurs lignes indépendamment l'une de l'autre. L'invention, suivant l'un de ses modes de réalisation donnés à titre d'exemple non limitatif, pour deux lignes de sortie, est représentée sur la figure 3; pour n abonnés, n étant supérieur à t, le schéma se comprend immédiatement et comporte un seul appareil différentiel et n disjoncteurs magnéto-thermiques qui peuvent être enclenchés ou déconnectés de façon indépendante en actionnant les leviers de commande indiqués en 18 sur la figure 3. Cependant, lorsqu'on excite l'appareil différentiel, celui-ci par l'intermédiaire du de"clencheurl6, assure l'exclusion de toutes les lignes. Par rapport au circuit électrique d'ensemble, les conducteurs électriques d'arrivée (2 par ligne monophasée, 3 par ligne triphasée et 4 pour une ligne- triphasée avec neutre) qui forment un enroulement sur le transformateur de l'appareil différentiel, se trouvent branchés en parallèle à la sortie du t,ransformateur, étant branchés directement à chaque disjoncteur magnéto-thermique. Il est évident que l'assemblage, au lieu d'être conforme à la figure 3, pourrait être réalisé en disposant l'appareil différentiel- entre les deux disjoncteus magnéto-thermiques. A titre d'exemple non limitatif, en supposant la combinaison d'un appareil différentiel 12 comportant les caractéristiques suivantes : I N 0,03 A et i = 25 A, du genre mentionné plus haut, avec deux disjoncteurs Il constitués le premier par un disjoncteur automatique bipolaire ayant pour caractéristique IN= 10 A et le second par un disjoncteur automatique bipolaire ayant pour caractéristique IN = t5 A, le schéma électrique des connexions internes sera celui reproduit sur la figure 3. Cet exemple a trait à la protection et au sectionnement (coupure) d'une installation normale d'habitation de dimensions moyennes, équipé d'un circuit lumière de tO A et d'un circuit force motrice de 15 A.On peut vérifier si les fonctions 1), 2) et 3) représentées figure 1, sont satisfaites: 1) Sectionnement (coupure)multipolaire général : en plaçant le levier 17 de l'appareil différentiel dans la position "Ouvert", on détermine l'ouverture des deux disjoncteurs 11 respectivement de 10 et 15 A, ce qui met la totalité de l'installation hors-tension. 2) Protection contre les surintensités des deux câbles de sections différentes qui alimentent les deux circuits distincts de lumière et de force : cette protection est assurée séparément par les deux disjoncteurs automatiques Il respectivement de 10 et 15 A avec les relais thermiques 13 et électromagnétiques 14. Cette protection est également sélective dans le sens qu'en cas de surintensité dans le circuit "force motrice", le disjoncteur automatique de 15 A est déclenché, mais le circuit lumière de 10 A peut être maintenu en service. La même chose, mais inversement, se produit si la surintensité a lieu dans le circuit lumière. 3) Protection contre les tensions de contact. Une dispersion de courant vers la terre, d'une valeur supérieure à IEN, en un point quelconque de 1' installation, provoque 1 'excitation de l'ap- pareil différentiel 12 et par conséquent le déclenchement de tous les disjoncteurs. Le ré-enclenchement du dispositif s'effectue en déplaçant le levier de l'appareil différentiel 12 vers la position de fermeture et, successivement, les leviers des disjoncteurs automatiques 11. Toutefois, celui de la ligne fonctionnant correctement restera fermé, tandis que celui de la ligne présentant un défaut produira un nouveau déclenchement de l'ensemble du dispositif. L'abonné saura ainsi quelle est celle de ces deux lignes (lumière et force) qui est sujette à un défaut vers la terre, de telle sorte qu'en laissant cette ligne luverte, il peut refermer l'autre cir cuit qui restera en condition de service pendant que l'on assurera la réparation nécessaire, dans un second temps, du circuit sujet à la panne. Cela permet d'effectuer une sélection manuelle pour la recherche des la panne ou du dérangement. Il convient d'ajouter que, contrairement à ce qui se produit lorsqu'on utilise les disJoncteurs actuels à simple caractéristique différentielle (ce qu'on appelle des disjoncteurs différentiels purs), l'appareil différentiel, même en cas d-e-court-circuit franc en aval de l'installation, est protégé de façon fiable contre les effets thermiques et électromagnétiques consécutifs à un courtcircuit, jusqu'à une valeur maximale indiquée sur la-plaque d' id-en- tification du constructeur, attendu que l'énergie que laisse passer un seul disjoncteur automatique est sensiblement inférieure à celle que peut accepter la section différentielle qui est dimensionnée. pour la somme des courants passant parles deux disjoncteurs automatiques. Il va desoi que le-fonctionnement décrit ci-dessus se produit meme au cas où le nombre de disjoncteurs automatiques est supérieur à deux (et lorsque les lignes alimentéesy au lieu- d'e'tre monophasées, sont triphasées ou triphasées avec neutre).--n outre, dans les pays où le neutre est garanti comme étant mis-à à la terre par les Compagnies de distribution d'énergie électrique, et peut même assumer le rôle de conducteur de protect-ion, dans les installations monophasées chaque section distincte de disjoncteur sera constituée par un seul -- pôle de disjoncteur automatique.Il est évident que le conducteur prevu pour le neutre2 qui dans ce cas peut être sectionné, sera également enroulé sur le transformateur différentiel et aboutira à deux bornes indépendantes. On peut aisément démontrer les avantages mentionnés ci-dessus - diminution de l'encombrement total : dans l'exemple pratique de protection décrit ci-dessus pour une installation monophasée avec deux lignes, suivant le schéma de la figure 1, l'appareil différentiel avec disjoncteur général, du type disponible dans le commerce, a des dimensions modulaires égales à 1, tandis qu'un disjoncteur bipolaire a des dimensions de 0,5, de telle sorte que la dimension modulaire totale est de 1 + 0,5 ± Oi5-= 2.On peut également réaliser le schéma de lafigure 1- en utilisant deux dis positifs suivant la figure 2, et dans ce cas la dimension modulaire totale sera de (0,5 + 0,5) x 2 = 2, tandis qu'avec le dispositif suivant la présente invention on obtient une dimension totale de 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,5; - diminution des coûts de fabrication : cela est évident, si lton considère le nombre inférieur de pièces devant être fabriquées et assemblées; - diminution des frais d'installation : la figure 1 montre les connexions (en traits interrompus) que l'installation doit effec tuer avec le système adopté jusqu > présent et qui disparaissent avec le dispositif monobloc suivant la présente invention (figure 3), - amélioration de la sécurité dans son ensemble : dans le système traditionnel et en utilisant un différentiel simple (qui coûte moins que le différentiel magnéto-thermique), si l'on provoque un court-circuit dans l'un quelconque des points de connexion reliés par les traits interrompus de la figure 1, qui sont des points vulnérables,le différentiel pur est privé de sa protection et si le courant atteint une valeur élevée dans le court-circuit, ledit différentiel peut même subir de sérieux dommages. Ce risque, bien que peu fréquent, n'existe absolument pas avec le dispositif monobloc proposé, attendu que les points vulnérables sont inaccessibles car ils sont protégés par les boîtiers. il est évident par conséquent que le dispositif monobloc suivant la présente invention peut également être agencé pour assurer une partie des fonctions sus-exposées, ce qui assure de toute fa con des avantages par rapport à la solution adoptée jusqu'à présent dans les installations, notamment celles où la protection contre les tensions de contact est assurée d'une manière différente (par exemple en coordonnant l'installation de terre avec les disjoncteurs automatiques ou par l'intermédiaire de transformateurs d'isolement), le dispositif monobloc comportera un disjozcteur général mais sans le transformateur différentiel 15, ni le déclencheur 1-6, ainsi que deux ou un plus grand nombre de disjoncteurs automatiques 11. Dans ce cas, se sont les fonctions 1) et 2), décrites dans le préambule de la présente description, qui seront réalisées, et l,à aussi on obtiendra une diminution des frais de fabrication et d'installation, ainsi qu'une amélioration de la sécurité dans son ensemble. -REVENDICATIONS- 1.- Dispositif électrique monobloc à trois fonctions, à savoir coupure générale, protection contre les tensions de contact, protection contre les surintensités, pour alimenter au moins deux lignes de sortie, lequel comprend un sectionneur général sur la ligne d'arrivée, un appareil-différentiel, deux ou un plus grand nombre de disjoncteurs magnéto-thermiques, à raison d'un par ligne, dans lequel l'appareil différentiel, dans le cas de dispersions de courant vers la terre, actionne un dispositif de décrochement qui déclenche simultanément tous les disJoncteurs magnéta-thermiques, l'appareil différentiel comprenant un levier ou un bouton-poussoir pour ré-enclencher le dispositif de décrochement et les disjoncteurs magnéto-thermiques comprenant chacun un levier ou un boutonpoussoir pour connecter les lignes de sortie. 2.- Dispositif selon la revendication I, dans lequel l'appareil différentiel est pourvu de moyens d'autorisation qui permettent la fermeture des disjoncteurs magnéto-thermiques. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les connexions entre l'appareil différentiel et les disjoncteurs magnéto-thermiques sont inacessibles, étant protégés à cét effet par le boîtier du dispositif lui-même.