Brevet FR2405574A1 — publié le 19790504

La présente invention concerne un disjoncteur de protection contre les courants de fuite comportant un transformateur totaliseur d'intensité, une serrure à contact et un dispositif de déclenchement. Les disjoncteurs pour protection contre les courants de fuite connus jusqu'ici, qui contiennent un transformateur totaliseur d'intensité pour la saisie du courant de fuite et une serrure à contact avec un dispositif de déclenchement pour la séparation des contacts en cas de fuite, ont des vitesses de réponse très élevées, de l'ordre de grandeur de 10... 40ms. D'un côté ceci est souhaitable au sens de l'action de protection.Les temps de réponse n'y sont que peu dépendants de la valeur du courant nominal de fuite défini pour le type de disjoncteur consi derme D'un autre cavé, dans la pratique de l'utilisation, il se présente fréquemment des missions de wotection qui exigeraient un circuit de série de plusieurs disjoncteurs de protection contre les courants de fuite, si ceci était possible. Ici, les deux disjoncteurs montés en série, dont le premier est disposé dans une répartition principale et dont le deuxième est disposé dans une répartition secondaire, doivent travailler sélectivement l'un par rapport à la autre. Ceci signifie que chaque disjoncteur doit avoir compétence pour la section de l'installation qui lui est confiée.En cas de fuite en aval de la distribution secondaire, seule le disjoncteur disposé dans cette distribution secondaire doit déclencher et non le premier disjoncteur disposé dans la distribution principale. S'il apparaît un courant de fuite qui croît lentement a partir de valeurs très faibles, il suffirait que l'intensité de fuite nominale des disjoncteurs de protection contre les courants de fuite montés l'un derrière l'autre soit choisie correctement, c'est-à-dire que l'intensité nominale de fuite du premier disjoncteur soit au moins deux fois l'intensité nominale de fuite du deuxième disjoncteur. En cas d'apparition soudaine d'un courant de fuite qui dépasse l'intensité de réponse ou l'intensité nominale de fuite des deux disjoncteurs, du fait de la vitesse de réponse, pratiquement la même, des deux disjoncteurs, il n'y a pas de possibilité d'un comportement sélectif I1 peut même très bien se produire le cas ou soit les deux dlsjoncteurs déclenchent soit même que le premier disoncteur reponde tandls que le deuxième reste enclen-ché On ne peut alors obtenir un comportement sélectif que par l'intermédiaire d'un retard du temps de réponse du premier disjoncteur Les limites du délai de retard sont données comme suit ç comme expliqué au début, les disjoncteurs de protection contre courants de fuite de fabrication normale ont des vitesses de reponse de maximum environ 40 ms. Le délai de retard doit donc entre d'au moins 40 ms. Les prescriptions valables pour la fabrication et l'em ploi des disjoncteurs de protection contre les courants de fuite demandent que le déclenchement du circuit d'intensité menaçant puisse s'effectuer au maximum en 0,2 s. Il en résulte un délai de retard du premier disjoncteur répondant aussi bien aux exigences de la sélectivité qu'au respect des prescriptions d'environ 80 mus. .120 ms. Au moyen de circuits de retard simples et connus avec circuits RC, avec les valeurs d'intensité possibles de courant de fuite dans la gamme du milliampère jusqu a plus de 1 000 ampères, on ne peut pas tenir cette faible valeur de tolérance. D'un autre coté, les circuits å retard fonctions de la tension du réseau, qui nécessitent pour leur fonctionnement une tension auxiliaire étrangère ou prélevée sur le réseau, ne sont pas autorises partout (voir par exemple VDE, Confédération des Electro-- techniciens Allemands, o664/oloe). L'invention a donc pour but de munir un disjoncteur de protection contre les courants de fuite du type mentionne au de- but d'un circuit de retard pour créer, en tenant compte des données mentionnées précédemment, un disjoncteur de protection contre les courants de fuite retardé à action véritablement sélective par rapport aux disjoncteurs de protection contre les cou rants de fuite de fabrication normale. Selon l'invention, ce but est atteint en ce que le bo binage secondaire du transformateur totaliseur d'intensité est relie a l'élement redresseur, tandis qu'en parallèle sur l'élé- ment redresseur, est monte un condensateur de charge auquel est relié un circuit régulateur a intensité constante qui comporte un condensateur de retard en parallèle sur lequel est monté le dispositif de déclenchement relie à la serrure de commutation. Les avantages obtenus par l'invention résident en ce que le domaine d'emploi des disjoncteurs de protection contre les courants de fuite de fabrication traditionnelle s'élargit notablement a l'aide du circuit å retard selon l'invention, On tient compte ici des impératifs de protection du personnel dans un domaine qui Jusqu'ici n'était qu'incomplètement protégé. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, d'autres formes et perfectionnements de l'invention peuvent titre en visages le circuit redresseur se compose d'un redresseur à pont, dont les bornes côté courant alternatif sont reliées au bornes du bobinage secondaire du transformateur totaliseur d'intensité et dont les bornes cté courant redressé sont reliées au condensateur de charge, entre une borne du bobinage secondaire du transforma- teur totaliseur d'intensité et une borne c3té courant alternatif du circuit redresseur s'insère un élément amortisseur, le circuit régulateur à intensite constante se compo- se d'un transistor dont la base est reliee par l'intermédiaire d'une résistance au point milieu d'un circuit de série comprenant une résistance et un condensateur, dont l'émetteur est relié, par l'intermédiaire d'une resistance réglable à l'extrémité libre du condensateur, parallèlement auquel est couplée une diode Zener et dont le collecteur du transistor est relié a l'extrémité libre du circuit parallèle constitué du condensateur de retard et du dispositif de déclenchement, - le circuit RC formé de l'élément amortisseur et du condensateur de charge d'une part et le circuit RC formé de la résistance et du condensateur d'autre part sont dimensionnés de façon que les constantes de temps de ces deux circuits RC soient respectivement beaucoup plus faibles que la constante de temps du circuit RC formé de la résistance différentielle du circuit régu lateur et du condensateur a retard. Un exemple d'exécution de l'invention est représenté par le dessin et expliqué en détail dans ce qui suit. La figure représente un schéma d'un circuit à retard pour disjoncteur de protection contre les courants de fuite. La description du schéma est faite de la façon la plus appropriée à partir du mode d'action du circuit : la tension se- condaire, fonction du courant de fuite, qui apparatt au bobinage secondaire 1 du transformateur totaliseur d'intensité et qui est donc très différenciée, arrive, par l'intermédialre d'un élément amortisseur 2, à un circuit redresseur 3 composé d'une ou de plu- sieurs diodes. En liaison avec la résistance interne du transformateur, la caractéristique des diodes du circuit redresseur et un condensateur de charge 4, l'élément amortisseur 2 a déjà comme conséquence une certaine stabilisation de la tension redressée ondulee qui apparatt au condensateur de charge 4.De plus, elle protège les diodes d'une charge importante dans le cas d'intensités de fuites très élevées et donc dans le cas d'une tension secondaire élevée du transformateur totaliseur d'intensité. Au condensateur de charge 4 est relié un dispositif comprenant une diode Zner 5 avec un transistor 6 qui, par suite de la stabilisation de la tension base-émetteur du transistor, assure une intensité à peu prés constante à travers le circuit émetteur collecteur du transistor 6. Par l'intermedlaire de ce circuit on charge donc un condensateur à retard 7.L'intensité constante dans le condensateur à retard provoque une charge de ce condensateur constante dans le temps, ce qui fait que la charge se fait, jusqu'a une valeur définie de la tension de charge, indépendamment de la valeur dans le temps de la tension secondaire du transformateur totaii- sear d'intensité. La tension de charge du cOndensateur à retard commande un dispositif de déclenchement 8 d'une serrure à contact 13 qui répond pour la valeur definle mentionne de la tension de charge et ouvre par l'intermédiaire de la serrure à contact, les contacts de commutation. Une résistance9 sert à alimenter la base et la diode Zener 5. Ceci produit, de façon connue, la tension constante Zener. Un condensateur 10 lisse cette tension de sorte qutil ne se produit pas d'accroissement indésirable de l'ondula tion dans le transistor 6. Une résistance Il du circuit émetteur du transistor 6 agit comme résistance de travail réglable en serie avec le condensateur à retard 7. Sur cette résistance s'établit, lors du processus de charge, une différence de potentiel définie, que se compare à la tension Zener de la base et maintient donc obllgatolrement la constance de l'intensité. Par la possibilité de réglage de cette résistance, on peut compenser les alimenta- tions individuelles de transistor et de diode Zener et régler le facteur de stabilisation. Une résistance 12 limite l'intensité té de base à une valeur autorisée pour le transistor. R E V E N D I C A T IONS 10) Disjoncteár de protection contre les courants de fuite, avec un transformateur totalisateur d'intensité, un verrou et un dispositif de déclenchement, disjoncteur caractérisé en ce que le bobinage secondaire (1) du transformateur totalisateur d'intensité est relié à un circuit redresseur (2), un condensateur de charge (4) étant couplé en parallèle au circuit redresseur, tandis qu'à ce condensateur de charge est relié un circuit régu- lateur a' intensité constante (5, 6. 9. 10 II, 12) qui comporte un condensateur a retard (7) en parallèle sur lequel est monté le circuit de déclenchement (8) relié à la serrure à contact (13). 20) Disjoncteur de protection contre les courants de fuite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit redresseur (3) se compose d'un redresseur a' pont dont les bornes coté courant alternatif sont reliées aux bornes du bobinage secondaire (1) du transformateur totalisateur d'intensité et dont les bornes côté courant redressé sont reliées au condensateur de charge (4). 30) Disjoncteur de protection contre les courants de fuite selon L'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'entre une borne du bobinage secondaire (1) du transformateur totalisateur d'intensité et une borne côté courant alternatif du circuit redresseur (3) s'insère un élément amortisseur (2). 40) Disjoncteur de protection contre les courants de fuite selon la revendication lr caractérisé en ce que le circuit régulateur à intensité constante (5, 6, 9, 10, Il, 12) se compose d'un transistor (6) dont la base est reliée par l'intermédiaire d'une résistance (12) au point milieu d'un circuit de série comprenant une résistance (9) et un condensateur (10) et dont l'émetteur est relié, par l'intermédiaire d'une résistance réglable (Il) à l'extrémité libre du condensateur (lo) en parallèle sur lequel est branchée une diode Zener (5), le collecteur du transistor (6) étant relié à l'extrémité libre du montage en parallèle constitué du condensateur de retard (7) et du dispositif de déclenchement (8). 50) Disjoncteur de protection contre les courants de fuite, selon l'une quelconque des revendications 1 è 4r caractérisé en ce que le circuit RC formé de l'élément amor tisseur (2) et du condensateur de charge (4i d'une part et ie circuit RC formé de la résistance (9) et du condensateur (10) d'autre part sont dimensionnés de façon que les constantes de temps de ces deux circuits RC soient respectivement beaucoup plus faibles que la constante de temps du circuit RC formé de la résistance différentielle du circuit régulateur et du condensateur à retard (7).