Brevet FR2448154A1 — publié le 19800829

La présente invention concerne un dispositif de comptage d'énergie de depassement, elle concerne plus particulièrement un dispositif additionnel, adaptable a un compteur d'énergie électrique consommée par une installation électrique domestique du type basse tension. D'une manière générale, les sociétés de distribution de l'énergie électrique procèdent une facturation de l'énergie électrique consommée par les installations électriques domestiques du type basse tension, faisant apparaître deux éléments de facturation distincts. Un premier élément de facturation tient compte de l'énergie noraaleirentconsommée par l'installation, sur la base d'un prix unitaire. Ce prix unitaire peut lui-même être variable selon que la consommation s'est produite a certaines heures de la journée, si le consommateur souhaite une tarification dite double tarif" (heures pleines ou heures creuses), ou encore une tarification dite "triple tarif" (heures pleines ou heures creuses ou heures de pointe) A cet effet, on a prévu des compteurs d'énergie électrique comportant un dispositif de mesure pour mesurer l'énergie consommée dans une installation, et susceptible d'être raccordé respectivement à la ligne électrique d'alimentation et à l'installation elle-même, au moyen de bornes principales.En outre, dans le cas d'une tarification double ou triple tarif, le compteur comporte plusieurs dispositifs totalisateurs distincts, ces dispositifs totalisateurs étant susceptibles d'être raccordés à un dispositif extérieur dthorloge ou de relais de télécommande, au moyen de bornes secondaires, pour totaliser sélectivement sur l'un ou l'autre dispositif totalisateur la valeur de la mesure réalisée par le dispositif de mesure, en fonction des indications fournies par lthorloge ou le relais de télécommande. Un deuxième élément de facturation, ne dépendant pas de la quantité d'énergie consommée, tient coopte d'une puissance maximale délivrée à l'installation, cette puissance maximale étant définie par le consommateur selon ses besoins moyens. De plus, ce deuxième élé- ment de facturation peut également tenir compte du type de tarification (simple, double ou triple). Ce deuxième élément de facturation nécessite de prévoir divers dispositifs propres à limiter le niveau de puissance délivré à la valeur souscrite par les consommateurs. Ile plus souvent, on utilise à cet effet un dispositif disjoncteur qui réalise la coupure de l'alimentation électrique, lorsqu'un certain seuil d'intensité de courent est atteint. Un tel disjoncteur assure alors simultanément la protection du réseau de distribution, la protection des personnes, et réalise un appareil de tarification. Néanmoins, l'application d'un dispositif disjoncteur aux divers usages précités, entre de nombreux inconvénients. En particulier, la coupure arbitraire du courant pour des raisons de tarification, c'est-à-dire sans raison technique majeure, peut présenter des dangers pour les utilisateurs de l'installation ainsi mise hors circuit. En outre, la recherche d'une précision accrue dans le réglage du seuil de déclenchement du disjoncteur a conduit à limiter le pouvoir de coupure de ce type de dispositif, pour obtenir une tarification plus précise. Enfin, pour les sociétés de distribution, il est évident que la coupure d'une installation au moment où elle appelle justement un surplus d'énergie, n'est pas une opération intéressante sur le plan commercial. .C'est pourquoi, on a envisagé de réaliser des dispositifs de comptage de 1 'énergie de dépassement, ou compteurs à dépasse ment, permettant de totaliser sur un compteur particulier l'énergie consommée par une installation électrique, lorsque la puissance consommée a franchi un seuil déterminé. les compteurs à dépassement actuels sont des dispositifs mécaniques différentiels pré- vus pour prendre en compte la différence de la vitesse de rotation du dispositif de comptage d'énergie, et celle d'un moteur dont la vitesse de rotation réglable est déterminée en fonction du seuil de puissance, au-delà duquel l'énergie doit être comptée. Les dispositifs précités, indépendants des compteurs d'énergie usuels, nécessitent la mise en oeuvre d'un dispositif de mesure de l'énergie, d'un dispositif totalisateur et de pièces mécaniques de haute précision, et leur coût de fabrication est donc important. En outre, leur précision est limitée, autour du seuil de déclenchement, du fait de l'utilisation d'un dispositif à roue libre ou à cliquet, nour éviter le retour du dispositif totalisateur lorsque la puissance consommée est inférieure au seuil de déclenchement. C'est pourquoi, un objet de la présente invention est de réaliser un dispositif additionnel de comptage d'énergie de dépassement adaptable aisément à un compteur d'énergie électrique classi que. Un autre objet de la présente invention, est de réalise ser un dispositif additionnel, utilisant le dispositif de mesure, ainsi qu'un dispositif totalisateur réservé à cet effet, ces deux éléments étant déjà compris dans un compteur d'énergie classique. Un autre objet encore de la présente invention est de prévoir un dispositif additionnel de comptage d'énergie de dépassement, comportant un boîtier favorisant son adaptation à une installation existante. Ces objets, et d'autres encore qui apparaltront à la lecture de la description suivante, sont réalisés selon la présente invention en prévoyant un dispositif additionnel de comptage d'entre gie de dépassement adaptable à un compteur d'énergie électrique consommée par une installation électrique domestique du type basse tension, ce compteur comportant - un dispositif de mesure pour mesurer I1 énergie consommée dans l'installation, et susceptible d'être raccordé respectivement à la ligne électrique d'alimentation et à l'installation au moyen de bornes principales ;; - au moins deux dispositifs totalisateurs susceptibles d'être raccordés au moyen de bornes secondaires à un dispositif extérieur de commande, pour totaliser sélectivement sur l'un ou l'autre des dispositif totalisateurs l'énergie mesurée par le dispositif de mesure du compteur, caractérisé en ce qu'il comprend - une série de bornes principales et secondaires similaires à celles du compteur et raccordées électriquement à une série de fiches d'adaptation disposéessur le boîtier du dispositif additionnel de manière à pouvoir coopérer respectivement avec les bornes primaires et secondaires correspondantes du compteur ; - des moyens pour détecter l'intensité du courant consommé dans l'installation ; et - des moyens pour mettre en marche l'un des dispositifs totalisateur du compteur, réservé à cet usage, lorsque cette intensité est supérieure à un seuil d'enclenchement prédéterminé et réglable, et pour l'arrêter lorsqu'elle est inférieure à un seuil de déclenchement prédéterminé réglable. On notera que le dispositif de la présente invention permet d'affecter la mesure d'énergie réalisée par le dispositif de mesure du compteur à un dispositif totalisateur réservé à cet usage, lorsque l'intensité consommée par l'installation électrique en cause dépasse une valeur déterminée. Et c'est pourquoi, dans le cas d'une installation relevant d'une facturation du type simple tarif, respectivement double tarif, il conviendra d'utiliser un compteur du type double tarif, respectivement triple tarif.Par ailleurs, le déclenchement du totalisateur de dépassement réservé étant déterminé par un seuil d'intensité, et non de puissance réellement consommée par l'installation, on comprendra que le dispositif de la présente invention pourra néanmoins être utilisé en liaison avec des installations domestiques du type basse tension, pour lesquelles le facteur de puissance est très voisin de l'unité. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins cijoints dans lesquels La figure 1 est un schéma simplifié d'un mode de réalisation du dispositif de la présente invention,adapté à un compteur du type double tarif -; La figure 2 est un schéma simplifié du dispositif de la figure 1, adapté à un compteur du type triple tarif La figure 3 est une représentation en perspective du boîtier du dispositif des figures 1 t 2 La figure 4 est une représentation schématique du dispositif de la figure 3, en vue de côté, adapté à un compteur d'énergie électrique, le tableau de montage étant représenté en coupe La figure 5 est une représentation en perspective du dispositif de la figure 3, vu de face La figure 6 est une représentation en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif de la présente invention ; et La figure 7 est une représentation schématique du dispositif de la figure 6, en vue de côté, adapté à un compteur d'énergie électrique, le tableau de montage de ce dernier étant représenté en coupe. La figure 1 est un schéma simplifié d'un mode de réalisation du dispositif de la présente invention, généralement ré férencé 1, adapté à un compteur du type double tarif, généralement référencé 2, c'est-à-dire muni de deux dispositifs totalisateurs 3 et 4. Comme on le verra, l'adaptation du dispositif joint compteur double tarif 2 permet d'effectuer un comptage d'énergie de dépassement consommé dans une installation électrique domestique du type basse tension, relevant d'une facturation du type simple tarif. Le compteur 2 comporte en outre un dispositif de mesure,généralement référencé 5,pour mesurer l'énergie consommée dans l'installation, et susceptible d'être raccordé respectivement à la ligne électrique d'alimentation de l'installation, et à l'installation elle-même au moyen des bornes principales 6 à 9. Un dispositif elec- tromagnétique 10 estsusceptible d'être raccordé, au moyen des bornes secondaires 11 et 13sa un dispositif extérieur de commande, pour totaliser sélectivement sur l'un ou l'autre dispositif totalisateur 3 ou 4, l'énergie mesurée par le dispositif de mesure 5. On notera que la borne secondaire 12 n'est pas utilisée dans le cas d'un compteur électrique du type double tarif. Le dispositif de la présente invention comporte une série de bornes principales 16 à 19, et secondaires 21 à 23,similai- res à celles du compteur, et référencées 6 à 9, respectivement 11 à 13. Les bornes principales et secondaires du dispositif additionnel 1 sont raccordées électriquement à une série de fiches d'adaptation non représentées, disposes sur le boîtier du dispositif de manière à pouvoir coopérer respectivement avec les bornes primaires et se con- daires correspondantes du compteur. Le dispositif additionnel 1 comporte en outre des moyens pour détecter l'intensité du courant consommé dans l'installation. Dans le schéma de la figure 1, ces moyens sont constitués par un transformateur d'intensité 25 placé dans la branche 26 réalisant le raccordement électrique de la borne principale 16 du dispositif 1 à la fiche correspondante, coopérant avec la borne principale 6 du compteur 2. Bien entendu, ce transformateur d'intensité, dont le circuit secondaire peut être divisé au moyen de prises, de façon à régler le seuil de déclenchement du dispositif de comptage de l'énergie de dépassement, peut également être remplacé par un shunt placé dans la même branche 26 et muni de prises calibrées.Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la détection de l'intensité consommée dans l'installation électrique pourrait également être réaliséepar un dispositif de détection de la chute de tension apparaissant dans le circuit d'intensité 27 du compteur 2, ou entre la branche 26 et la branche 28 réalisant le raccordement électrique entre les bornes principales 19 du dispositif additionnel 1 et 9 du compteur 2. Les sorties a et ss du secondaire du transformateur d'intensité 25 sont-raccordées aux entrées a' et ss' d'un dispositif 29 prévu pour mettre en marche le dispositif totalisateur 3 du compteur 2, réservé à cet usage, lorsque l'intensité dans la branche 26 dépasse un seuil d'enclenchement prédéterminé, et pour l'arrêter lorsqu'elle redevient inférieure à un seuil de déclenchement prédéterminé. De préférence, le dispositif 29 est constitué d'un relais électronique, actionnant un interrupteur 30, qui permet la mise sous tension du dispositif électromagnétique 10, lorsque le relais 29 est à l'état enclenché, la borne secondaire 23 étant raccordée à la borne principale 18, tandis que l'interrupteur 30 réalise, à l'état enclenché, le raccordement électrique de la borne secondaire 22 et de la borne principale 19.On notera qu'un pont électrique 31, ex térieur au dispositif 1 permet le raccordement électrique des entrées secondaires 21 et 22. A l'état déclenché du relais 29, l'interrupteur 30 peut réaliser la mise sous tension d'une borne secondaire supplémentaire 32, aux bornes de dépassement, susceptible de commander un dispositif extérieur de délestage de l'installation électrique, à l'enclenchement du relais 29. De meme, on comprendra aisément que l'interrupteur 30 peut, à l'état enclenché du relais 29, commander un compteur horaire, inclus dans le dispositif 1, pour mesurer le temps de dépassement. La compréhension du fonctionnement du dispositif de la figure 1 est aisée. I1 suffit de brancher la ligne d'alimentation de l'installation aux bornes principales 16 et 17 du dispositif 1, et de brancher l'installation elle-même à ses bornes 18 et 19. Lorsque l'intensité traversant le circuit d'intensité 27 du dispositif de mesure 5 du compteur 2 dépasse une valeur prédflterminée, détectée par le transformateur d'intensité 25, celui-ci,sui alimente le relais électronique 29, réalise, par l'intermédiaire de l'interrupteur 30, la mise sous tension du dispositif électromagnétique 10, et donc la mise en marche du dispositif totalisateur 3, réservé à la mesure de l'énergie de dépassement.Lorsque l'intensité détectée par le transformateur 25 devient inférieure à un seuil de déclenchement, le dispositif totalisateur 3 s'arrête, et le comptage de l'énergie consommée dans l'installation ne se fait plus que sur le dispositif totalisateur 4. De préférence, on veillera à régler le seuil d'enclenchement du relais 29 à la valeur I fois 1,1, et en seuil de déclenchement à I, I étant la valeur de l'intensiténominale de l'installation, au-delà de laquelle on prévoit de compter l'énergie de dépassement. En outre, on prévoit d'imposer un intervalle de temps minimal de 10 secondes entre un enclenchement déterminé du relais électronique 29 et le déclenchement consécutif , pour éviter toute instabilité mécanique au voisinage du seuil de declenchem.ent. On a- représenté dans la figure 2 un schéma simplifié du dispositif de la présente invention, adapté à un compteur d'énergie du type triple tarif, pour le comptage de l'énergie de dépassement, dans une installation relevant d'une tarification du type double tarif. Les éléments identiques à ceux de la figure 1 ont été désignés par les mêmes références numériques. On notera que le compteur, généralement référencé 42, comporte un dispositif totalisateur additionnel 45, commandé par un dispositif électromagnétique 47, raccordé en permanence à la borne secondaire 23, et à la borne principale 18 du dispositif 1, et dont le raccordement électrique à la borne principale 19 est réalisé par une horloge ou un relais de télécommande 46, branché entre la borne secondaire 32 et la borne secondaire 21. Le dispositif i et le compteur 42 de la figure 2 sont raccordés à l'installation électrique et à sa ligne d'alimentation de la manière décrite en liaison avec la figure 1, et leur fonctionnement est analogue.Le dispositif totalisateur 45, et le dispositif de commande 46, permettent de totaliser l'énergie consommée par l'installation électrique, dans les intervalles de temps déterminés par l'enclenchement du dispositif de commande 46, c'est-à-dire par exemple, aux heures creuses. Le totalisateur 3, comme précédemment, est réservé à l'enregistrement de l'énergie de dépassement consommée dans l'installation électrique, tandis que le totaliseur 4 permet la comptabilisation de l'énergie consommée pendant les heures pleines. Dans la figure 3,on a représenté, en perspective le boîtier 60 du dispositif 1 des figures 1 ou 2, vu de l'arrière, muni des fiches d'adaptation 61, respectivement 62, susceptibles de collaborer avec les bornes principales, respectivement secondaires, du compteur 2 ou 42. De préférence, les fiches d'adaptation sont placées spatialement de manière à pouvoir s'engager directement dans les bornes correspondantes du compteur, et montees flottantes sur le boîtier 60 ,pour absorber d'éventuels décalaqes latéraux et angulaires. Le couvercle 63 du boîtier 60, représenté en trait pointillé, permet, par une protection 64 recouvrant les fiches d'adaptation 61, 62 de protéger simultanément le boîtier 60. La figure 5 représente le boîtier de la figure 3, en perspective et en vue de face - Le boîtier 60, sensiblement parallelepipédique, présente sur une face 66 adjacente à la face 65 portant les fiches d'adaptation, des bornes principales 16 à 19 pour le raccordement du dispositif additionnel à la ligne électrique alimentant l'installation électrique d'une part et M la station électrique elle-même d'autre part, et des bornes secondaires 21 à 23 pour commander -les différents dispositifs totalisateurs du compteur. En outre, une borne secondaire 32 est prévue pour commander un éventuel circuit extérieur de délestage de l'installation.En outre, le couvercle 63,représenté en trait pointillé, comporte des fenêtres 70, découpées dans le couvercle ou réalisées en un matériau transparent, au travers desquelles apparaissent le réglage de l'intensité nominale ou la valeur à laquelle on prévoit de compter l'énergie de dépassement, ainsi que l'indication d'un compteur horaire éventuellement associé au dispositif. Comme on le voit mieux dans la figure 4, représentant le boîtier 60 des figures 3 et 5 en vue de côté, ainsi que le compteur 2, la disposition des fiches d'adaptation et des bornes du boîtier 60, sur les faces adjacentes 65 et 66, permet une adaptation facile du boîtier 60 entre les bornes i2 du compteur 2, et le passage de sortie 73 des chables du tableau de montage 74, représenté en colonel ledit passage étant perpendiculaire au slan des bornes 72. De plus, la fasce -67 opposée à la face 65 permet un accès aisé aux vis de serrage des bornes du boîtier 60. Enfin, on a recrésenté,dans la figure 6, le boîtier 60 d'un mode de réalisation particulier du dispositif selon la présente invention, dans lequel les moyens pour détecter l'intensité du courant consommé dans l'installation électrique sont constitués par un dispositif détectant la chute de tension apparaissant dans le circuit de mesure d'intensité du oenpteur.Cette variante permet de supprimer la nécessité d'une branche 26 réalisant le raccordement électrique de deux bornes principales correspondantes 16 et 6 du dispositif additionnel et du compteur, représenter dans la figure 1, dans lequel est mesurée l'intensité.Ainsi, les bornes principales et secondaires du dispositif'sont confondues avec les fiches d'adaptation,et srlt cousti- tuées de préférence par des touches à ressort à contact en argent 81. Le schéma de la figure 1 ou de la figure 2 montre alors que le contact correspondant à la borne 17 peut être supprimé. Dans ce cas, le boîtier 80 peut être aisément monté sur le réceptacle 72 des bornes du compteur 2, comme représenté dans la figure 7, analogue à la figure 4,- sans aucune modification du branchement des fils conducteurs 82 traversant le tableau de montage 74, représenté en coupe. Un couvercle de protection 83 peut être prévu pour protéger l'ensemble. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, on notera que l'application du dispositif de la présente invention a un compteur d'énergie électrique triphasée peut être aisément réaliséeen prévoyant de détecter l'intensité absorbée dans l'installation électrique, non pas sur une phase comme indiqué ci-dessus, mais en détectant l'intensité absorbée dans les trois phases, et en effectuant la totalisation électro nique au moyen du relais 29. De même, les touches à ressort 81 peuvent être réalisées dans tout alliage approprié pour assurer un bon contact par pression. REVENDICATIONS 1 - Dispositif additionnel de comptage d'énergie de dépassement, adaptable à un compteur d'énergie électrique consommée par une installation électrique domestique du type basse tension, ce compteur comportant - un dispositif de mesure pour mesurer l'énergie consommée dans l'installation, et susceptible d'être raccordé respectivement à la ligne électrique d'alimentation et à l'installation au moyen de bornes principales - au moins deux di,sncrsitifs totalisateurs susceptibles d'être raccordés au moyen de bornes secondaires à un dispositif extérieur de commande, pour totaliser sélectivement sur l'un ou l'autre dispositif totalisateur l'énergie mesurée par le dispositif de mesure caractérisé en ce qu'il comprend - une série de bornes principales et secondaires similaires à celles du compteur et raccordées électriquement à une série de fiches d'adaptation disposées sur le boîtier du dispositif additionnel, de manière à pouvoir coopérer respectivement avec les bornes primaires et secondaires correspondantes du compteur - des moyens pour détecter l'intensité du courant absorbé dans l'installation ; et - des moyens pour mettre en marche l'un des dispositifs totalisateurs du compteur, réservé à cet usage, lorsque cette intensité est supérieure à un seuil d'enclenchement prédéterminé réglable, et pour l'arrêter lorsqu'elle est inférieure à un seuil de déclenchement prédéterminé réglable. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est inclus dans un boîtier sensiblement parallélétinédi- que, les bornes principales et secondaires, et les fiches d'adaptation étant montées respectivement sur deux faces adjacentes. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les fiches d'adaptation sont montées flottantes sur le boîtier du dispositif. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bornes principales et secondaires, d'une part, et les fiches d'adaptation,d'autre part, sont confondues, et sont constituées de touches à ressort à contact, les moyens pour détecter l'intensité du courant absorbé dans l'installation étant constitués par un dispositif de détection de la chute de tension apparaissant dans le circuit de mesure d'intensité du compteur. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens pour détecter l'intensité du courant absorbé dans l'installation sont constitués par un transformateur d'intensité ou un dispositif de shunt placé dans l'une des branches réalisant le raccordement électrique d'une borne principale du dispositif additionnel à la fiche d'adaptation correspondante, et alimentant les moyens de mise en marche et d'arrêt du dispositif totalisateur réservé. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens pour détecter l'intensité du courant absorbé dans l'installation sont constitués par un dispositif de détection de la chute de tension apparaissant dans le circuit de mesure d'intensité du compteur, et alimentant les moyens de mise en marche et d'arrêt du dispositif totalisateur réservé. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour commander la mise en marche et l'arrêt du dispositif totalisateur réservé sont constitués par un relais électronique réalisant la mise sous tension du circuit de commande du dispositif totalisateur lorsqu'il se trouve à l'état enclenché, et sa coupure lorsqu'il se trouve à l'état déclenché. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une borne de dépassement mise sous tension lorsque le relais se trouve à l'état déclenché. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un compteur horaire mis en marche lorsque le relais est à l'étant enclenché, et arrêté dans-le cas inverse. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le seuil d'enclenchement est égal à I fois 1,1 et le seuil de déclenchement est égal à I, I étant la valeur de l'intensitenominale de l'installation, au-delà de laquelle on prévoit de compter l'énergie de dépassement. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 10, caractérisé en ce qu'un intervalle de temps minimal de 10 secondes est prévu entre une mise en marche déterminée du disposi tif totalisateur et son arrêt suivant. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un couvercle susceptible d'être monté sur le boltier du dispositif et protégeant simultanément le dispositif additionnel et les bornes du compteur, ce couvercle comportant en outre au moins une fenêtre au travers de laquelle apparait le réglage de la valeur de l'intensité nominale au-delà de laquelle on prévoit de compter l'énergie de dépassement, ainsi que l'indication d'un compteur horaire éventuellement associé au dispositif.