Brevet FR2463531A1 — publié le 19810220

La présente invention a pour objet une installation génératrice de courant de secours avec accumulateurs rechargés en permanence à partir du réseau alternatif par l'intermédiaire d'un chargeur approprié, ce dernier renfermant un dispositif qui, lors d'une coupure du réseau, branche la batterie sur les appareils d'utilisation. Des installations de ce genre s'utilisent dans diverses applications. Elles sont imposées dans un certain nombre d'entreprises afin qu'en cas de défaillance du réseau l'on dispose d'un éclairage de secours, par exemple pour alimenter des panneaux lumineux indicateurs d'une sortie d'urgence. Elles sont couramment employées pour les ordinateurs, les liaisons téléphoniques, les systèmes d'alarme et analogies. Dans toutes ces installations l'on utilise des batteries d'accumulateurs chargées en permanence à partir du réseau par l'intermédiaire d'un chargeur approprié. Toutefois de telles batteries n'ont qu'une durée de vie utile limitée et il faut vérifier de temps à autre leur état de fonctionnement et de charge. De plus il faut également s'assurer qu'elles se chargent correctement à partir du réseau et que le chargeur luimême ne comporte pas de défaut. Comme ces générateurs de courant de secours connus doivent être reliés au réseau par des câbles montés à demeure, il n'en est que plus nécessaire de vérifier le fonctionnement et la charge des accumulateurs. Pour réaliser pareille opération il faut d'abord isoler les circuits à courant alternatif, par exemple en enlevant les fusibles correspondants, de manière à interrompre l'arrivée de la tension du réseau. Le chargeur renferme un commutateur qui, lorsque cette tension disparait, branche les appareils d'utilisation sur les accumulateurs pour réaliser l'alimentation de secours.Ce n'est qu"à ce moment - c'est-à-dire après coupure du réseau - qu'on peut se baser sur la mesure de la tension fournie à ces appareils ou de tout autre paramètre approprié, en vue de décider si l'état de charge de la batterie est suffisant pour assurer la fourniture du courant de secours ou s'il existe un défaut soit dans cette batterie, soit dans le chargeur. Dans les entreprises les plus importantes il y a toujours plusieurs personnes pour s'occuper de la surveillance de telles installations génératrices de courant de secours étant donné que les branchements au réseau correspondants doivent être séparés et qu'il faut donc vérifier pour chacune d'elles l'état de fonctionnement et de charge des accumulateurs. La présente invention vise à permettre de réaliser une installation génératrice de courant de secours du genre précité de manière telle que la vérification de l'état de charge et de fonctionnement des accumulateurs puisse s'effectuer de façon rapide, avec un minimum de main d'oeuvre et de temps, sans qu'il y ait lieu à cet effet d'isoler l'installation du réseau par enlèvement des fusibles de celui-ci. A cet effet, conformément à l'invention, pour vérifier l'état de charge et de fonctionnement des accumulateurs on branche en parallèle sur les appareils d'utilisation (ampoules d'éclairage de secours) les bornes d'entrée d'un dispositif vérificateur de batterie qui compare la chute de tension aux bornes de ces appareils avec une tension de comparaison ou de référence dérivée du réseau alternatif, et l'on prévoit sur les bornes d'entrée du chargeur un commutateur qui relie le réseau soit à l'entrée à courant alternatif du chargeur, soit à celle du dispositif vérificateur précité. La caractéristique essentielle de la présente invention réside dans la vérification de l'état de fonctionnement et de charge des accumulateurs par l'intermédiaire d'un dispositif particulier. Celui-ci dérive du réseau alternatif une tension qui est comparée avec celle qui apparait aux bornes des appareils d'utilisation. La condition nécessaire à une telle comparaison est bien entendu que la liaison entre le réseau et l'entrée du chargeur soit interrompue. A cet effet l'on prévoit suivant l'invention soit un interrupteur du genre à bouton-poussoir ou équivalent qui - aussi longtemps qu'il est actionné - isole le réseau du chargeur et le relie au dispositif vérificateur de batterie afin que la comparaison requise entre les tensions intéressées puisse s'effectuer à l'intérieur de ce dernier.Dans une autre forme d'exécution cet interrupteur manuel est remplacé par un commutateur automatique commandé par un dispositif chronométrique. L'on obtient ainsi une installation génératrice de courant de secours qui se contrôle automatiquement d'elle-même, puisqu'à des intervalles de temps prévus à l'avance le commutateur, par exemple à actionnement électronique, est commandé de façon telle que le réseau soit isolé du chargeur et que simultanément sa tension soit appliquée au dispositif vérificateur. Dès que la tension aux bornes des appareils d'utilisation est inférieure à une valeur de référence déterminée, fixée à l'avance, une alarme se déclenche automatiquement dans le vérificateur. Cette alarme peut être optique et/ou acoustique. On peut utiliser à cet effet tous les dispositifs connus, tels par exemple que les voyants, les vibreurs, les sirènes ou encore les feux clignotants. Une disposition très simple pour adapter le dispositif vérificateur de batterie aux diverses installations génératrices de courant de secours consiste à monter de façon interchangeable sur la platine dé celui-ci, la résistance qui permet d'obtenir la tension de comparaison désirée. On peut ainsi à l'aide d'une simple poignée agencer le dispositif vérificateur pour correspondre à des batteries de 6 ou 12 volts, ou plus généralement de tension quelconque. L'invention prévoit encore d'utiliser pour la charge des accumulapeurs non seulement la tension du réseau à courant alternatif, mais également celle de cellules photo-électriquessolaires agissant soit seules, c'est-à-dire indépendamment du réseau, soit en liaison avec celui-ci. Il est particulièrement avantageux que ces cellules puissent assurer à elles seules l'alimentation du dispositif vérificateur et Qu'ainsi la tension de comparaison puisse apparaître indépendamment du réseau.On peut de cette manière se borner à couper pendant un court instant les circuits à courant alternatif correspondant à celui-ci pour interrompre le courant de charge de l'installation considérée, le dispositif vérificateur dérivant alors son alimentation en courant des cellules solaires, ce qui permet de se dispenser de l'interrupteur ou commutateur autrement nécessaire à l'entrée du chargeur. On dispose de plusieurs solutions pour associer le dispositif vérificateur à l'installation génératrice de courant de secours. Il est tout d'abord possible de l'incorporer à l'intérieur de l'enveloppe ou caisson de celle-ci, les voyants indicateurs de l'état de fonctionnement et de charge des accumulateurs étant alors fixés sur la paroi avant de ce caisson. Dans une autre forme d'exécution il est au contraire prévu de monter ce dispositif avec le commutateur dans un boîtier secondaire. Cette réalisation se présente surtout quand le dispositif en question doit être adapté à des installations de secours déja existantes. Dans le cas d'industries comportant un risque d'explosion (par exemple les indutries chimiques) le commutateur prévu à l'entrée à courant alternatif est constitué par un dispositif électronique ou bien par un appareil commutateur mécanique spécialement établi pour ne comporter aucun danger à cet égard. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est suceptible de procurer Fig. 1 est un schéma par rectangles ou blocs d'une installation génératrice de courant de secours comportant application de l'invention. Fig. 2 représente une autre forme d'exécution à auto-surveillance fonctionnant par voie électronique. Le premier exemple de réalisation suivant fig. 1 comprend un chargeur 1 dont les bornes d'alimentation sont reliées au réseau alternatif 20. A l'intérieur du chargeur 1 il est prévu un interrupteur 6 à commande électronique ou électromécanique qui, sur le schéma représenté, peut être actionné dans le sens de la flèche double. Lorsque le réseau 20 est relié à l'entrée du chargeur, l'interrupteur précité est à la position ouverte. Dès que la tension du réseau tombe, cet interrupteur est fermé électroniquement ou électromécaniquement et la batterie d'accumulateurs 2 reliée aux bornes de sortie du chargeur est branchée par le conducteur 5 à l'appareil utilisateur d'énergie électrique de secours qui, dans le cas représenté, est constitué par une ampoule d'éclairage 4. Aussi longtemps que le réseau est sous tension, l'interrupteur 6 est ouvert et la batterie 2 est chargée par l'intermédiaire de liaisons non détaillées. Conformément à l'invention le chargeur 1 est associé à un dispositif vérificateur ou contrôleur 7. L'entrée d'alimentation en courant alternatif de celui-ci est reliée au réseau 20 par l'intermédiaire des bornes 15 et 16. La liaison entre la borne 16 et l'un des pâles du réseau est directe, tandis que sur le conducteur qui va de la borne 15 à l'autre pêle est interposé le contact 8a d'un interrupteur 8. A l'état normal, c'est-à-dire en service, cet interrupteur 8 est à la position représentée, savoir que le chargeur 1 reçoit la tension du réseau 20 par l'intermédiaire du second contact 8b dudit interrupteur.S'il y a lieu de vérifier l'état de charge ou de fonctionnement de la batterie 2, l'on actionne l'interrupteur 8 précité - celui-ci étant établi à bouton-pousssoir à cet effet - et le second pôle du réseau 20 est relié au dispositif 7 par le contact 8a et la borne 15. Du fait de cette liaison au réseau le-dispositif 7 engendre une tension de comparaison continue. La tension en question résulte du passage du courant dans une résistance de référence, laquelle est interchangeable de manière que cette tension puisse être adaptée à celle de la batterie d'accumulateurs à vérifier. A cet effet la résistance en question est embrochée par fiches sur la platine du dispositif 7. Le dispositif vérificateur 7 comprend ce qu'on appelle un- discriminateur à fenêtre. Un tel discriminateur analyse une tension d'entrée variable en fonction de deux valeurs constantes qu'on peut choisir à volonté. C'est l'écart entre ces deux valeurs qu'on désigne du nom de fenêtre. Pour savoir le domaine dans lequel se situe la tension variable d'entrée, l'opérateur se base sur quatre sorties. Ces sorties ne peuvent prendre chacune que deux états, savoir un supérieur et un inférieur. Dans le cas représenté la tension d'entrée variable est amenée au dispositif 7 par les bornes 13 et 14. Elle correspond donc à la chute de tension dans l'ampoule d'éclairage de secours et elle est par conséquent proportionnelle à l'état de charge de la batterie 2. Par rapport à la fenêtre précitée, cette tension d'entrée peut se trouver dans trois domaines. En premier lieu, si elle se situe au-dessus de la fenêtre, le discriminateur agit sur un circuit de sortie auquel il est relié pour commander un voyant de signalisation vert 19. Si la tension d'entrée se trouve à l'intérieur de la fenêtre, c'est alors un voyant jaune 18 qui s'allume pour faire savoir que la charge de la batterie n'est pas satisfaisante. Enfin dans le cas où la tension d'entrée est inférieure à la fenêtre, le dispositif 7 allume le voyant rouge 17, lequel correspond à une alarme pour signaler que la batterie 2 doit être changée ou que le chargeur 1 est déficient. Grâce au fait que, conformément à l'invention, la résistance de référence de l'appareil 7 est montée par fiches, il est possible de modifier la fenêtre en fonction de la batterie à vérifier. Fig. 2 représente un appareil automatique à auto-surveillance. Dans cette figure les circuits et composants n'ont été représentés que par des rectangles. A l'entrée d'un interrupteur de cycle 12 est la encore branché le réseau à courant alternatif 20. Des redresseurs de type connu assurent la fourniture des tensions d'alimentation nécessaires aux circuits subséquents (circuits intégrés, par exemple). Cet interrupteur 12 remplace celui manuel 8 de fig. 1 et il est commandé automatiquement par un circuit chronométrique. Le réglage dans le temps de cette commande peut être choisi à volonté. On peut par exemple fixer un cycle d'une, deux, trois semaines ou davantage. Une fois qu'un tel cycle est écoulé, un contact se ferme par voie électronique ou magnétique dans l'interrupteur 12, de façon que le circuit 11 qui se trouve en aval reçoit une impulsion. Ce circuit 11 est essentiellement établi comme le dispositif vérificateur 7 décrit en référence à fig. 1.Lors de la réception de l'impulsion, la chute de tension apparaissant aux bornes de l'ampoule d'éclairage de secours est vérifiée ou contrôlée par l'intermédiaire des bornes 13 et 14 de sorte qu'un signal correspondant apparaît sur la sortie 21 du circuit lorsque la chute de tension précitée se trouve inférieure à la tension de comparaison prédéterminée et qu'on se trouve donc en présence d'une batterie défectueuse ou d'un chargeur hors d'état de service. En pareil cas la sortie 21 commande un thyrisor 10, lequel actionne à son tour un circuit de retenue 9 qui alimente le voyant 17 ou autre dispositif d'alarme. Le circuit électronique suivant fig. 2 se caractérisé ainsi par le fait qu'il est à auto-surveillance, puisque la batterie se trouve vérifiée régulièrement aux intervalles de temps prévus.En cas de défaillance de la batterie ou du chargeur, le circuit 9 est maintenu en action par le thyristor 10 aussi longtemps que le défaut n'a pas été éliminé. Le point important est que grâce aux circuits de, fig. 1 et 2, on vérifie la tension aux bornes d'un appareil utilisateur de courant de secours, dans le présent cas de l'ampoule 4. Si l'appareil d'utilisation devenait lui-même défectueux, la tension à ses bornes se modifierait pour déclencher également l'alarme. On vérifie donc de cette manière aussi bien l'appareil d'utilisation que la batterie d'accumulateurs 2. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Installation génératrice de courant de secours à accumulateurs chargés en permanence à partir du réseau par l'intermédiaire d'un chargeur de batterie approprié, celui-ci comprenant un dispositif qui, lors de la disparition de la tension du réseau, relie la batterie d'accumulateurs aux appareils d'utilisation, caractérisée en ce que pour vérifier l'état de charge et de fonctionnement des accumulateurs (2) on monte en parallèle sur les appareils d'utilisation (ampoule d'éclairage de secours 4) les bornes d'entrée (13, 14) d'un dispositif vérificateur de batterie (7), lequel compare la tension aux bornes de ces appareils avec une tension de comparaison dérivée du réseau (20), et en ce qu'aux bornes à courant alternatif (3) du chargeur (1) est disposé un commutateur (8) qui branche sélectivement la tension du réseau (20) soit sur l'entrée du chargeur (1), soit sur le dispositif vérificateur (7). 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le commutateur (8) est réalisé sous la forme d'un interrupteur manuel à bouton-poussoir qui ne relie le réseau (20) au dispositif vérificateur de batterie (7) que lorsqu'on exerce une poussée sur lui. 3. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le commutateur (8) est établi sous la forme d'un interrupteur de cycle commandé électroniquement et qui au bout d'un temps prédéterminé relie le réseau (20) au dispositif vérificateur de batterie (7). 4. Installation suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le dispositif vérificateur de batterie (7) comporte trois voyants (17 - 19) de couleurs différentes, lesquels sont commandés en fonction du résultat de la comparaison entre la tension aux bornes des appareils d'utilisation (4) et la tension de référence prévue à cet effet. 5. Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif vérificateur de batterie (7) comporte un voyant (17), lequel est commandé lorsque la tension aux bornes des appareils d'utilisation est inférieure à la tension de comparaison. 6. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif vérificateur de batterie (7) comprend des appareils d'alarme tels que des sirènes, des vibreurs, des feux clignotants, etc... 7. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la tension de comparaison est obtenue dans le dispositif vérificateur de batterie (7) par redressement de la tension du réseau et application de la tension redressée à une résistance de référence. 8. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la résistance de référence est prévue interchangeable et est disposée de façon embrochable par fiches sur la platine du dispositif vérificateur de batterie (7). 9. Installation suivant la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que les accumulateurs (2) peuvent être chargés non seulement par le chargeur de batterie (1), mais aussi par des cellules photo-électriques solaires et en ce que l'alimentation du dispositif vérificateur (7) peut être assurée par celles-ci. 10. installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le dispositif vérificateur de batterie (7) et le commutateur (8) sont disposés à l'intérieur d'un boîtier secondaire. 11. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le dispositif vérificateur de batterie (7) et le commutateur (8) sont incorposés à l'intérieur du caisson ou enveloppe qui renferme l'installation génératrice ellemême. 12. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le commutateur (8) est fermé de façon étanche pour éliminer le risque d'explosion.