Brevet FR2477794A1 — publié le 19810911

La présente invention concerne les engins mobiles générateurs d'énergie électrique mettant en oeuvre des équipements ou des outils élec -triques utilisés pour effectuer divers travaux. Sur les engins à moteur thermique tels que les tracteurs, les engins de travaux publics, etc.., le moteur à combustion interne est généralement utilisé à la fois pour la traction de l'engin et pour actionner des équipements ou des outils. Les solutions les-plus utilisées actuellement pour mettre en oeuvre ces équipements ou ces outils sont principalement t - ne prise de force mécanique qui permet l'entraînement direct, par l'intermédiaire d'un arbre à cardans, d'équipements, notamment à usage agricole, fixés provisoirement à l'arrière, pu parfois à l'a vant, de l'engin. - une installation hydraulique, composée essentiellement d1une pompe, entraînée mécaniquement par le moteur thermique, de distributeurs, d'crganes récepteurs tels que moteurs hydrauliques ou vérins, des tuyauteries souples d'alimentation et de retour et des organes de sécurité hydraulique. Certains petits équipements électriques amovibles peuvent être gêné- ralement mis en oeuvre à bord ou à l'extérieur d'un engin à moteur thermique,en alimentant ceux-ci par un cordon souple ráccordé directement à Is batterie de bord ou à d'autres endroits tels que l'allume cigares par exemple ( rasoir électrique, cafetières, baladeuses, etc...). Il s'agit généralement d'équipements de faible puissance qui ont été conçus pour fonctionner à partir d'un courant électrique continu de 6* I2 ou 24 volts. Certains engins spéciaux tels que les camions frigorifiques, sont équipés d'un alternateur entraîné par le moteur thermique ou d'un convertisseur qui ali?nente le moteur du compresseur de l'unité fri- gorifique, qui fait partie intégrante de l'installation de conserva- tion. Au cours de ces dernières années, sont apparus -des alternateurs amovibles fournissant du courrant électrique de type industriel de forte puissance, qui s'adaptent généralement sur l'attelage trois points des tracteurs agricoles, et qui sont entrai- nés par la prise de force du moteur par l'intermédiaire d'un multiplicateur et d'un arbre à cardans L'ensemble tracteurwalternateur constitue alors un groupe électrogène de secours occasionnel qui permet, en cas de-panne de courant, de suppléer provisoirement le réseau pour lwalimentation de certains équipements fixes (équipements de traite, couveuses artificielles, etc...), utilisés principalement en milieu rural. - des engins mobiles, équipés, de façon permanente, d'un alternateur à fréquence variable ou fixe, entraîné directement par le moteur thermique de traction ou par un moteur spécial, alimentant, par l'intermédiaire de câblages particuliers, des récepteurs électriques, généralement des moteurs, entraînant des équipements portés par l'engin ou des outils utilisés à proximité de celui-ci (pulvérisateurs, rogneuses, tondeuses, sécateurs, etc...). Cette dernière solution fait notamment l'objet de la demande de brevet français NO 77.394I0 du 26 Décembre I977, déposée par Monsieur Gabriel BALLU et ayant pour titre : ',Frise de force électrique pour tracteurs ou porte-outils et dispositifs de mise en oeuvre à distance d'outils ou d'équipements actionnés par des moteurs électriques". Si aucun risque d'électrocution ntexiste,lorsque les équipements ou les outils électriques sont alimentés en 6, 12 ou 24 volts, il n'en est pas de même lorsqu'il s'agit d'équiperents ou d'outils alimentés en courant électrique de type industriel de caractéristiques identiques ê celles du courant fourni par le secteur (il0, 220 ou 380 volts) Dans le cas où l'équipement électrique.. fait partie intégrante de l'installation supportée de façon permanente par l'engin (installation frigorifique, par exemple), le problème est facile à résoudre, car les câbles qui relient l'alternateur à l'équipement, et l'équipement, peuvent être parfaitement isolés et protégés, d'autant qu'ils restent toujours fixés au même endroit et qu'ils n'ont pas à être manipulés lors de leur mise en oeuvre. Dans le cas où le groupe électrogène occasionnel, constitué d'un tracteur agricole et d'un alternateur, n'est utilisé qu'à poste fixe pour pallier une défaillance du secteur, il suffit de raccorder le neutre de l'alternateur à celui du réseau domestique ou de l'appareil et de relier la masse du tracteur, à la masse de l'équipement ou au circuit général des masses de l'installation si celut-ci existe. Dans le cas des engins mobiles, équipés de façon permanente d'un alternateur, alimentant des équipements ou des outils les suivant dans leur déplacement, le problème est différent, car le raccordement de--la masse du tracteur et celle des équipements à la terre ne peut être envisagé. Des risques d'électrocution existent donc en cas de défaut d'isolement et de liaison intempestive entre la masse l'équipement ou de l'outil et celle de l'alternateur, ou entre deux équipements ou outils alimentés par la même source lorsque l'interconnexion des masses n'est pas électriquement assurée. Le dispositif de sécurité électrique objet de l'invention permet de se prémunir contre un tel risque. Avec celui-ci, en effet, la mise sous-tension, ou le maintien eous tension, des récepteurs et de leur câblage d'alimentation est rendue impossible lorsque l'interconnexion des masses n'est pas électriquement assurée. Ce dispositif se caractérise principalement comme suit t - le câblage d'alimentation n'est pas réalisé en quatre fils ( 3 phases plus neutres) mais en cinq ou six fils. - un cinquième fil, alimenté en courant électrique 24 volts par un transformateur, établit un circuit reliant les thermo-sondes des moteurs, la masse de ceux-ci et le fil d'interconnexion des masses a un relais de commande du contacteur de mise sous tension. - un disjoncteur différentiel, réglé à quelques dizaines de milliampères contrôle l'ensemble et met l'alternateur hors circuit dès l'apparition du moindre courant de défaut. - un contacteur de sécurité,normalement fermés permet d'obtenir l'arrêt d'urgence en coupant l'alimentation 24 volts. - selon un mode particulier de réalisation, le cinquième fil alimenté en courant 24 volts, contrôlant l'interconnexion des masses,est confondu avec l'un des fils-de commande a distance des équipements; ou des outils. Dans ce cas, la bobine du contacteur des récepteurs est donc alimenté a travers le conducteur de protection de ce récepteur. D'autres caractéristiques apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, illustré par le sché- ma qui figure sur le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif. En se reportant au schéma, on voit que,tel qu'il est représenté, le dispositif de sécurité comporte un fil dtinterconnexion des masses I, reliant les carcasses des récepteurs 2, équipés des thermo-sondes 3. Un transformateur 42 dont les bornes d'entree sont reliées à deux phases de l'alternateur 5 par l'intermédiaire des fils 6 et 7 du disjoncteur différentiel 8 et des relais d'alimentation 9 et I0, dont les bornes de sortie sont reliées respectivement au circuit d'interconnexion des masses I et à la masse des récepteurs 2 an passant par le relais I, le contacteur de sécurité général I2, les contacteurs particuliers I3, les relais contacteurs multipolaires I4 commandés par les bobines 15, les fil I6 et lesthermo-sondes3. Comme on le voit, l'alimentation des récepteurs 3 n'est possible que si le circuit de sécurité en 24 volts est boucl sur le transformateur 4 par l'intermédiaire du fil d'interconnexion des masses I, des thermo-sondes 3 et des fils 16. En conséquence, l'ouverture d'une thermo-sonde 3 sous l'effet d'une augmentation anormale de température, une mauvaise connexion du fil d'interconnexion des masses I ou d'un fil de liaison I6, ou une rupture de ces derniers, entraînent immédiatement la disjonction du ou des relais contacteurs multipolaires d'alimentation I4, par défaut d'alimentation de la bobine I5, selon qu'il s'agit de l'ouverture d'une thermo-sonde 3 ou d'un défaut sur l'un des fils de liaison I6, ou d'un défaut sur le circuit général d'interconnexion des masses I. Ce circuit de sécurité peut être volontairement ouvert en cas d'incident ou d'accident d'origine mécanique; en actionnant le contacteur 'ormalement fermée 12 pour obtenir l'arrêt d'urgence de l'ensemble des équipements ou des outils. Le disjoncteur différentiel 8,réglé a quelques dizaines de milliam pères)met met l'ensemble de l'installation électrique hors circuit dès l'apparition du moindre courant de défaut. Comme on le voit > ce dispositif assure une parfaite sécurité contre les risques d'électrocution dans les ambiances même très humides. Parmi les applications les plus intéressantes, on peut citer les tracteurs ou porte-outils équipés d'une prise de force électrique mettant en oeuvre d distance des équipements ou des outils actionnés par des moteurs électriques utilisés en agriculture et les groupes électrogènes mobiles de chantier alimentant des appareils ou des outils électro-portatifs. REVENDICATIONS I. Dispositif de sécurité électrique pour engins mobiles générateurs d'énergie électrique mettant en-oeuvre des équipements ou des outils fixes ou mobiles caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen empêchant ou supprimant la mise sodis tension des récepteurs lorsque l'interconnexion des masses n'est pas électriquement assurée, par le fait qu'il comporte un disjoncteur différentiel et parle fait qu'-il est muni d'un moyen d'arrêt d'urgence. 2. Dispositif de sécurité électrique selon la revendication I caractérisé par le fait que le moyen empêchant ou supprimant la mise sous tension des récepteurs est un fil supplémentaire, alimonté en courant basse tension, qui établit un circuit reliant les thermo-sondes (3) des moteurs (2), la masse do ceux-ci et le-fil d'interconnexion des masses (I), à un relais de oomrnande du oontac- teur (I4) de mise sous tension des récepteurs. 3. Dispositif de sécurité électrique selon la revendication 2 caractérisé par le fait que le courant basse tension est fourni par un transformateur (4) relié, à l'entrée, à deux phases de lssal- ternateur par l'intermédiaire d'un disjoncteur différentiel (8) et, à la sortie, au fil d'interconnexicn des masses (I) et aux circuits de protection (I6) par l'intermédiaire des contacteurs de commande (I3) et des relais contacteurs multipolaires d'alimentation (I4). 4. Dispositif de sécurité électrique selon la revendica; tion 3 caractérisé par le fait que les relais contacteurs multipolaires (I4) sont commandés par une bobine (I5) alimentée on courant basse tension par l'intermédiaire des contacteurs de commande (I3). 5. Dispositif de sécurité électrique selon les revendications I ou 3 caractérisé par le fait que le fil reliant la sortie du transformateur (4) aux contacteurs de commande (13),passe par un contacteur de sécurité Tnormalement fermé" (I2). 6. Dispositif de sécurité électrique selon les revendications I ou 3 caractérisé par le fait que le disjoncteur différentiel (8) est monté directement en aval de l'alternateur (5). 7. Dispositif de sécurité électrique selon la revendication I caractérisé par le fait que le fil (I6)alimenté en courant basse tension et contrôlant 1 'interconne.ion des masses, est confondu avec l'un des fils de la commande à distance des récepteurs.