Brevet FR2480998A1 — publié le 19811023

Disjoncteur à courant de fuite sans transformateur totalisa- teur de courant. L'invention concerne un disjoncteur à courant de fuite com- portant une serrure de déclenchement avec un déclencheur par courant de fuite, un dispositif à contacts, un dispositif d'essai, des bornes d'alimentation et des pièces de boîtier, le déclencheur par courant de fuite comportant un corps de culasse constitué de couches ferromagnétiques parallèles les unes aux autres et séparées par un matériau non ferro- magnétique tel que de l'air, corps de culasse dont les cou- ches sont pontées par un aimant permanent et une armature de déclenchement et qui comporte un évidement (fenêtre de cu- lasse) qui est positionné de manière que la section de la culasse soit fortement réduite dans la partie sur laquelle repose l'armature de culasse pour que le flux magnétique se ferme sans entrefer dans les couches autour de l'évidement et les conducteurs du courant principal du disjoncteur à courant de fuite passent à travers l'évidement du corps de culasse. Des disjoncteurs à courant de fuite avec déclencheurs à aimant permanent sont déjà très fréquemment utilisés, un enroulement d'excitation étant cependant toujours prévu dans la fenêtre de la culasse, -enroulement d'excitation qui est alimenté à partir de l'enroulement secondaire d'un transfor- mateur totalisateur de courant. De tels disjoncteurs à 2 2480998 courant de fuite ont été prévus pour protéger contre un défait d'isolation des installations qui sont exploitées en tension alternative. Etant donné l'état de la technique à cette épo- que, on avait seulement à prévoir dans ces installations, lors de l'apparition d'un défaut d'isolation, des courants de fuite en alternatif pur et on faisait abstraction du peu de cas exceptionnels, comme par exemple ceux de la protection des installations dans lesquelles était appliquée une protec- tion contre la corrosion cathodique ou dans les installations de chemins de fer, dans lesquelles on devait prendre en consi- dération le fait que des courants continus purs traversaient le disjoncteur à courant de fuite. Au cours des dernières années, cette situation s'est modifiée dans la mesure o, du fait de l'utilisation d'éléments cons- titutifs semi-conducteurs pour la commande électronique, on utilise de plus en plus de matériels dans lesquels, lors de la présence d'un défaut d'isolation, des courants de fuite avec des composantes en courant continu s'écoulent vers la terre et, de ce fait,le fonctionnement des disjoncteurs à courant de fuite se trouvant actuellement sur le marché peut être perturbé. Des accidents n'ont pas en vérité encore été signalés de ce fait, parce que la simultanéité des conditions nécessaires pour cela est très improbable mais la technique de la disjonction de protection contre les courants de fuite doit néanmoins tenir compte des conditions modifiées des installations électriques et on doit réaliser des disjonc- teurs à courant de fuite qui déclenchent aussi avec des cou- rants de fuite en c.ourant continu. Si on examine les possi- bilités de défauts dans les matériels commandés électronique- ment, on trouve que la plupart des courants de fuite qui s'écoulent ont la forme de courants demi-onde pulsatoires. Assurément dans le cas du redressement monophasé avec des condensateurs de filtrage et dans le cas du redressement du courant triphasé,il peut s'écouler à la terre, dans le cas d'un défaut, un courant continu plus uniforme. Un examen détaillé de l'origine du défaut montre cependant que ce 3 248099. courant de fuite en courant continu se produit le plus sou- vent brusquement, de sorte que les disjoncteurs à courant de fuite qui déclenchent pour des courants demi-onde pulsatoires et pour des courants continus uniformes apparaissant brusque- ment, indépendamment de leur direction,correspondent à pres- que tous les besoins de protection dans les applications nor- males de l'électricité. Le courant de fuite en courant continu croissant lentement peut être considéré comme un der- nier problème dont la solution doit encore être recherchée. La première des tâches mentionnées ci-dessus, à savoir réali- ser des disjoncteurs à courant de fuite qui déclenchent avec des courants demi-onde pulsatoires, peut être résolue lorsque l'on utilise pour le transformateur à addition de courant un matériau qui a une faible rémanence, tandis que parfois, pour accroître la sensibilité au déclenchement, un condensateur est incorporé dans le circuit de délenchement ou associé avec l'enroulement tertiaire du transformateur à addition de courant. De telles solutions sont par exemple décrites dans le brevet autrichien N0 318.052, dans la demande de brevet allemand publiée No 2.811.064 et dans la demande de brevet autrichien NO AZ 433/79. Toutes ces solutions ont en commun d'utiliser un transformateur à addition de courants et aussi de ne pas fonctionner avec des courants de fuite en courant continu croissant lentement. Lorsque l'on utilise des déclencheurs non polarisés tels que ceux décrits dans les brevets autrichiens NM 242.777, 278.954, 337.811 et 337.812, et aussi des déclencheurs qui travaillent indépendamment du sens du courant de.fuite dans l'enroulement d'excitation, on peut aussi obtenir d'une manière simple un déclenchement avec des courants de fuite en courant continu augmentant lentement. A la place de l'emploi d'un transformateur à addition de courants, on peut faire passer les conducteurs du courant principal du disjonc- teur à courant de fuite directement à travers l'évidement - dans le corps de culasse du déclencheur par courant de fuite. 4 2480998 Le corps de culasse fonctionne alors pour ainsi dire comme un transformateur à addition de courants, mais il s'ensuit naturellement des problèmes de construction pour parvenir à la symétrie nécessaire. Des problèmes d'échauffement et de rigidité de l'isolation sont à résoudre parce que l'évidement dans le corps de culasse doit être maintenu aussi petit que possible. Comme il n'existe aucune possibilité de réglage du circuit d'excitation en fonction de la grandeur du courant de fuite assurant l'excitation, on exige aussi beaucoup en ce qui concerne la sensibilité du déclencheur. Avec les maté- riaux modernes et une technologie moderne, toutes ces diffi- cultés paraissent toutefois surmontables. D'autre part, de cette manière, les pertes dans le transformateur à addition de courant disparaissent et cette solution assure par l'éco- nomie du transformateur, non seulement un avantage financier, mais aussi une diminution possible des dimensions de l'appa- reil ce qui est particulièrement important par exemple dans la combinaison d'un disjoncteur à courant de fuite avec une prise de courant murale. Pour utiliser de façon optimale l'espace disponible dans la fenêtre de culasse, conformément à la présente invention,les conducteurs du courant principal sont, à l'endroit auquel ils traversent la fenêtre de culasse, adaptés à la forme de la fenêtre de culasse. Les solutions les meilleures pour un évidement carré ou rectangulaire sont des sections carrées ou rectangulaires et pour un évidement circulaire des sections en forme de secteur circulaire des conducteurs du courant principal. L'invention sera expliquée de manière détaillée à l'aide des figures 1 et 2 dans lesquelles sont représentés des exemples de réalisation. Le disjoncteur à courant de fuite est constitué par un déclencheur par courant de fuite 1 avec un aimant permanent 2 et une armature de déclenchement 3 qui commande la serrure de déclenchement 5, un dispositif de contacts 6, un circuit d'essai 7 et les bornes de raccordement 8. Les conducteurs 2480998 du courant principal sont passés comme enroulement traversant dans la fenêtre du corps de culasse 4. La figure 2 représente l'adaptation des formes en coupe des conducteurs du courant principal à la forme de la fenêtre de culasse. Revendications 1. Un disjoncteur à courant de fuite comportant une serrure de déclenchement (5) avec un déclencheur par courant de fuite (1), un dispositif de contacts (6), un circuit d'essai (7), des bornes d'alimentation (8) et des pièces de boîtier,le déclencheur par courant de fuite comportant un corps de culasse (4) constitué de couches ferromagnétiques parallèles les unes aux auttres et séparées par un matériau non ferro- magnétique tel que de l'air, corps dont les couches sont pontées par un aimant permanent (2) et une armature de déclenchement (3) et qui comporte un évidement positionné de manière que la section de la culasse soit fortement réduite dans la partie sur laquelle repose l'armature de culasse, pour que le flux magnétique se ferme sans entrefer dans les couches autour de l'évidement, caractérisé en ce que les conducteurs du courant principal du disjoncteur à courant de fuite passent dans l'évidement du corps de culasse (4) du déclencheur par courant de fuite (1). 2. Un disjoncteur à courant de fuite selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs du courant principal sont à l'endroit auquel ils traversent la fenêtre du corps d'armature (4), adaptés en ce qui concerne leur section à la forme de la fenêtre de la culasse.