Brevet FR2502393A1 — publié le 19820924

L'invention concerne un interrupteur différentiel avec un transformateur de courant de sommation, dont l'enroulement primaire est constitué par les conducteurs du circuit à couper et l'enroulement secondaire est relié à l'enroulement d'excitation d'un déclencheur et plus particulièrement à un déclencheur polarisé, à relâchement. Les interrupteurs différentiels devront dans l'avenir de plus en plus être conçus de telle façon qu'ils fonctionnent pour des courants de défaut aussi bien en courant alternatif qu'en courant continu pulsé. Suivant les conditions prescrites (DIN 57664 / VDE 0664 /) à cet effet, ils doivent déclencher en courant continu pulsé, lorsque celui-ci dépasse 1,4 fois la valeur du courant nominal en courant alternatif (valeurs efficaces vraies). La prise en compte de tels courants de défaut en courant continu pulsé avec des dispositifs conçus pour le courant alternatif, a de tous temps été problématique, du fait de la faible variation d'induction suivant la courbe d'hystérésis du noyau magnétique du transformateur totalisateur dans le cas du courant continu pulsé. On connaît depuis longtemps (Brevet NO 71 26 911) le dispositif consistant à créer un circuit oscillant en branchant dans le circuit secondaire du transformateur d'intensité un condensateur, de façon à obtenir les conditions de résonance pour la fréquence double de celle du réseau. Ainsi à l'apparition d'un courant de défaut, la puissance nécessaire est fournie par résonance au déclencheur polarisé pour le faire fonctionner. il est d'autre part connu (Brevet NO 71 32 314) d'utiliser des matériaux pour le transformateur de courant de sommation, qui comportent entre l'induction de saturation et l'induction rémanente, une différence telle qu'on obtient par suite de passage dans l'enroulement primaire d'un courant pulsé, dans l'enroulement secondaire, une tension induite suffisante pour faire fonctionner le déclencheur. Pour respecter les valeurs de fonctionnement prescrites en courant continu pulsé, on éprouve malgré tout de grandes difficultés, étant donné qu'il faut se tenir dans les limites de fonctionnement prévues dans les deux sens de polarité du courant primaire pulsé qui traverse l'interrupteur différentiel pour alimenter le récepteur. Pour cette raison, les prescriptions des normes exigent la vérification du fonctionnement dans les deux sens de polarité.Comme les tensions induites dans l'enroulement secondaire du transformateur totalisateur ont une forme de courbe asymétrique, le sens de la polarité ne se traduit pas de la meme façon sur le déclenchement du relais polarisé et conduit à des différences dans les valeurs de réponse, qui, ainsi qu on le constate aux essais, en particulier pour les angles de commande de Oc et 1350 (valeurs de contrôle de la norme), sont particulièrement grandes. Le respect des valeurs limites de fonctionnement définies par les normes se trouve donc lié à de grandes difficultés. Le but recherché par la présente invention pour éliminer ces difficultés est donc de supprimer l'influence du changement de polarité du courant continu pulsé d'alimentation du récepteur, sur le fonctionnement de l'interrupteur différentiel en cas de courant de défaut de ce fait également pulsé. Suivant l'invention, cet objectif est atteint, grâce à l'insertion entre l'enroulement secondaire du transformateur totalisateur et l'enroule- ment d'excitation du déclencheur polarisé d'un système de redressement double alternance. il apparaît immédiatement que, à l'aide de cette invention, le changement de polarité dans le circuit principal d'alimentation et, de ce fait, lorsque le cas se présente, le changement de polarité du courant continu pulsé de défaut, n'ont aucune influence sur le comportement de fonctionnement du déclencheur. Le résultat se traduit par un comportement pratiquement identique du déclencheur pour les deux polarités, sachant que de très faibles différences peuvent bien entendu intervenir à cause de différences faibles entre les omposants du système de redressement double alternance.Ceci explique également qu'on évite de ce fait l'inconvénient de perte de temps pour la réponse du déclencheur polarisé, qui reçoit quelle que soit la polarité du courant de défaut dans le circuit primaire, un courant de polarité toujours convenable pour son fonctionnement ; inconvénient qu'on rencontre avec les dispositifs à circuit accordé sans redresseur, lorsque la première demi-onde est dans le mauvais sens face au relais polarisé. L'invention présente les avantages suivants - il n'y a pratiquement pas de différence dans les valeurs de réponse entre onde de courant de défaut continu pulsé positive et onde de courant de défaut continu pulsé négative - vu du coté secondaire du transformateur totalisateur, le circuit est presque completement ohmique ; il n'y a de ce fait que peu de pertes-fer dans le circuit magnétique du déclencheur - on supprime l'utilisation d'un condensateur cher, nécessaire autrement pour réaliser un circuit de résonance - le fonctionnement du déclencheur polarisé est obtenu dans tous les cas des la première demi-onde - le réglage du dispositif différentiel de l'interrupteur pour fonctionnement en cas de courant de défaut alternatif et continu pulsé se trouve considérablement facilité. Bien entendu, le dispositif de détection de courant de défaut faisant l'objet de la présente invention peut aussi être utilisé dans un but de signalisation de la présence d'un courant de défaut, le dispositif pouvant alimenter un système quelconque de signalisation utilisant par exemple un voyant, ou bien une ou plusieurs diodes électroluminescentes. Une réalisation avantageuse de l'invention est obtenue par un dispositif redresseur double alternance, par exemple redresseur en pont, comportant des composants semi-conducteurs. Un exemple de réalisation de l'invention est donné ci-après en partant du schéma selon figure 1 1, 2, 3 et N désignent les conducteurs principaux des phases et neutre d'un circuit triphasé d'alimentation commandé par un interrupteur différentiel, dont l'ouverture des contacts mobiles 4 est obtenue à l'aide du mécanisme 5, qui peut être commandé automatiquement par un déclencheur électromagnétique 6. Le déclencheur 6 comporte un circuit magnétique polarisé avec un aimant de maintien non figurés et est équipé ainsi que cela est connu, d'une bobine avec bornes d'alimentation 7 et 8, qui, traversée dans le sens convenable, agit magnétiquement dans le sens de la diminution du champmagnétique qui détermine la force de maintien. Les conducteurs 1, 2, 3 et N passent à l'intérieur du trou d'un tore 9 d'un transformateur totalisateur 10, le tore 9 étant pourvu d'un enroulement secondaire 11. L'enroulement 11 est connecté aux bornes 12, 13 d'un redresseur double alternance 14, dont les bornes 15, 16 sont reliées aux bornes 7, respectivement 8 de l'enroulement du déclencheur polarisé. Aussi longtemps que le circuit électrique du récepteur relié à l'interrupteur différentiel ne comporte pas de défaut de courant de fuite, le flux dans le circuit de tore 9 est théoriquement nul, et aucune tension n'est induite dans l'enroulement secondaire 11. Dès qu'un courant de défaut se produit, l'équilibre des flux traversant le tore est rompu et une tension se trouve induite dans l'enroulement secondaire 11, donnant lieu à un courant dans le circuit secondaire d'alimentation du déclencheur. Ce courant secondaire est redressé et, la polarité de raccordement des bornes de sortie 15, 16 du redresseur 14 étant correcte, détermine une diminution de la force de maintien donnée par l'aimant permanent, conduisant à partir d'une certaine valeur au fonctionnement du déclencheur électromagnétique 6 et ainsi au déverrouillage du mécanisme 5 et à l'ouverture de l'interrupteur. Avec l'insertion, suivant l'invention, d'un système de redressement double alternance 14 entre l'enroulement secondaire du transformateur totalisateur et l'enroulement d'excitation du déclencheur polarisé, on obtient le fonctionnement du déclencheur 6, que le courant de défaut soit du courant alternatif ou du courant continu pulsé, indépendamment dans ce dernier cas de la polarité d'alimentation du récepteur. Le fonctionnement du déclencheur électromagnétique, grâce au système à redressement, n'est pratiquement pas changé en cas de courant de défaut continu pulsé quelle que soit la polarité de raccordement du circuit d'alimentation du récepteur. Un autre exemple de réalisation est donné suivant le schéma de la figure 2 La réalisation du système à redressement double alternance est quelconque. Cependant particulièrement intéressantes sont les réalisations du type redresseur en pont selon fig. 1 et du type enroulement secondaire à point milieu selon fig. 2, utilisant des composants électroniques semi-conducteurs tels que diodes. REVENDICATIONS 1. Interrupteur différentiel comportant un transformateur totalisateur, dont les enroulements primaires sont constitués par les conducteurs du circuit principal d'alimentation d'un récepteur, et aux bornes du circuit secondaire duquel est relié l'enroulement d'excitation d'un circuit magnétique de maintien d'un déclencheur polarisé caractérisé par le fait qu'entre l'enroulement secondaire (11) du transformateur totalisateur (10) et l'enroule- ment d'excitation du déclencheur (6), se trouve inséré un système de redressement double alternance. 2. Interrupteur différentiel suivant revendication 1, caractérisé par le fait que le redresseur double alternance (14) est réalisé comme redresseur en pont. 3. Interrupteur différentiel suivant revendication 1, caractérisé par le fait que le redresseur double alternance (14) est réalisé comme redresseur utilisant un enroulement à point milieu. 4. Interrupteur différentiel suivant revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que les systèmes de redressement comportent des diodes en semiconducteurs.