Brevet FR2512993A3 — publié le 19830318

FR 2512993 A3 19830318 FR 8205027 A 19820324 12993 L'invention concerne un dispositif lumineux de signalisation des incidents survenus dans des installations électriques domestiques. Les inventions relatives aux matériels électri- ques concernent normalement des améliorations techniques qui élèvent la sécurité et les prestations ou qui facilitent l'ins- tallation. En outre, l'attention des auteurs de projets et des projets des fabricants visent les techniciens, électriciens et installateurs, oubliant souvent l'utilisateur qui, par défini- tion est inexpérimenté L'objet de l'invention est en revanche destiné à l'utilisateur final généralement inexpérimenté en la matière et qui, dans le cas des installations domestiques est la maîtresse de maison Il est bien connu que les installations électriques comportent obligatoirement des dispositifs de pro- tection (interrupteurs automatiques, disjoncteurs ou fusibles) qui interviennent et coupent le circuit en cas de détérioration ou de surcharge électrique En vue d'une meilleure accessibilité, ces dispositifs sont généralement contenus dans un tableau cen- tral. Lorsque, par exemple, un interrupteur intervient pour couper le circuit, l'usager non expérimenté ne s'explique généralement pas la raison de cet incident Il l'attribue soit au service distributeur d'énergie qui aurait interrompu la dis- tribution (accident ou incident extérieur à l'installation domestique), soit à l'interrupteur installé sur l'organe lui- même, qui s'est déclenché ou encore au fait que un ou plusieurs interrupteurs prévus au central domestique sont intervenus, parce qu'un trop grand nombre d'appareils utilisateurs fonction- naient simultanément, (intervention pour surcharge), ou par constatation d'un incident dans l'installation (intervention par court-circuit ou par mise à la terre). Dans tous les cas, l'usager tente de rétablir lui-même le circuit en refermant l'interrupteur qui est inter- venu Cette opération, si la cause de l'ouverture de l'inter- rupteur n'a pas été tout d'abord éliminée, peut présenter un danger pour sa personne ou pour son entourage Cela se produit parce que, en général, les appareils de protection et contrôle groupés dans le poste central ne donnent aucune indication sur l'incident survenu, ou seulement des indications partielles dont l'interprétation est difficile. Si en outre le disjoncteur automatique du circuit d'éclairage, est intervenu, la localisation et la manoeuvre de l'appareil, qui n'est pas lumineux par lui-mxme, est rendue difficile par l'absence d'éclairage de l'environnement. Du reste, les dispositifs traditionnels prévus pour signaler les incidents dans les installations électriques industrielles, sont trop compliqués et trop onéreux pour p'er- mettre leur application dans des installations domestiques En particulier, les composants individuels des systèmes aptes à signaler l'intervention des appareils de protection des-instal- lations électriques industrielles sont appliqués, en considéra- tion de l'importance de l'espace disponible, séparément, en des points différents du circuit du tableau électrique Ce type d'installation implique ainsi l'existence de dépenses, l'exigence d'espace et une complication de manoeuvre, qui ne permettent pas l'adoption de tels systèmes de signalisation dans des installations électriques domestiques. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de détection et de signalisation des incidents, de manoeuvre facile, de dimensions limitées et de coût réduit, afin de permettre d'appliquer facilement ce dispositif aux circuits électriques d'installations civiles, tout en assurant la même efficacité que celle des systèmes électriques courants appliqués aux installations industrielles. Dans ce but, le dispositif de signalisation de l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué par un corps modulaire compact, pourvu de systèmes aptes à détecter l'intervention de l'appareillage de protection et de manoeuvre de l'installation électrique, et à signaler les causes de cette intervention. Le dispositif objet de l'invention est prévu pour être inséré dans le tableau électrique courant d'une installa- tion civile, ou pour être installé à part, ou encore être inté- gré dans un appareillage de protection tel qu'un disjoncteur ou analogue. Pour faciliter le repérage de l'appareil de signa- lisation et pour rendre plus immédiate l'identification des causes qui ont provoqué l'intervention de l'appareillage de con- trôle de protection, le dispositif suivant l'invention est pourvu de voyants et/ou d'organes lumineux de visualisation. Selon une autre caractéristique de l'invention, les circuits électriques propres du dispositif sont réalisés de manière à assurer la combinaison des différentes fonctions du dispositif en un complexe compact unique et de dimensions réduites. Le dispositif conforme à l'invention permet ainsi a l'usager inexpérimenté de détecter la nature de l'incident et d'intervenir de la manière appropriée pour remettre en route l'installation, sans l'endommager et sans risque pour l'usager lui-même. La description ci-après se rapporte à un mode de réalisation de l'invention, donné à titre non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un boîtier de commande à usage civil ou domestique pourvu du dis- positif lumineux de signalisation des incidents conforme à l'invention. les figures 2 à 5 montrent le dispositif dans quatre vues différentes. la figure 6 est une vue en élévation frontale du dispositif des figures 1 à 5 pourvu en outre d'un organe de visualisation supplémentaire pour l'indication du mauvais fonc- tionnement. la figure 7 montre le dispositif de la figure 6 incorporé dans un appareillage de protection. les figures 8 et 9 montrent les circuits fonc- tionnels du dispositif conforme à l'invention. Le dispositif de l'invention représenté dans les figures 1 à 5 se compose essentiellement d'un corps modulaire compact composé d'une structure en forme de bottier 1 pourvue de bornes d'alimentation 2, d'entrées 3 des câbles de l'ins- tallation électrique et aptes à détecter les incidents de sur- tension et/ou de court-circuit, et d'une sonde thermique 4 pour la détection des surtensions Le dispositif 1 comprend en outre, sur son côté frontal, des témoins lumineux 5 et/ou une surface d'affichage 6 (voir figure 6) pour une interprétation immédiate de l'intervention ou de l'incident Les témoins lumi- neux 5 sont des chiffres, ou des couleurs, chaque élément indi- catif des témoins étant expliqué dans un tableau 7 du schéma du circuit électrique (voir figure 1). Dans la partie postérieure du corps modulaire 1 sont prévus des épaulements 9 servant à l'application modulaire du dispositif lumineux sur le tableau 8 au moyen du support approprié 9 sur lequel sont montés les appareils courants de protection de l'installation (figure 1). Le dispositif conforme à l'invention peut égale- ment être incorporé dans des appareils de protection de circuit tels que les interrupteurs automatiques ou différentiels com- portant des voyants lumineux et/ou des organes d'affichage (voir figure 7). Dans le corps en forme de bottier 1, sont contenus les circuits électroniques des figures 8 et 9 et les bornes 2, 2 ' auxquelles est appliquée la tension du réseau. Le transformateur T Rl est destiné à isoler du réseau les circuits électroniques et à fournir la tension ( 12 volts en courant alternatif) adoptée pour leur fonctionne- ment. Le pont à diodes K 1, K 2, K 3, K 4, les condensateurs Cl et C 2 et le stabilisateur intégré Sl servent à fournir l'ali- mentation en courant continu à 9 volts stabilisée, pour main- tenir en charge la batterie-tampon BA au nickel-cadmium, de 9 volts, et pour fournir le courant, environ 50 m A, nécessaire au fonctionnement du circuit électronique du dispositif objet de l'invention. En cas de manque d'énergie, on a prévu que l 'auto- nomie de la batterie BA soit au moins de deux heures En outre, pour éviter que, en cas d'un manque prolongé d'énergie, la batterie BA soit détériorée, il est prévu un comparateur cons- titué par un dispositif opérationnel IC 2 et des composants qui lui-sont associés K 13, K 14, R 18 à R 22 et Znl, qui, en décro- chant le micro-relais R-r, coupent la batterie du circuit. Le circuit du dispositif comprend les amplifica- teurs opérationnels IC l/l, IC 1/2, IC 1/3 et IC 1/4 contenus dans un circuit intégré-unique qui assurent respectivement les fonctions suivantes: détection des courants différentiels, détection des courtscircuits, détection de surtension et détection d'absence d'énergie. Le fonctionnement des détecteurs et appareils de signalisation de courants différentiels est le suivant: Par 2 S 12993 l'intermédiaire du transformateur d'intensité T Ai et du filtre C 7-C 8, le signal de différences de courant est appliqué à l'entrée sans inversion de l'amplificateur IC 1/1, dont l'entrée à inversion est reliée à la masse par la borne d'alimentation négative R 2 De tels signaux, qui se manifestent en cas d'inci- dent différentiel dans l'installation électrique, provoquent la saturation au niveau maximal de la sortie de l'amplificateur. Le circuit d'hystérésis et de mémoire constitué par Rl, C 3 et K 5 assure à un niveau élevé l'entrée sans inversion de IC 1/1, mettant ainsi en mémoire l'incident lui-même. L'apparition de l'incident est signalée par le voyant Ll, par l'intermédiaire de l'amplificateur constitué par R 15, R 23 et T 51 La signalisation lumineuse reste en mémoire jusqu'à ce que l'impulsion Pl soit émise. Le fonctionnement du détecteur et du dispositif de signalisation du court-circuit est le suivant: Par l'inter- médiaire du transformateur d'intensité TAZ, de la diode K 18 et du filtre R 4, C 9, le signal de tension proportionnel au courant de court-circuit est envoyé à l'entrée sans inversion de IC 1/2, dont l'entrée à inversion est reliée à la masse à travers R 5 Ce signal, qui se manifeste en cas de défaillance par court-circuit dans l'installation électrique provoque la saturation à niveau élevé de la sortie de IC 1/2, ce qui, par l'intermédiaire du circuit d'hystérésis et de mémoire R 3-C 4-K 6, assure le maintien d'un niveau élevé à l'entrée sans inversion, mettant ainsi l'incident en mémoire. Cet incident sera signalé par le voyant L 2, au moyen de l'amplificateur constitué par R 16-R 24 et T 52 Cette signalisation reste maintenue jusqu'à ce que l'impulsion Pl soit émise. Le fonctionnement du détecteur et du dispositif de signalisation de surtension est le suivant: Par l'intermédiaire des sondes thermiques NTC, parallèles entre elles qui explorent les variations de température aux points appropriés de l'installa- tion, est émis un signal de tension inversement proportionnel à la température des sondes, vers l'entrée sans inversion de l'amplificateur IC 1/3 Lorsque l'entrée inversante elle-même atteint un niveau inférieur à celui qui s'applique sur l'entrée sans inversion au moyen du répartiteur R 27, R 9, la sortie de IC 1/3 se trouve saturée à niveau élevé, et, par le circuit d'hystérésis et de mémoire R 6-C 5-K 7, l'incident est conservé en mémoire. Cet incident est signalé par le voyant L 3, au moyen de l'amplificateur constitué par R 25-R 17 et T 53 Cette signalisation reste maintenue jusqu'à ce que se produise l'im- pulsion Pl. Le fonctionnement du détecteur et du dispositif de signalisation de manque d'énergie est le suivant: Le signal de tension VE est appliqué, par le distributeur R 10 et Rll, à l'entrée à inversion de l'amplificateur_ 1 C 1/4 En cas d'absence d'énergie dans le réseau de distribution, le signal passe à zéro, ce qui provoque une saturation à niveau élevé de l'ampli- ficateur IC 1/4 Ce signal apparaît sur le voyant L 4 par l'in- termédiaire de l'amplificateur R 16-R 18-T 54 L'indication du voyant L 4 n'a pas besoin d'être mise en mémoire, parce que, si l'énergie revient dans le réseau, le voyant L 4 s'éteint, tandis que, dans le cas d'intervention du disjoncteur IE, en amont du poste central, sous l'effet d'un incident dans l'installa- tion, les deux voyants L 2 et 13 s'allument. L'impulsion Pl remplit également, par l'intermé- diaire de K 9, K 11, K 15-K 16, d'impulsion d'épreuve des signali- sations. Le dispositif objet de la présente invention peut être pourvu de voyants à indication alphabétique VA pour l'in- dication des incidents ci-dessus Dans ce cas, les signaux A, B, C, D sont amenés au circuit décodeur pilote DP qui excite les six éléments du dispositif de visualisation (figure 9). La combinaison des signaux B C D des circuits IC 3 et IC 4 fournit à l'entrée V du décodeur, l'indication que l'interrupteur général IE est ouvert et s'oppose à la signali- sation simultanée de B ou C et D. Le dispositif de l'invention peut en outre être alimenté à partir d'un organe d'alimentation approprié, non représenté, incorpore ou non dans le dispositif de signalisa- tion lui-même. R E V E N D I C A T I O N S ) Dispositif lumineux pour la signalisation des incidents intervenus dans une installation électrique à usage domestique, caractérisé en ce qu'il est constitué par un corps modulaire compact, pourvus des systèmes aptes à détecter l'in- tervention de l'appareillage de protection de l'installation et à signaler les causes de cette intervention. ) Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il est constitué par un appareil en forme de boîtier de dimension réduite à insérer sur le tableau électri- que ou dans son voisinage immédiat, accompagné d'explications qui en font comprendre l'utilité même à un utilisateur inexpé- rimenté. ) Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est pourvu de plusieurs voyants lumineux ou organes de signalisation bien visibles qui permet- tent de signaler même à un usager non expérimenté, de manière claire, l'origine de l'incident intervenu dans l'installation. 4 ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps modulaire compact est composé d'une structure en forme de bottier, conte- nant les circuits électroniques de détection et de signalisation, cette structure étant pourvue en outre de bornes pour l'alimen- tation de ces circuits, d'organes de signalisation lumineux, et de logements pour les sondes et les càbles de l'installation. ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que la structure en forme de bottier est en outre pourvue de moyens de fixation incorporés pour l'insertion de ce corps modulaire sur le tableau de com- mande de l'installation électrique ou sur une paroi. ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens pour l'incor- poration du dispositif sur le tableau de l'installation électri- que sont constitués par des pattes ou épaulements ( 9) saillants prévus sur le boîtier. ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est incorporé dans un appareillage électrique courant, tel qu'un disjoncteur ou autre. 8 ) Disptsitif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce que les systèmes destinés à détecter l'intervention de l'appareillage de protection et de commande de l'installation électrique et à signaler la cause de cette intervention sont constitués par un circuit électroni- que linéaire intégré unique. 90) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce que ce circuit électronique est pourvu d'éléments palpeurs des Variations des paramètres électriques de l'installation et d'un nombre d'indicateurs lumineux correspondant à celui des causes éventuelles de l'in- tervention de l'appareillage de protection. 103) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 9, caractérisé en ce que les éléments palpeurs sont sensibles aux variations des champs magnétiques, de la. température, des intensités du courant électrique et autres paramètres. ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 10, caractérisé en ce que les organes de signali- sation sont constitués par des voyants ou témoins lumineux ( 5). ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 10, caractérisé en ce que les organes-de signa- lisation sont constitués par des éléments d'affichage ( 6).