Brevet FR2516303A1 — publié le 19830513

DISJONCTEUR DE BRANCHEMENT A BASSE TENSION EQUIPE D'UN COM- MUTATEUR DE CALIBRE TELECOMMANDE. L'invention est relative à un disjoncteur de branchement à calibres multiples, inséré en aval d'un compteur d'énergie dans un réseau alternatif de distribution pour l'alimenta- tion de l'installation électrique à basse tension d'un abonné, le changement de calibre du disjonctèur étant télé- commandé par l'agent depuis le coffret de logement du comp- teur grâce à un circuit de liaison à fils pilote agencé entre le coffret et le disjoncteur. La télécommande par l'agent du changement de calibre permet l'installation dans le local de l'abonné d'un disjoncteur de branchement multicalibres à bloc déclencheur inviolable, mais nécessite l'incorporation dans le coffret extérieur de chaque abonné d'un circuit de commande spécial connecté à demeure dans le circuit de liaison Ce circuit de commande doit être plombé et est alimenté électriquement par une source auxiliaire Le coût d'installation et de maintenance d'un tel circuit de commande est prohibitif, car la fré- quence de changement de calibre et de puissance souscrite reste peu élevée pour une même installation électrique. La présente invention a pour but de remédier aux inconvé- nients précités et de permettre une télécommande simplifiée et fiable du changement de calibre. Le disjoncteur de branchement est caractérisé par le fait que le circuit de liaison est relié électriquement à une borne de branchement ménagée à l'intérieur du coffret et destinée au raccordement temporaire par l'agent d'un géné- rateur portable de commande susceptible d'envoyer par ledit circuit un signal de changement de calibre à un commutateur de réglage associé au bloc déclencheur du disjoncteur. Le branchement temporaire du générateur de commande inter- vient uniquement lors de l'opération de changement de calibre effectuée par l'agent Outre la pose du circuit de liaison à fils pilote, l'installation du dispositif de télé- commande nécessite une borne de branchement dans le coffret et un commutateur de réglage associé au disjoncteur. Selon une caractéristique de l'invention, le commutateur de calibres est accouplé mécaniquement au curseur d'un dispo- sitif de sélection à résistances du bloc déclencheur, et est formé par un actionneur pas à pas à commande électro- mécanique de rotation ou de translation, ledit actionneur étant accolé au bottier du disjoncteur ou intégré à ce der- nier L'actionneur pas à pas du commutateur comporte une roue à rochet dont l'avance est commandée par un premier électro-aimant alimenté par le générateur lors du change- ment de calibre, la roue étant verrouillée à chaque pas par un cliquet de retenue soumis à l'action d'un ressort de rappel Un,deuxième électroaimant est destiné à provoquer le déverrouillage du cliquet de retenue et le retour auto- matique du commutateur sur le calibre maximum du disjonc- teur, par exemple 90 Ampères. Selon une autre caractéristique de l'invention, le généra- teur portable comporte une prise de connexion enfichable dans la borne du circuit de liaison, et un présélecteur de calibre coopérant avec un contact de mise en circuit du générateur Le générateur est avantageusement à courant continu ou unidirectionnel, et le présélecteur est agencé pour assurer successivement l'excitation du deuxième élec- tro-aimant de déverrouillage du cliquet, puis du premier électro-aimant d'avance de la roue à rochet la durée d'ex- citation du premier electro-aimant déterminant le nombre de pas d e l'actionneur correspondant au calibre affiché au présélecteur. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limita- tif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un schéma électrique d'un disjoncteur de branchement monophasé équipé d'un commutateur de calibre télécommandé selon l'invention, le générateur de commande étant montré en position déconnectée; la figure 2 représente le schéma électrique du générateur de commande en position connectée avec le circuit de liai- son; la figure 3 montre un mode de réalisation du commutateur de calibre accouplé au curseur d'un circuit de sélection à résistances, associé à un bloc déclencheur statique du dis- joncteur. L'invention est décrite par la suite comme étant appliqué à un disjoncteur de branchement bipolaire (phase et neutre) pour un réseau de distribution monophasé, mais il est évi- dent que les diverses caractéristiques de l'invention sont également applicables aux disjoncteurs ayant un nombre de pôles différent, notamment tétrapolaire (trois phases plus neutre) pour un réseau triphasé. Sur les figures 1 à 3, un disjoncteur de branchement 10 bipolaire ou unipolaire plus neutre est connecté en aval d'un compteur 12 d'énergie dans un réseau alternatif mono- phasé de distribution à conducteurs L et N pour l'alimen- tation de l'installation électrique basse tension d'un client ayant souscrit un abonnement prédéterminé auprès d'une compagnie de distribution Le compteur 12 est logé dans un coffret 14 électrique extérieur accessible à l'agent distributeur, et le disjoncteur 10 est disposé dans le local de l'abonné, séparé du coffret 14 par une distance d variable selon l'éloignement Le disjoncteur 10 comporte d'une manière classique un mécanisme 16 commun de manoeuvre des contacts mobiles 18, 20, actionné soit manu- ellement par un bouton de déclenchement 22 et un bouton de réarmement 24, soit automatiquement par une barre de dé- clenchement d'un relais 26 électromagnétique polarisé com- mandé par un bloc déclencheur 28. 4- Le disjoncteur 10 est à calibres multiples, notamment du type décrit dans la demande de brevet français NO 8105153 du 10-3-1981 Le bloc déclencheur 28 comporte un déclen- cheur statique 30 de surcharge à protection long retard et/ou à protection court retard, piloté par un capteur de courant 32 inséré dans le conducteur de phase L et fournis- sant un signal proportionnel au courant parcourant le dis- joncteur Le signal de sortie du capteur 32 est redressé dans un pont redresseur 33 et appliqué à un dispositif de sélection du calibre 34 qui atténue la valeur du signal de sortie en fonction du calibre sélectionné Le signal modi- fié à la sortie du dispositif de sélection 34 est appliqué au déclencheur statique 30 destiné à envoyer un ordre de déclenchement au relais 26 lors de l'apparition d'un cou- rant de surcharge qui dépasse un seuil prédéterminé corres- pondant au calibre affiché par le dispositif de sélection 34 Le déclencheur statique 30 est du type à propre courant sans alimentation auxiliaire, l'énergie de déclenchement étant accumulée dans un condensateur C Le dispositif de sélection du calibre 34 comporte un pont diviseur de ten- sion de N résistances R 1, R 2, R 3, R 4 connectées en série et dotées de plots 1, 2, 3, 4 de prélèvement de tension coopérant avec un curseur 36 de réglage Le pont peut être constitué par un simple potentiomètre Le fonc- tionnement d'un tel disjoncteur est bien connu des spécia- listes, et il est inutile de le décrire en détail Dans le cas d'un appareil à calibre minimale fixé à 30 Ampères, le curseur 36 se trouve sur le plot 1 du pont diviseur Le réglage du calibre à 45, 60 et 90 Ampères intervient par changement de la position du curseur 36 respectivement sur les plots 2, 3 et 4 du pont diviseur Les différentes va- leurs de calibres sont indiquées à titre d'exemples, et peuvent bien entendu être différentes La position du cur- seur 36 détermine ainsi la tarification de l'abonnement correspondant à la puissance souscrite par l'abonné. Selon l'invention, le changement de calibre intervient au moyen d'un commutateur de calibre 38 commandé à distance depuis le coffret 14 Le commutateur 38 peut Utre accolé au bottier du disjoncteur 10 ou intégré à ce dernier, de manière à assurer l'entralnement du curseur 36 sur un plot prédéterminé du dispositif de sélection 34 Un circuit de liaison 40 à fils pilote 42, 44 connecte électriquement le commutateur 38 du disjoncteur 10 à une borne de branchement 46 ménagée à l'intérieur du coffret 14 du compteur 12 La borne 46 peut recevoir par embrochage une prise 48 de con- nexion d'un générateur G portable à contact 50 de commande. Le raccordement et la mise en circuit du générateur G sont opérés exclusivement par l'agent distributeur suite à une demande de changement de puissance formulée par l'abonné. La borne 46 du coffret 14 et le bottier du disjoncteur 10 sont inviolables. Le commutateur de calibre 38 est formé par un actionneur 52 pas à pas à commande électromécanique comprenant une roue à rochet 54 dont le cliquet 56 de retenue est sollicité en position de verrouillage-par un ressort de rappel 57 La roue 54 est solidaire de l'arbre 58 d'entra Inement du cur- seur 36, et un moyen élastique, notamment un ressort de torsion 60 provoque en cas de déverrouillage du cliquet 56 le rappel automatique de la roue 54 vers une position d'origine correspondant au calibre maximum du disjoncteur, par exemple 90 Ampères, dans lequel le curseur 36 se trouve sur le plot 4 d'insertion de la résistance R 4 L'avance pas à pas de la roue 54 à rochet de l'actionneur 52 s'opère par excitation d'un premier électro-aimant 62 à noyau 64 plongeur accouplé mécaniquement à l'extrémité du cliquet 56 Le déverrouillage du cliquet 56 pour la remise du com- mutateur 38 sur le calibre 90 A intervient lors de l'exci- tation d'un deuxième électro-aimant 66 à noyau plongeur 68 articulé au cliquet 56 par l'intermédiaire d'une tige de liaison 70 Le noyau 64 du premier électro-aimant 62 s'étend dans l'alignement avec le cliquet 56, tandis que le noyau 68 du deuxième électro-aimant 66 et la tige de liaison 70 sont sensiblement perpendiculaires au cliquet 56. Le générateur G est du type à courant continu ou à courant unidirectionnel, comprenant à titre d'exemple deux accumu- lateurs 72, 74 à polarités opposées coopérant avec un in- verseur 76 du sens de polarité connecté électriquement en série avec le contact 50 de mise en circuit L'inverseur 76 coopère soit avec un plot A connecté au pale négatif de l'un 72 des accumulateurs, soit avec un plot B relié au pale positif de l'autre accumulateur 74. L'enroulement de commande du premier électro-aimant 62 est connecté en série avec l'anode d'une diode 78 dont la ca- thode est au potentiel-du fil pilote 42 du circuit de liai- son 40 L'une des extrémités de l'enroulement de commande du deuxième électro-aimant 66 est branchée à la cathode de la diode 78, et l'extrémité opposée est connectée à l'anode d'une autre diode 80 dont la cathode est reliée a" fil pi- lote 44 F de raccordement du premier électro-aimant 62. L'actionneur 52 à commande électromécanique d"t commutateur 38 est adapté au générateur G à courant continu comprenant deux accumulateurs 72, 74 associés à l'inverseur 76, mais il est clair que l'invention s'applique à tout autre type de générateur coopérant avec un actionneur à-commande rota- tive ou coulissante L'inverseur 76 peut être combiné avec un présélecteur 81 de calibre coopérant avec le contact 50 pour contrôler la durée d'excitation de l'électro-aimant 62 en fonction du calibre sélectionné par l'agent. Sur l'arbre 58 d'entratnement de l'actionneur 52 est calé un disque 82 d'affichage de la position du curseur 36 qui indique à l'abonné le calibre sélectionné par la télécom- mande du commutateur 38 Le calibre affiché au disque 82 correspondant à la puissance souscrite pilotée depuis le coffret 14 par le présélecteur 81 du générateur G portable. Le fonctionnement du disjoncteur 10 équipé du commutateur 38 de calibre télécommandé est le suivant: Pour un calibre prédéterminé du disjoncteur 10, le bloc déclencheur 28 détecte les courants de surcharge, de court- circuit, et les défauts différentiels, et provoque l'exci- tation du relais 26 de déclenchement entraînant l'ouverture des contacts 18, 20 par l'intermédiaire du mécanisme 16. Le réarmement manuel du disjoncteur 10 s'opère par enfonce- ment du bouton de réarmement 24. La variation de la puissance souscrite intervient par le changement de calibre du dispositif de sélection 34 du dis- joncteur 10 L'agent procède au raccordement temporaire du générateur C portable au circuit de liaison 40 par embrochage de la prise 48 dans la borne 46 du coffret 14 Le calibre demandé est affiché par l'agent au présélecteur 81 et le contact 50 vient en position de mise en circuit du générateur G. Dans une première étape, l'inverseur 76 se trouve sur le plot B, de manière à assurer l'excitation de l'électro- aimant 66 de déverrouillage du cliquet 56 provoquant le rappel du commutateur 38 sur le calibre maximum de 90 A correspondant à la position du curseur 36 sur le plot 4 du dispositif de sélection 34 Dans une deuxième étape, l'in- verseur 76 est actionné sur le plot A pour l'excitation de l'électroaimant 62 commandant l'avance pas à pas de la roue à rochet 54 Le nombre de pas de la roue 54 est fonc- tion de la durée d'excitation de l'électro-aimant 62 fixée par le présélecteur 81 Ce dernier ouvre alors le contact , et la position du curseur 36 sur l'un des plots 1, 2, 3 ou 4 correspond au calibre demandé La télécommande du commutateur 38 depuis le coffret 14 est alors terminée, et l'agent retire la prise 48 pour la déconnexion du généra- teur G Le nouveau calibre sélectionné du disjoncteur 10 est affiché par le disque 82 de signalisation du commuta- teur 38. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences élec- trotechniques. Revendications 1 Disjoncteur de branchement à calibres multiples, inséré en aval d'un compteur d'énergie ( 12) dans un réseau alter- natif de distribution pour l'alimentation de l'installation électrique à basse tension d'un abonné, le changement de calibre du disjoncteur ( 10) étant télécommandé par l'agent depuis le coffret ( 14) de logement du compteur ( 12) grâce à un circuit-de liaison ( 40) à fils pilote ( 42, 44) agencé entre le coffret ( 14) et le disjoncteur ( 10), caractérisé par le fait que le circuit de liaison ( 40) est relié élec- triquement à une borne de branchement ( 46) ménagée à l'inté- rieur du coffret ( 14) et destinée au raccordement tempo- raire par l'agent d'un générateur G portable de commande susceptible d'envoyer par ledit circuit ( 40) un signal de changement de calibre à un commutateur ( 38) de réglage asso- cié au bloc déclencheur ( 28) du disjoncteur ( 10). 2 Disjoncteur de branchement à calibres multiples selon la -rèvendication 1, caractérisé par le fait que le commutateur ( 38) de calibres est accouplé mécaniquement au curseur ( 36) d'un dispositif de sélection ( 34) à résistances (le R 2, R 3, R 4 3 du bloc déclencheur ( 28), et est formé par un ac- tionneur pas à-pas à commande électromécanique dc rotation ou de translation, ledit actionneur étant accolé au bottier du disjoncteur ( 10) ou intégré à ce dernier. 3 Disjoncteur de branchement à calibres multiples selon la revendication 2, comprenant un bloc déclencheur ( 28) élec- tronique destiné à détecter les courants de surcharge dé- passant le calibre sélectionné par le commutateur ( 38) pour envoyer un ordre de déclenchement à un relais ( 26) associé au mécanisme ( 16) de commande du disjoncteur ( 10), caracté- risé par le fait que l'actionneur ( 52) pas à pas du commu- tateur ( 38) comporte une roue à rochet ( 54) dont l'avance est commandée par un premier électro-aimant ( 62) alimenté par le générateur & lors du changement de calibre, la roue ( 54) étant verrouillé à chaque pas par un cliquet ( 56) de retenue soumis à l'action d'un ressort de rappel ( 57). 4 Disjoncteur de branchement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'actionneur ( 52) est doté d'un deuxième électro-aimant ( 66) dont l'excitation par le générateur G provoque le déverrouillage du cliquet ( 56) et le retour automatique du commutateur ( 38) sur le calibre maximum du disjoncteur ( 10) par exemple 90 Ampères. 5 Disjoncteur de branchement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les premier et deuxième élec- tro-aimants ( 62, 66) comportent chacun une armature mobile notamment un noyau plongeur ou une palette pivotante, arti- culée au cliquet ( 56) de la roue à rochet ( 54). 6 Disjoncteur de branchement selon l'une des revendica- tions précédentes 1 à 5, caractérisé par le fait que le générateur G portable comporte une prise ( 48) de connexion enfichable dans la borne ( 46) du circuit de liaison ( 40) et un présélecteur 81 de calibre coopérant avec un contact ( 50) de mise en circuit du générateur G. 7 Disjoncteur de branchement selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le générateur G est à courant continu ou à courant unidirectionnel, et que le présélec- teur ( 81) est agencé pour assurer successivement l'excita- tion du deuxième électro-aimant ( 66) de déverrouillage du cliquet ( 56), puis du premier électro-aimant ( 62) d'avance de la roue à rochet ( 54), la durée d'excitation du premier électro-aimant ( 62) déterminant le nombre de pas de l'ac- tionneur ( 52) correspondant au calibre affiché au présé- lecteur ( 81). 8 Disjoncteur de branchement selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le présélecteur ( 81) coopère avec un inverseur ( 76) du sens de polarité du générateur G. 9 Disjoncteur de branchement selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les premier et deuxième élec- tro-aimants ( 62, 66) de l'actionneur ( 52) sont branchés dans deux circuits connectés électriquement en parallèle, chaque circuit comprenant une diode ( 78, 80) en série avec l'enroulement de commande parcouru alternativement par le courant d'excitation du générateur G selon la position de l'inverseur ( 76). Disjoncteur de branchement selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé par le fait que sur l'ar- bre ( 58) d'entraînement du curseur ( 36) est calé un disque ( 82) d'affichage du calibre sélectionné par le commutateur ( 38).