Brevet FR2523377A1 — publié le 19830916

Cas 1364 F NO 82 04460 du 11-3-1952 PRISE DE COURANT A PROTECTION DIFFERENTIELLE. (Inventeur: Michel BONNIAU) L'invention est relative à une prise de courant. Il a déjà été proposé d'équiper une prise de courant d'un interrupteur ou disjoncteur différentiel assurant l'inter- ruption de l'alimentation de la prise lors de l'apparition d'un courant de défaut à la terre sur l'installation con- nectée à la prise (Brevet français NO 2 087 761) En instal- lant le dispositif de protection différentielle à l'inté- rieur de la prise à proximité immédiate de la charge ali- mentée, on peut améliorer la protection des personnes en choisissant un seuil de déclenchement très faible, par exem- ple de 10 ou de 30 m A sans craindre des déclenchements in- tempestifs Dans la prise connue les contacts et leur méca- nisme de commande sont disposés directement à l'arrière des alvéoles de la prise, lesquels sont soumis aux échauffements dus aux contacts La commande du mécanisme de manoeuvre D O n'est accessible qu'après enlèvement de la fiche et elle se résume à une commande de réarmement après un déclenchement sur défaut L'ensemble est volumineux et l'installateur doit accéder à l'intérieur du bottier de la prise pour rac- corder les conducteurs d'amenée de courant. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvé- nients et telle qu'elle est caractérisée dans les revendi- cations elle résoud le problème d'un agencement compact avec une nette séparation de l'organe de commande manuelle et des alvéoles de la prise de courant, tout en évitant un échauffement de ces alvéoles disposés dans la partie inférieure de la prise L'air chauffé par le passage du courant est en effet évacué vers le haut dans une zone éloignée des alvéoles La disposition du transformateur différentiel entre les alvéoles et le mécanisme réduit l'épaisseur de la prise et permet son logement dans une bc 1 te de dimensions réduites susceptible d'être encastrée ou montée en saillie sur un mur L'organe de commande manuelle-et les alvéoles de la prise étant nettement sépa- rés, il est possible d'articuler sur la face avant de la prise des couvercles de protection respectivement des alvé- oles de la prise et de l'organe de commande. Selon un développement de l'invention, l'ensemble des élé- ments constitutifs est logé dans un boîtier, qui s'emboîte dans la boite ou l'enveloppe externe fixée au mur La paroi avant du bottier constitue en même temps le couvercle de l'enveloppe externe et l'interposition d'un joint permet d'assurer l'étanchéité du boîtier interne Les bornes d'ar- rivée de courant de la prise sont disposées à l'extérieur du boîtier interne pour permettre le raccordement sans ou- verture de ce boîtier Dans une prise comprenant une broche de terre, il est avantageux de disposer des bornes d'arri- vée de courant à l'arrière des alvéoles pour permettre un raccordement direct de la borne de terre à la broche de terre. Selon un autre développement de l'invention, la prise com- porte un bouton test dont l'enfoncement provoque la ferme- ture d'un circuit de test capable de simuler un défaut diffé- rentiel Ce circuit test est connecté en aval des contacts du dispositif de protection différentielle pour assurer une déconnexion du circuit test dès l'ouverture du dispositif de protection, afin de protéger la résistance de défaut. Selon un autre développement de l'invention, les contacts du dispositif de protection différentielle sont insérés dans un bloc isolant portant le mécanisme de commande et le relais polarisé, lesquels constituent un sousensemble de hauteur réduite. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une prise de courant selon l'invention; la figure 2 est une vue de coté de la prise selon la fig 1; la figure 3 montre le schéma électrique de la prise selon la fig 1; la figure 4 est une vue analogue à celle de la fig 1, mon- trant le bottier interne dont la paroi avant est supposée enlevée; la figure 5 est une vue de côté en coupe axiale de la prise, le boîtier interne étant sorti de l'enveloppe externe. Sur les figures, une prise de courant comporte une enve- loppe externe en forme de boite 10 en matière plastique moulé, fermée par un couvercle 12 constituant la paroi avant La boite 10 en forme de parallélépipède rectangle, présente des trous de passage de vis de fixation 14 traversant le fond arrière 16 et des trous défonçables ou équipés d un passe- fil 18 pour le passage des conducteurs d'alimentation de la prise La partie avant 12 porte deux couvercles ou clapets pivotants 20, 22 recouvrant en position rabattue respecti- vement la partie inférieure 24 et la partie supérieure 26 de la prise En position relevée le clapet 22 donne accès à une manette de commande 28 d'un dispositif de pro- tection différentielle tandis que le clapet 20 donne accès aux alvéoles 30 de la prise de courant La prise de courant est normalement fixée sur un mur vertical par le fond 16, la partie supérieure 26 étant au-dessus de la partie infé- rieure 24 Il est clair que la boite 10 peut être encastrée ou fixée d'une manière différente sans sortir du cadre de l'invention. En se référant plus particulièrement aux figures 4 et 5, on voit que la paroi avant 12 constitue également la face avant d'un boîtier interne 32 de dimensions légèrement inférieures à celles de l'enveloppe externe 10 de manière à s'emboîter dans cette dernière en position montée de la prise Le bottier 32 fermé par la paroi avant 12 confine un volume éventuellement étanche si l'on a pris soin d'in- sérer un joint d'étanchéité dans lequel sont montés les éléments constitutifs de la prise Ces éléments constitu- tifs sont subdivisés en trois sous-ensembles, un premier sous-ensemble constitué par un bloc isolant 34 portant les alvéoles 30 et la broche de terre 36 de la prise proprement dite, ce premier sous-ensemble 34 étant disposé è la partie inférieure du boîtier 32 Le deuxième sous-ensemble, logé dans la partie intermédiaire du bottier 32,est constitué par le transformateur différentiel 38, tandis que le troi- sième sous-ensemble est disposé dans la partie supérieure du bottier 32 Le troisième sous-ensemble comporte un bloc de contact 40, un mécanisme de commande 42 et un relais polarisé 44 Le mécanisme 42 et le relais polarisé 44 sont disposés côte à c 8 te à l'arrière de la paroi avant 12 en étant accolés au bloc de contact 40 La paroi avant 12 pré- sent au niveau du mécanisme 42 un orifice de passage de la manette 28 de commande du mécanisme 42 et un orifice de passage d'un bouton test 46 Le mécanisme de commande 42, le relais polarisé 44 et lebloc de contact 40 peuvent être d'un type quelconque bien connu des spécialistes, et il suffit de rappeler que la manoeuvre de la manette 28 per- met une ouverture et une fermeture des contacts du bloc 40 ainsi qu'un réarmement du mécanisme après déclenchement, piloté par le relais polarisé 44,provoqué lors d'un défaut différentiel Le bottier 32 plombé en usine évite l'accès aux règlages au mécanisme et aux parties sous tension et la manette indique la position des contacts Au niveau du bloc prise de courant 34 et sur la face ar- rière externe du bottier 32 sont disposées les deux bornes d'arrivée 48, 50 et la borne de terre 52 On voit sur la figure 3, qui illustre le schéma électrique de la prise de courant que les bornes d'arrivée 48, 50 respectivement de phase et de neutre sont connectées à des contacts fixes 54, 56 coopérant avec des ponts de contact 58, 60 dont les con- tacts fixes opposés 62, 64 sont reliés par l'intermédiaire des enroulements primaires 66, 68 aux alvéoles 30 de la prise de courant La borne d'arrivée de terre 52 est reliée directement par un conducteur 70 traversant la paroi du bottier 32 à la broche de terre 36 Les contacts 54 à 64 sont incorporés dans le bloc de contact 40 et sont comman- dés par le mécanisme 42 Le transformateur différentiel 38 porte un enroulement secondaire 72 pilotant le relais pola- risé 44 La palette de ce dernier coopère avec le verrou de déclenchement du mécanisme 42, de manière à provoquer l'ouverture des contacts 54 à 64 lors de l'excitation du relais polarisé 44 Le bouton test 46 commande des contacts test insérés dans un circuit de test 74 incorporant une résistance 76, ce circuit de test 74 étant connecté aux conducteurs de liaison reliant les contacts fixes 62, 64 aux alvéoles 30 d'un côté en amont du transformateur différentiel 38, et de l'autre côté en aval Un tel dispo- sitif de protection différentielle est bien connu, et il suffit de rappeler qu'en fonctionnement normal, l'enroule- ment secondaire ne délivre aucun signal Lors de l'appari- tion d'un défaut à la terre sur l'installation connectée aux alvéoles 30, le relais polarisé 44,excité par le signal engendré par l'enroulement secondaire 72 provoque le déclenchement du mécanisme 42 et l'ouverture des con- tacts 54 à 64 pour interrompre l'alimentation des alvéoles 30 Le réarmement et la fermeture des contacts 54 à 64 sont réalisés manuellement par l'actionnement de la manette 28 après élimination du défaut Le bouton test 46 permet de connecter la résistance 76 pour simuler un défaut arti- ficiel et de vérifier le bon fonctionnement du dispositif de protection Il convient de noter que le branchement du circuit test 74 en aval des contacts 54 à 64 permet d'in- terrompre l'alimentation de ce circuit dès l'ouverture des contacts 54, 64 en limitant ainsi la durée de mise en cir- cuit de la résistance 76, qui se trouve automatiquement protégée. En intercalant le transformateur différentiel 38 entre les alvéoles 30 et la partie commande 42, il est possible de réduire notablement la profondeur du boîtier 32 et de sé- parer nettement les alvéoles 30 de la commande 28, 46. Cette disposition facilite également les connexions élec- triques et le montage de la prise Après mise en place des éléments constitutifs de la prise à l'intérieur du boîtier 32 on réalise les connexions électriques avant fermeture du bottier par mise en place de la paroi avant 12 Le bol- tier 32 est alors entièrement fermé, éventuellement d'une manière étanche, empêchant tout accès aux parties actives de la prise Il est possible de prévoir un dispositif de plombage empêchant toute ouverture de ce boîtier 32 Les seules parties accessibles sont les bornes 48, 50, 52, qui sont raccordées auxconducteursd'alimentation disposé dans l'enveloppe externe 10 Ce raccordement ne présente aucune difficulté et il suffit par la suite d'emboîter le boîtier isolant 32 dans l'enveloppe externe 10 et de solidariser la paroi avant 12 à l'enveloppe 10 pour terminer l'opéra- tion Les alvéoles 30 sont disposés dans la partie infé- rieure de la prise en-dessous et ébignée du transformateur différentiel 38 et du bloc de contact 40, susceptible de provoquer un échauffement par effet Joule L'actionnement de la manette 28 permet une ouverture ou fermeture des con- tacts 54 à 64 et une alimentation ou interruption de l'ali- mentation de la charge branchée à la prise 30 Il est clair que les parties actives de la prise de courant peuvent être des parties standard judicieusement disposées dans le boîtier 32 pour réduire l'encombrement et facili- ter le montage de la prise. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et repré- senté. Revendications 1 Prise de courant à bottier ( 32) interne moulé ayant une paroi avant externe ( 12) présentant des orifices ( 30) sus- ceptibles de recevoir les broches d'une fiche électrique engagée dans la prise de courant et un orifice de passage d'un organe de commande manuelle ( 28) d'un dispositif de protection différentielle logé dans le bottier ( 32) des bornes ( 48, 50) d'arrivée de courant portées par ledit bol- tier ( 32) étant reliées à l'intérieur du bottier à des al- véoles ( 30) de la prise,disposés en regard des orifices recevant les broches, par l'intermédiaire dudit dispositif de protection différentielle comprenant un transformateur différentiel ( 38) dont les enroulements primaires ( 66, 68) sont constitués par les conducteurs reliant les bornes ( 48, ) aux alvéoles ( 30) et dont l'enroulement secondaire ( 72) alimente un relais polarisé ( 44) d'actionnement du méca- nisme de commande ( 42) de contacts ( 54-64) insérés dans lesdits conducteurs pour interrompre la liaison entre les bornes d'arrivée de courant et les alvéoles de la prise de courant, lors de l'apparition d'un défaut différentiel, caractérisée en ce que les alvéoles ( 30) de la prise de courant sont logés dans la partie inférieure du bottier ( 32), tandis que ledit mécanisme de commande ( 42) et les- dits contacts ( 54-64) sont logés dans la partie supérieure du boîtier ( 32), le transformateur différentiel ( 38) étant disposé dans la partie médiane, intercalé entre les alvé- oles ( 30) et le mécanisme ( 42) sur le passage des conduc- teurs de liaison des contacts aux alvéoles et que lesdites bornes d'arrivée ( 48, 50) sont disposées à l'extérieur du bottier. 2 Prise de courant selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits contacts ( 54-64) sont incorporés dans un bloc ( 40) accolé au mécanisme de commande ( 42) pour consti- tuer un sous-ensemble de hauteur réduite, le mécanisme ( 42) étant disposé du côté de la face avant ( 12) portant l'or- gane ( 38) de commande manuelle d'ouverture et de fermeture desdits contacts ( 54-64). 3 Prise de courant selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit relais polarisé ( 42) est juxtaposé au méca- nisme de commande ( 42) avec lequel il coopère pour engendrer une ouverture automatique en cas de défaut, l'ensemble re- lais mécanisme étant accolé au bloc de contacts ( 40). 4 Prise de courant selon la revendication 1, 2 ou 3, carac- térisée en ce qu'elle comporte une fiche de terre ( 36) et une borne de terre ( 52) externe audit bottier ( 32) pour le raccordement du câble de terre, la borne de terre étant située avec les bornes ( 48, 50) d'arrivée de courant dans la partie inférieure du bottier ( 32). Prise de courant selon la revendication 4, caractérisée en ce que les alvéoles ( 30) de la prise sont fixés sur un socle isolant ( 34) portant sur l'une de ses faces la fiche de terre ( 36) faisant saillie de la face avant ( 12) du bol- tier ( 32) et sur la face opposée la borne de terre ( 52) traversant la face arrière du bottier ( 32) pour permettre la connexion externe du câble de terre, la borne de terre et la fiche de terre étant reliée par une pièce métallique portée par le socle 34. 6 Prise de courant selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée par le fait qu'elle com- porte un bouton test ( 46) faisant saillie de la paroi avant ( 12) dans la partie supérieure du bottier ( 32) et dont l'enfoncement provoque la fermeture d'un circuit test ( 74) extérieur au transformateur différentiel ( 38), ledit cir- cuit test étant relié aux conducteurs de liaison entre les- dits contacts ( 54-64) et les alvéoles ( 30). 7 Prise de courant selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce qu'un couvercle pivo- tant ( 20, 22) est associé à la paroi avant ( 12) en regard des alvéoles ( 30) de la prise et/ou en regard de l'organe de commande ( 28) pour coiffer en position rabattue lesdits alvéoles et/ou l'organe de commande. 8 Prise de courant selon la revendication 7, caractérisee en ce que le bottier ( 32) présente des joints d'étanchéité et/ou des organes de fermeture plombables. 9 Prise de courant selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que la paroi avant ( 12) du bottier est agencée en une plaque avant d'obtura- tion amovible pour donner accès à l'intérieur du boîtier, ladite plaque avant constituant de plus le couvercle d'une enveloppe extérieure parallélépipédique ( 10) dans laquelle peut être embolté ledit bottier ( 32) pour un montage en- castré ou en saillie sur un mur. Prise de courant selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite enveloppe extérieure ( 10) en forme de botte présente des trous défonçables ( 18) pour le passage des conducteurs d'arrivée susceptibles d'être raccordés aux bornes d'arrivée ( 48, 50) du bottier moulé ( 32) avant l'introduction de ce dernier dans la boîte et l'obturation par le couvercle ( 12).