Brevet FR2534063A1 — publié le 19840406

i 2534063 DISJONCTEUR DE BRANCHEMENT A DECLENCHEUR ELECTRONIQUE ET A TELECALIBRAGE. 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 disjoncteur étant pi- loté à distance par l'agent grâce à un circuit de télécom- mande logé dans le coffret du compteur, le disjoncteur com- prenant un mécanisme d'actionnement manuel et de déclenchement automatique sur défaut piloté par un relais de déclenche- ment, un capteur d'intensité pour détecter le courant-circulant dans chaque conducteur de phase du réseau, un bloc électronique de traitement du signal émis par le capteur pour délivrer un ordre de déclenchement au relais quand ledit courant dépasse une fonction prédéterminée, et des moyens d'ajustage dudit signal comprenant un pont résistif diviseur de tension agencé entre le capteur et le bloc électronique - La demande de brevet français NI 81 20992 du 6-11-1981 se rapporte à un disjoncteur du genre mentionné Le commuta- teur de calibre est néanmoins accolé ou intégré au disjonc- teur, et accouplé mécaniquement au curseur d'un pont résis- tif ou d'un potentiomètre branché en parallèle aux bornes du redresseur Le commutateur est formé par un actionneur pas à pas à commande électromécanique télécommandé -depuis le coffret du compteur par un générateur auxiliaire associé à un présélecteur de calibre L'agencement d'un tel dispo- sitif est compliqué et onéreux. Des essais de télécalibrage ont également été effectués sur un disjoncteur de branchement du type décrit à la fig 3 de la demande de brevet français-N O 81 05153 Le pont résistif diviseur de tension et le commutateur manuel ont été sortis 2 2534063 du disjoncteur pour être placés à proximité du compteur. Le circuit de liaison entre le circuit de télécalibrage et le disjoncteur nécessite obligatoirement trois fils pilote. Une défectuosité du circuit de liaison, par rupture d'un ou plusieurs fils, ou par court-circuit entre deux fils peut entraver le bon fonctionnement du disjoncteur, soit par absence d'alimentation du module électronique de trai- tement du signal entraînant la paralysie du disjoncteur, soit par un réglage non contrôlé du calibre susceptible d'engendrer un déclenchement intempestif. La demande de brevet français NO 81 20991 du 6-11-1981 a résolu ce problème en conservant tous les organes du mo- dule de déclenchement du disjoncteur et en prévoyant à proximité du compteur un deuxième module de surveillance de la puissance souscrite par l'abonné Ce dispositif per- formant à deux modules électroniques est néanmoins compli- qué et onéreux. La présente invention a pour but de remédier aux inconvé- nients précités et de permettre la réalisation d'un dispo- sitif de télécalibrage simple et fiable autorisant la con- tinuité du fonctionnement du disjoncteur indépendamment de l'état du circuit de liaison. Le disjoncteur de branchement selon l'invention est carac- térisé par le fait que le pont résistif du disjoncteur est formé par une résistance série et une résistance shunt et que le circuit de télécommande comporte un commutateur de calibre CM connecté électriquement au pont résistif par un i circuit de liaison à deux conducteurs 40, 42 susceptible de provoquer la variation de la résistance shunt par actionne- ment du commutateur de calibre CM 1 Le capteur de courant étant associé à un redresseur alimentant le pont résistif,e la résistance série est branchée entre l'une des bornes du redresseur et un point de raccordement avec un conducteur de liaison, et que la résistance shunt comporte une résis- tance connectée à la borne de polarité opposée du redres- seur et à l'autre conducteur de liaison. 3 2534063 Le commutateur de calibre Cr 1 i du circuit de télécommande coopère avec une pluralité de plots de sélection A, B, C autorisant la mise en série avec la résistance d'une boucle de résistance variable entre zéro et l'infini selon la position du commutateur CM 1, le calibre maximum correspondant à la position A du commutateur CHI 1 pour la mise en court-circuit des conducteurs de liaison, le calibre infé- rieur intervenant sur le plot C correspondant à une résis- tance infinie de la boucle et à l'absence de résistance shunt, tandis que le calibre intermédiaire s'opère sur le plot B par insertion d'une résistance prédéterminée. Les avantages de ce dispositif sont les suivants: circuit de liaison à deux fils, en cas de court-circuit volontaire du circuit de liaison, le disjoncteur n'est pas paralysé et reste en service sur le calibre maximum, en cas de coupure accidentelle ou volontaire du circuit de liaison, ou d'une défectuosité du commutateur de cali- bre, le disjoncteur fonctionne toujours sur le calibre minimum, en mesurant la résistance de la boucle du circuit de liaison, on peut détecter toute fraude A cet effet,-le commutateur de calibre peut être positionné surun plot de télèdéclenchement pour la mise en service d'un circuit de condamnation susceptible d'interrompre à distance la four- niture d'électricité, sans possibilité de refermeture du disjoncteur par l'abonné. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res- sortiront plus clairement de la description qui va suivre de différents modes de réalisation donnés à titre d'exem- ples non limitatifs et représentés aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente le schéma électrique d'un disjonc- teur de branchement à déclencheur électronique associé l un dispositif de télécalibrage selon l'invention; la figure 2 illustre le schéma du dispositif de téléca- librage; les figures 3 à 5 montrent les schémas électriques équi- valents du pont résistif pour différentes positions A, B, C du commutateur de calibre CM 1; la figure 6 est une variante de réalisation du pont ré- sistif selon la figure 1. Sur la fidure 1 est représenté un disjoncteur de branche- ment 10 tétrapolaire connecté électriquement en aval d'un compteur 11 d'énergie dans un réseau alternatif de distri- bution pour l'alimentation de l'installation électrique à basse tension d'un client ayant souscrit un abonnement au- près d'une compagnie de distribution Le compteur 11 est logé dans un coffret électrique extérieur accessible à l'agent distributeur, alors que le disjoncteur 10 est dis- posé dans le local de l'abonné, séparé du coffret par une certaine distance Le disjoncteur 10 peut être du type bipolaire dans le cas d'une distribution monophasée avec neutre. Le disjoncteur 10 de branchement est à calibres multiples et comporte un mécanisme de manoeuvre 12 des contacts mo- biles 16, ces derniers étant insérés dans les conducteurs actifs de phase R, S, T et de neutre N du réseau Le méca- nisme 12 est actionné soit manuellement par un bouton de déclenchement 18 et un bouton de réarmement 20, soit auto- matiquement par l'intermédiaire d'une barre de déclenche- ment associée à un relais électromagnétique 22, notamment du type polarisé La bobine 24 de commande du relais de déclenchement 22 est pilotée par un modèle électronique 26 de commande susceptible de surveiller l'intensité du cou- rant dans les conducteurs actifs du réseau et d'élaborer un ordre d'ouverture au relais 22 en cas de dépassement du calibre sélectionné correspondant à la puissance souscrite par l'abonné. Le module électronique 26 de commande du disjoncteur 10 est à propre courant du type décrit dans le brevet fran- çais M O 81 05153 auquel on se reportera pour de plus am- ples détails; il comprend notamment un capteur de courant 28 associé à chacune des phases du réseau pour détecter le courant dans chaque conducteur de phase, et un bloc élec- tronique de traitement 30 du signal émis par le capteur pour délivrer à la bobine 24 un signal de déclenchement quand le courant dépasse une fonction de courant prédéter- minée Chaque capteur 28 est formé par un transformateur d'intensité dont l'enroulement secondaire est branché à un pont redresseur à diodes D 11 à D 14; D 15 à DO; D à 22 il 14 15 18 ' 19 22 V Les sorties des ponts sont reliées en parallèle et connec- tées aux bornes d'une diode Zener D 10 et d'un condensateur C 4 d'emmagasinage Entre le condensateur C 4 et le bloc électronique de traitement 30 est agencé un pont résistif 32 diviseur de tension pour le réglage du calibre, 1 a ten- sion prélevée à la sortie du pont résistif 32 étant pro- portionnelle à l'intensité du courant traversant les cap- teurs 28 après réglage par le pont 32 La sortie du pont 32 est reliée àun condensateur-C 1 shunté par une diode Zener Dl, qui protège le circuit de traitement 30. Le circuit 30 comporte un premier amplificateur opération- nel AO 1 piloté par un circuit de polarisation à résistance R 3 et diode D 3, associé à l'entrée négative, et par un cir- cuit de temporisation à résistance R 1 et condensateur C 2 connecté à l'entrée positive Un circuit de décharge à résistance R et diode D 2 est branché en parallèle aux bornes du condensateur C 2 pour assurer une compensation en température La sortie de l'amplificateur A 01 est reliée par une diode DG à la gâchette d'un thyristor Th 1 connecté en série avec la bobine 24 du relais 22 de déclenchement. Lors de l'apparition d'une surcharge détectée par l'un des capteurs 28, le condensateur C 2 est chargé à travers la résistance R 1, et dès que la tension aux bornes de C 2 dé- passe la valeur de la tension appliquée à l'entrée néga- tive, l'amplificateur A 01 se débloque pour amorcer le thy- ristor Th,, qui devient conducteur en entraînant le dé- clenchement du disjoncteur Le premier amplificateur opé- rationnel A 01 forme un circui c de déclenchement à long retard, la temporisation étant fournie par la charge pro- gressive du condensateur C 2 à travers la résistance R 1 i Un deuxième amplificateur opérationnel A 02 est polarisé d'une manière analogue par un circuit de polarisation rac- cordé à l'entrée négative et comprenant une diode D 4 en série avec une résistance R 4 * L'entrée positive de l'am- plificateur A 02 est reliée au condensateur C 1 à travers une résistance R 13 et une diode Zener D 8 La sortie de l'amplificateur A 02 est branchée à la gâchette du thyris- tor Th 1 par l'intermédiaire d'une diode D 5 Lorsque la tension aux bornes du condensateur C 1 est importante et dépasse le seuil de conduction de la diode D 8, cette der- nière devient conductrice et débloque l'amplificateur A 02 qui délivre un signal de déclenchement au thyristor Th 1 entraînant l'excitation du relais 22 Ce deuxième ampli- ficateur A 02 constitue un circuit de déclenchement à court-retard intervenant en cas de surcharge d'une valeur supérieure à celle provoquant le déclenchement -à long re- tard du premier amplificateur AÈ 1. Selon l'invention, le réglage du calibre est commandé à distance au moyen d'un circuit de télécommande 34, placé à l'intérieur du coffret du compteur 11 Le circuit 34 com- porte une borne de raccordement 36 reliée électriquement à une prise 38 auxiliaire du disjoncteur 10 par deux conduc- teurs de liaison 40, 42 L'un des plots de la prise 38 auxiliaire est connecté au pôle positif des ponts redres- seurs Dil à D 22 par l'intermédiaire d'une résistance série R 9, tandis que l'autre plot est relié au pôle négatif par une résistance R 12 ' Une diode D 23 est insérée entre le point de raccordement 44 de la résistance R 9 et la cathode de la diode Zener Dl pour empêcher la décharge du conden- sateur C 1 dans le pont résistif 32 Le circuit de télécom- mande 34 (fig 2) renferme un commutateur de calibre CM 1 dont le curseur de -réglage coopère avec une pluralité de plots A, B, C, D, de sélection correspondant chacun à un fonctionnement prédéterminé du disjoncteur 10 A la borne 36 du circuit 34 est associée une boucle 46 de ré- sistance variable selon la position du commutateur CM 1 sur les plots A, B et C Cette boucle 46 est mise en série par les conducteurs de liaison 40, 42 avec la résistance R 12 pour constituer la résistance shunt agencée entre le point 44 et le pôle négatif La boucle v 6 du circuit 34 comporte un premier conducteur 40 a connecté au curseur du commuta- teur CM 1, et un deuxième conducteur 42 a branché aux plots A, B, C, D respectivement par une liaison 48 à court-cir- cuit, par une résistance R 11, par un circuit ouvert, et par un circuit d'injection 50 d'une tension de déclenche- ment -; distance Le circuit d'injection 50 est équipé d'une alimentation 52 et-d'un commutateur auxiliaire CM 2 dont la mise en service assure le télédéclenchement du disjoncteur 10 La résistance de la boucle 46 peut être contrôlée au moyen d'un appareil de mesure 54 raccordé au circuit 34 de manière fixe ou temporaire On remarque que le pont résistif 32 diviseur de tension est formé par les résistances R 9 et R 12 du module électronique 26, et par la boucle 46 du circuit de télécommande 34. Le fonctionnement du disjoncteur à propre courant et à télécalibrage selon l'invention est le suivant Lorsque le curseur du commutateur de calibre CM se trouve sur le plot A, la boucle 46 présente une résistance nulle, et le résistance shunt du pont résistif 32 se limite à la résistance R 12 correspondant au calibre le plus élevé, par exemple 90 A (fig 3) Le pont résistif 32 diviseur de tension est ainsi formé par la résistance série R 9 et par la résistance shunt R 12, et coopère avec les condensateurs C et Cl pour constituer une cellule de filtrage en II La diode D empêche la décharge du condensateur C dans la 23 dcag C 1 résistance R 12 Il en résulte que la composante alterna- tive résultante à la sortie de la cellule est invariable quel que soit la nautre du courant de surcharge, en cas de défaut monophasé ou triphasé. L'actionnement du commutateur CM 1 sur le plot B entralne l'insertion de la résistance R 11 La résistance shunt du pont 32 est constituée par la somme des résistances R 11 et R 12 (fig 4) et correspond à un calibre intermédiaire, par exemple 75 A. En position C du commutateur CM 1 (fig 5), la boucle 46 présente une résistance infinie L'absence de résistance shunt permet néanmoins le fonctionnement du module 26 sur le calibre minimum (par exemple 60 A), déterminée par la résistance série R 9. On remarque que le changement de calibre par le commutateur CM 1 est télécommandé par l'agent depuis le circuit 34 Grâce aux deux conducteurs de liaison 40, 42 Fn cas de court- circuit volontaire des deux conducteurs 40, 42, le module électronique 26 de commande du disjoncteur reste toujours en service sur le calibre maximum Une coupure accidentelle ou volontaire d'un ou des deux conducteurs 40, 42, ou un mauvais contact du commutateur CM 1 n'entravent pas le fonc- tionnement du module 26 qui est alors réglé sur le calibre minimum Grâce à l'appareil de mesure 54 la surveillance de la résistance de la boucl e 46 permet de contrôler le cali- bre du disjoncteur 10 et de détecter toute fraude Lorsque la puissance souscrite par l'abonné ne correspond pas au calibre affiché par le commutateur CM 1, il est possible de condamner à distance le branchement de l'abonné en position- nant le commutateur de calibre CM 1 sur le plot D, et en fer- mant le commutateur auxiliaire CM 2 du circuit 50 La boucle 46 applique une tension permanente à l'entrée du bloc élec- tronique 30 faisant aussitôt intervenir le circuit de dé- clenchement à court retard de l'amplificateur opérationnel A 02 Il en résulte l'ouverture des contacts 16 du disjonc- teur-10 et l'interruption de la fourniture d'électricité à l'abonné Le branchement est condamné aussi longtemps que le commutateur de calibre CM 1 demeure sur le plot D et que le commutateur auxiliaire CM 2 reste fermé. Selon la variante de la Fig 6, la résistance shunt R 12 est remplacée par une pluralité de résistances élémentaires R 20, R 21, R 22 R en parallèle, dont l'insertion par un ou des commutateurs associés correspond aux différents ca- libres du disjoncteur. Selon une autre variante (non représentée), la valeur de la résistance shunt R est 12 réglable autorisant un cali- brage local du disjoncteur, indépendamment du télécali- brage par le circuit 34. L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de mise en oeuvre plus particulièrement décrits et repré- sentés aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au con- traire à toute variante restant dans le cadre des équiva- lences électrotechniques. REVEN 4 DICATIOPS 1 Disjoncteur de branchement à calibres multiples inséré en aval d'un compteur d'énergie dans un réseau alternatif de distribution pour l'alimentation de l'installation électrique à basse tension d'un abonné, le changement de calibre du disjoncteur étant piloté à distance par l'agent grâce à un c 5 rcuit de télécommande logé dans le coffret du compteur, le disjoncteur comprenant: un mécanisme d'actionnement manuel et de déclenchement automatique sur défaut piloté par un relais de déclenche- ment, un capteur d'intensité pour détecter le courant circu- lant dans chaque conducteur de phase du réseau, un bloc électronique de traitement du signal émis par le capteur pour délivrer un ordre de déclenchement au relais quand ledit courant dépasse une fonction prédéterminée, et des moyens d'ajustage dudit signal comprenant un pont résistif diviseur de tension agencé entre le capte Lr et le bloc électronique, caractérisé par le fait que le pont résistif ( 32) du dis- joncteur est formé par une résistance série (R 9) et une résistance shunt, et que le circuit de télécommande ( 34), comporte un commutateur de calibre CM 1 connecté électrique- ment au pont résistif ( 32) par un circuit de liaison à deux conducteurs ( 40, 42) susceptible de provoquer la variation de la résistance shunt par actionnement du commutateur de calibre C M 11. 20 Disjoncteur de branchement selon la revendication 1, dans lequel chaque capteur de courant est associé à un re- dresseur alimentant le pont résistif, caractérisé par le fait que la résistance série R 9 est branchée entre l'une des bornes du redresseur D 1 i à D,2 -et un point de raccorde- ment ( 44) avec un conducteur de liaison ( 40), et que la résistance shunt comporte une résistance (R 12) connectée à la borne de polarité opposée du redresseur, et à l'autre conducteur de liaison ( 42). -2534063 3 Disjoncteur de branchement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le commutateur de calibre (Ct 1) du circuit de télécommande ( 34) coopère avec une pluralité de plots de sélection A, B, C autorisant la mise en série avec la résistance (R 12) d'une-b-oucle ( 46) -de résistance variable entre zéro et l'infini selon la position du commutateur (C1), le calibre maximum correspondant à la position A du commutateur (CM 1) pour la mise en court- circuit des conducteurs de liaison 40, 42, le calibre in- férieur intervenant sur le plot C correspondant à une résistance infinie de la boucle et à l'absence de résis- tance shunt, tandis que le calibre intermédiaire s'opère sur le plot B par insertion d'une résistance (R 11). 4 Disjoncteur de branchement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le circuit de télécommande ( 34) peut être équipé d'un appareil de surveillance ( 54) de la résistance de la boucle ( 46). 5 Disjoncteur de branchement selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que le circuit de télécom- mande ( 34) comporte un circuit de condamnation ( 50) à dis- tance devenant actif lorsque le commutateur de calibre (CM 1) est positionné sur un plot D de télédéclenchement distinct des plots de sélection A, B, C. 6 Disjoncteur de branchement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le circuit de condamnation ( 50) comprend une alimentation ( 52) et un commutateur auxiliaire (CM 2) pour l'injection d'une tension de déclen- chement dans le circuit de la résistance shunt, la tension restant maintenue lorsque le commutateur de calibre (CM 1) demeure sur le plot D, et en position de fermeture du com- mttateur auxiliaire (CM 2). 7 Disjoncteur de branchement selon la revendication 2, 3, 4, 5 ou 6, comprenant un premier condensateur de filtrage (CI 4) branché au parallèle aux bornes du redresseur, et un deuxième condensateur (C 1) d'emmagasinage connecté à l'en- trée du bloc électronique, caractérisé par le fait qu'une diode (D 23) est insérée entre le point de raccordement ( 44) de la résistance série (R 9) et l'entrée du bloc élec- tronique pour empêcher la décharge du deuxième condensa- teur (Ci) dans la résistance shunt.