Brevet FR2564648A1 — publié le 19851122

DISJONCTEUR A DECLENCHEZiR ELECTRONIQUE ET A CALIBRES MULTIPLES L'invention concerne un disjoncteur a declencheur électronique pour la protection d'un réseau ou d'une installation à courant alternatif, et comprenant -un capteur d'intensité pour controler l'intensité du courant circulant dans chaque conducteur de phase du réseau et pour délivrer un signal commun de mesure et d'alimentation au déclencheur, -un dispositif électronique de traitement dudit signal demesure en provenance du capteur et comportant un circuit de déclenchement tempo risé pour la protection contre les courants de surcharge, -un sélecteur de calibre agencé entre le capteur et le dispositif élec tronique de traitement, -et un relais de déclenchement du mecanisme en cas d'emission d'un ordre d'ouverture par le circuit de déclenchement temporisé. Le déclencheur électronique est à propre courant, et la modification du calibre par ajustage local ou distance du sélecteur permet de dis poser d'une gamme complete de disjoncteurs avec le même appareil de taste. Le sélecteur de calibre peut être formé au choix par un pont résistif diviseur de tension, un potentiometre, un rhéostat de réglage, ou un calibrateur amovible à enfichage 9 résistance fixe ou variable. En présence d'un courant de surcharge dont l'intensité est supérieure au courant nominal d'un calibre donné, le circuit de déclenchement tem- porisé envoie un ordre d'ouverture au bout d'un temps prédéterminé. L'excitation du relais provoque le déclenchement du mécanisme, et ltou- verture des contacts du disjoncteur. La continuité du service ntest plus assurée, ce qui nécessite l'intervention de l'utilisateur qui doit réarmer le disjoncteur apres un éventuel délestage manuel de quelques récepteurs. L'utilisateur est uniquement en mesure de détecter le dépassement de calibre apres déclenchement du disjoncteur. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un disjoncteur déclencheur électronique perfectionné avec indication préalable du risque de déclenchement par surconsommation. Le dispositif électronique du declencheur selon l'invention comporte des moyens de surveillance du depassement de calibre, agencee pour envoyer un signal auxiliaire a un organe d'alarme et/ou de commande avant ltemission de l'ordre d'ouverture délivre par le circuit de declenchement temporise au relais. La temporisation du circuit de declenchement, notamment à long retard LR est definie par une constante de temps fixe ou reglable au cours de laquelle, les moyens de surveillance delivrent ledit signal auxiliaire. Cette caracteristique est particulierement avantageuse dans le cas d'un disjoncteur d'abonné dans lequel la position du selecteur de calibre determine la tarification de l'abonnement souscrit par l'utilisateur. L'emission du signal auxiliaire vers un organe de visualisation, notamment un indicateur analogique ou numérique, ou une lampe clignotante, avertit l'utilisateur avant le déclenchement. Le signal auxiliaire peut également etre appliqué à un organe de commande, notamment un contacteur ou un relais, destiné effectuer un délestage automatique de certains départs non prioritaires avant le déclenchement. Le signal auxiliaire peut d'autre part modifier à distance le calibre du disjoncteur pour des besoins de télegestion de la puissance appelée. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif dans lequel la figure 1 est une vue synoptique d'un déclencheur électronique equipé d'un dispositif de surveillance selon l'invention, la figure 2represente unschema detaille du déclencheur selon la figure 1. La figure 1 montre un déclencheur 10 électronique d'un disjoncteur de protection calibres multiples, inséré dans un réseau alternatif basse tension. Chaque conducteur 12 actif de phase traverse un capteur de courant 14, et peut etre interrompu par l'ouverture d'un contact mobile 16 coopérant avec le mécanisme i8. Ce dernier est équipé d'une commande manuelle bouton de déclenchement 20 et 9 bouton de réarme ment 22, et d'une commande d'ouverture automatique pilotée par un relais de déclenchement 24. Un déclencheur électromagnetique 26 instan tané peut agir directement sur le verrou du mecanisme 18 avant l'inter vention du déclencheur électronique 10.Le déclencheur 26 est parcouru par le courant circulant dans le conducteur 12. L'enroulement secondaire de mesure du capteur de courant 14 est connecté un circuit redresseur et de filtrage 28 délivrant un signal de sortie qui est l'image de l'intensite du courant circulant dans le conducteur 12. Le calibre du disjoncteur est ajuste au moyen d'un organe de reglage à se lecteur 30 resistif intercale entre le circuit 28 et un dispositif electronique 32 de traitement du signal. Le sélecteur 30 de calibre peut etre forme par divers éléments resistifs R constitues au choix par; -un pont resistif diviseur de tension, resistances variables, -un potentiomètre ou un rheostat de reglage, -un calibrateur amovible à enfichage équipe d'une resistance fixe ou variable, l'enlevement du calibrateur provoquant la commutation automa tique sur le calibre minimum, -un commutateur à résistances dispose à l'exterîeur du disjoncteur et relie électriquement à une prise du disjoncteur au moyen d'un circuit de liaison de maniere à autoriser un calibrage à distance sur une plage étendue, notamment à partir du coffret du compteur dans le cas d'un disjoncteur de branchement, tel que décrit dans la demande de brevet français N" 82 16 712 déposée le 30.09.1982 par la demanderesse. Le dispositif électronique 32 de traitement du signal i ssu du sélecteur 30 comporte deux circuits 34, 36, de déclenchement temporisé à long retard LR et à court retard CR, destinés à envoyer un ordre d'ouverture au relais de déclenchement 24, respectivement en cas de surcharge et de court-circuit. Chaque circuit 34,36 est forme par un opérateur analogique à amplificateur opérationnel susceptible d'élaborer une courbe de déclenchement à temps inversé. La temporisation du circuit 36 est définie par une constante de temps inférieure à celle du circuit 34.Il en résulte que le point de déclenchement du circuit 36 est atteint plus rapidement (court retard) que celui du circuit 34 (long retard), mais uniquement en présence de courants de courts-circuits dans le conducteur 12, dont l'intensité est supérieure à un seuil ICR prédéterminé par exemple un multiple du courant nominal In. Le circuit 34 de déclenchement long retard LR intervient uniquement pour les courants de surcharge dont l'intensité est inférieure au seuil ICR précité. Le courant nominal In est déterminé par le sélecteur 30 de calibre et la constante de temps de chaque circuit 34,36 de déclenchement LR, CR est fixe ou réglable. Le circuit 36 de déclenchement temporisé à court retard CR peut, bien entendu, être remplacé par un circuit de déclenchement instantané -INST qui provoque l'excitation sans retard-du relais 24 dès que l'intensité du courant de court-circuit dépasse le seuil ICR. Le fonctionnement d'un tel déclencheur 10 analogique est bien connu des spécialistes. Le seuil d'intervention du déclencheur électroiragnétique 26 est compris entre le seuil ICR du circuit 36 et le courant maximum admissible correspondent à la tenue electrodynamique du disjoncteur. te déclencheur 26 sera donc actif en présence de courants de courts-circuits très importants. Selon l'invention, le dispositif électronique 32 de traitement comprend de plus des moyens 38 de surveillance du dépassement de calibre destinés à avertir l'utilisateur du risque de déclenchement par surconsommation. Les moyens de surveillance 38 sont sensibles au signal de sortie du sélecteur 30 de manière à délivrer un signal auxiliaire de commande ou d'alarme dès que l'intensité du courant dans le conducteur 12 dépasse le courant nominal In fixé par le commutateur 30 de calibre. Cette caractéristique est particulièrement intéressante dans le cas d'un disjoncteur d'abonné ou de branchement dans lequel l'ajustage du sélec teur 30 de calibre détermine la tarification de l'abonnement souscrit par l'utilisateur. L'émission du signal auxiliaire à la sortie des moyens de surveillance 38 s'opère avant l'intervention du circuit 34 de déclenchement à long retard LR, et peut être utilisée de différentes manières -soit par application à un indicateur 40 analogique ou numérique de surconsommation, -soit par application à un voyant 42 de contrôle provoquant un cligno tement lumineux dont la fréquence s'accélère au au fur et A mesure de l'écoulement de la temporisation du circuit 34 de déclenchement à long retard LR, -soit par application à un relais 44 ou un contacteur de commande d'un contact 46 auxiliaire. Les deux premiers cas concernent une simple alarme, et l'utilisateur a la possibilité de demander une modification de tarification à l'agent distributeur par changement de calibre du sélecteur 30, ou de conserver l'abonnement initial en effectuant un délestage manuel de certains départs. Le troisième cas est particulièrement adapté à la télégestion de la puissance appelée, le relais 44 pouvant être utilisé soit pour effec tuer un délestage automatique de certains départs non prioritaires avant l'émission de l'ordre de déclenchement par le circuit 34, soit pour modifier à distance le calibre du sélecteur 30 à résistances R. La figure 2 représente un exemple de réalisation du déclencheur 10 selon la figure 1, appliqué à un disjoncteur bipolaire de branchement pour un réseau monophasé à conducteur de phase 12 et à conducteur de neutre N. Le circuit de déclenchement différentiel n'a pas été représenté. Les circuits 34,36 de déclenchement temporisé à long retard LR et à court retard CR du déclencheur 10 sont classiques et similaires à ceux de la demande de brevet français NO 82 16 712 précitée dans laquelle des composants identiques portent les mêmes numéros de référence. Le capteur de courant 14 du déclencheur 10 à propre courant est formé par un transformateur de courant associé au conducteur de phase 12 pour fournir à la fois la tension d'alimentation du dispositif électronique 32, et la tension de mesure qui est l'image du courant circulant dans le conducteur 12. La sortie du pont redresseur D est connectée aux bornes d'un condensateur C1 d'emmagasinage et une diode D23 empêche la décharge du condensateur C1 dans le sélecteur de calibre 30 9 résistances. Les moyens 38 de surveillance du dépassement de calibre sont formés par un circuit électronique analogique relié par un conducteur de liaison 50 et une résistance R 120 à un point de raccordement du condensateur C1 la cathode de la diode D23. La tension d'alimentation aux bornés du condensateur C1 permet de charger un condensateur Cs travers la résistance R 120. En cas de dépassement de calibre, la tension aux bornes de condensateur C5 atteint rapidement le seuil de conduction d' une diode Zener D17. Le passage du courant dans la diode D17 provoque le déclenchement d'un thyristor TH2 entraînant la conduction d'un transistor T1 dont l'émetteur est relié à la gâchette d'un triac TR1 à travers une résistance R17.Une diode D18 et un condensateur C7 sont branchés en parallèle entre la gâchette du triac TRi et la masse. La conduction du triac TR1 permet de commander soit un relais à déclenchement retardé, soit une alarme lumineuse ou sonore avant que le circuit 34 de déclenchement temporisé à long retard n'ait envoyé un ordre d'ouverture au thyristor TH1 de commande du relais 24 de déclenchement. Selon la variante de la figure 3, le triac TR1 est supprimé, et le cir cuit collecteur du transistor T1 est relié à une alimentation 52 auxiliaire par l'intermédiaire d'un relais 44. La conduction du transistor T1 intervint de la même maniere- que celle exposée en référence à la Figure 2. Le relais 44 comporte deux contacts 46a, 46b auxiliaires, dont l'un 46b sert à actionner un relais de délestage ou un indicateur, et dont l'autre 46a provoque l'alimentation d'un oscillateur 54 associé une alarme 56 sonore. Sur la figure 4, le relais 44 est alimenté à propre courant par le dispositif 32 en étant raccordé au point de connexion du condensateur C5 et de la résistance R 120. L'autre borne du relais 44 est agencée dans le circuit collecteur du transistor T1 qui engendre une fermeture fugitive du contact auxiliaire 46b en cas de dépassement de calibre. L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de mise en oeuvre plus particulièrement décrits et représentés aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences électrotechniques et électroniques, notamment celle dans laquelle les circuits analogiques 34,36,38 du dispositif électronique 32 de traitement du signal délivré par le sélecteur 30 sont remplacés par un système numérique à microprocesseur. Revendications 1. Disjoncteur à déclencheur (10) électronique pour la protection d'un réseau ou d'une installation à courant alternatif, et comprennnt: -un capteur d'intensité (14) pour contrôler l'intensité du courant cir culant dans chaque conducteur (12) de phase du réseau et pour délivrer un signal commun de mesure et d'alimentation au déclencheur (10), -un dispositif électronique (32) de traitement dudit signal de mesure en provenance du capteur (14) et comportant un circuit de déclenchement temporisé pour la protection contre les courants de surcharge, -un sélecteur (30) de calibre agencé entre le capteur (14) et le dispo sitif électronique (32) de traitement, -et un relais (24) de déclenchement du mécanisme (18) en cas d'émission d'un ordre d'ouverture par le circuit de déclenchement temporisé, caractérisé en ce que le dispositif électronique (32) du déclencheur (10) comportede plus des moyens de surveillance (38) du dépassement de calibre, agencés pour envoyer un signal auxiliaire à un organe d'alarme (40, 42) et/ou de commande (44, 46) avant l'émission de l'ordre d'ou verture délivré par le circuit de déclenchement temporisé au relais (24). 2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractériséeen ce que la tem porisation du circuit de déclenchement (34), notamment à long retard LR est définie par une constante de temps fixe ou réglable au cours de laquelle, les moyens- de surveillance 38 délivrent ledit signal auxi liaire pour avertir l'utilisateur du risque de déclenchement par sur consommation. 3. Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'organe d'alarme (40, 42) est formé par un indicateur (40) à affichage analogique ou numérique de la surconsommation, ou par un voyant (42) lumineux. 4. Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisée en ce que le voyant (42) clignote après émission dudit signal auxiliaire par les moyens de surveillance (38), et que la fréquence de clignotement s'accélere au cours de la temporisation du circuit de déclenchement (34). 5. Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'organe de commande (44, 46) comprend un relais ou un contacteur destiné assurer un délestage automatique de certains départs non prioritaires des réception dudit signal auxiliaire. 6. Disioncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'organe de commande (44, 46) est agencé pour modifier automatiquement le calibre du disjoncteur par ajustage du sélecteur (30) dès réception dudit signal auxiliaire. 7. Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de surveillance (38) sont alimentes soit a propre courant par la tension de sortie du sélecteur (30), soit par une source auxiliaire (52). 8. Disjoncteur selon la revendication 7, caractérisée en ce que le re-. lais (44) est relié électriquement en série avec un organe de commutation T1 bis table piloté par ledit signal de mesure en provenance du capteur (14) et qu'un dépassement de calibre provoque la conduction de l'organe T1 avant l'intervention du circuit de déclenchement temporisé (34).