Brevet FR2562673A1 — publié le 19851011

DISPOSITIF DE MESURE DE COURANT DANS UN TABLEAU OU COFFRET DE DISTRIBUTION ELECTRIQUE. L'invention est relative à un dispositif de mesure et d'in- dication du courant dans un tableau ou coffret de distribu- tion électrique comprenant au moins un indicateur du cou- rant circulant dans un circuit du tableau, ledit indica- teur étant disposé en face avant du tableau, et au moins un transformateur de courant d'un appareil dudit tableau, tel qu'un disjoncteur ou contacteur à bottier moulé, de protection dudit circuit, ledit transformateur de courant délivrant un signal analogique image du courant circulant dans ledit circuit, ledit signal étant transmis à une unité de traitement, qui délivre un signal de déclenchement tem- porisé ou instantané dudit appareil en cas de dépassement d'un seuil de surcharge ou de court-circuit. Traditionnellement la mesure de courant s'effectue en pla- çant des transformateurs de courant sur les câbles ou les barres du tableau auxquels sont raccordés des ampère- mètres eux-mêmes fixés en face avant du tableau ou du cof- fret. Ces transformateurs de courant et leur mise en place sur les conducteurs de puissance sont coûteux et la pré- sente invention a pour but de réaliser un dispositif de mesure de courant simplifié utilisant les transformateurs de courant incorporés dans l'appareillage de protection du tableau. Le dispositif de mesure du courant selon l'invention est caractérisé en ce que ledit boîtier comporte des bornes intercalées dins le circuit de liaison du transformateur de courant à l'unité de traitement, ledit indicateur étant raccordé auxdites bornes pour une connexion en série de l'in- dicateur et de l'unité de traitement et pour la visuali- sation de l'intensité du courant circulant dans ledit cir- cuit. En utilisant les transformateurs de courant des appareils de protection on supprime l'obligation d'installer des transformateurs de courant spéciaux sur les barres ou câbles du tableau ou du coffret. Il suffit de raccorder les indicateurs du tableau à l'appareillage de protection du réseau, notamment à un disjoncteur ou contacteur pour disposer en face avant du tableau d'une indication de l'in- tensité du courant parcourant le conducteur de puissance du tableau. L'appareil de protection est avantageusement du type à déclencheur électronique dans lequel le transfor- mateur de courant est associé à une unité de traitement, qui émet un signal de déclenchement appliqué à un relais de déclenchement de l'appareil lorsque le courant dans les conducteurs de puissance dépasse un seuil prédéterminé de surcharge ou de court-circuit. L'indicateur est connecté en série de l'unité de traitement dans le circuit alimenté par le transformateur de courant, et en cas de coupure accidentelle de ce circuit la protection n'est plus assu- rée par l'appareil déconnecté du transformateur de courant. Pour remédier à cet inconvénient et selon un développement de l'invention, un adaptateur, telle qu'une résistance électrique, est connecté audit bornier en parallèle dudit indicateur pour shunter ce dernier. L'adaptateur est incor- poré au bottier de l'appareil de protection, et la coupure du circuit externe de connexion de l'indicateur n'inter- rompt plus la liaison entre le transformateur de courant et l'unité de traitement. La valeur de la résistance de shuntage est de préférence choisie très grande devant la résistance interne de l'indicateur afin de ne pas pertur- ber la mesure. En cas de débranchement de l'indicateur le courant circule à travers la résistance. Dans le cas d'un tableau multipolaire, il est possible d'associer un indicateur de courant au transformateur de courant de l'une des phases ou d'associer à chacune des phases un dispositif de mesure constitué par le transfor- mateur de courant de l'appareil de protection et l'indi- cateur conjugué. Le courant alternatif issu du transfor- mateur de courant est l'image du courant circulant dans le 3 2562673 circuit associé et le calibre et la graduation de l'indi- cateur sont choisis pour tenir compte du rapport de trans- formation du transformateur de courant et pour indiquer directement l'intensité du courant. L'indicateur peut être du type ferromagnétique bien adapté à la mesure de courants ou tensions alternatifs, mais la puissance consommée par ces indicateurs est importante. Lorsque la puissance des transformateurs de courant incor- porés à l'appareil de protection est insuffisante pour assurer à la fois l'alimentation de l'unité de traitement et celle de l'indicateur, il est préférable d'utiliser des indicateurs du type magnéto-électrique dont la puissance consommée est plus faible. Il convient alors de redresser le courant vu par l'indicateur, soit en utilisant un indi- cateur à redresseur incorporé, soit à prévoir un disposi- tif redresseur dans le circuit d'alimentation de l'indi- cateur. Le redresseur peut être constitué par un pont de diodes intercalé dans le circuit de liaison du transforma- teur de courant à l'unité de traitement, l'indicateur étant connecté aux deux autres extrémités du pont. Selon un autre développement de l'invention, la résistance de shuntage est interchangeable pour constituer un adapta- teur de calibre. Dans le cas envisagé ci-dessus d'une résistance importante les possibilités d'adaptation de calibre sont limitées et un compromis consiste à utiliser une resistance plus faible pour couvrir par variation de cette résistance une gamme importante de courants à mesu- rer avec un seul indicateur. La résistance peut être con- stituée par une combinaison de plusieurs résistances con- nectées électriquement en parallèle ou en série, au moins l'une de ces résistances étant incorporée au bottier moulé pour assurer la liaison entre le transformateur de courant et l'unité de traitement lors d'une déconnexion de l'indi- cateur. L'indicateur ou l'ampèremètre du tableau peut être à aiguille ou de tout autre type et il est bien entendu C2673 possible de transmettre l'information à d'autres Indica- teurs ou appareils extérieurs au tableau. L'invention est également relative à un disjoncteur à bol- tier moulé à déclencheur électronique alimenté par des transformateurs de courant. Une prise de courant est ména- gée sur le boltier moulé pour la connexion d'un indicateur de courant, cette prise étant intercalée dans le circuit de liaison entre le transformateur de courant et l'unité de traitement du déclencheur électronique. La prise permet une connexion d'un indicateur externe au bottier moulé en particulier disposé sur la face avant du tableau incorpo- rant le disjoncteur. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de différents modes de mise en oeuvre de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de la face avant d'un tableau équipé d'un dispositif de mesure de courant selon l'invention, la porte étant partiellement arrachée; - la figure 2 est un schéma synoptique du dispositif de mesure de courant selon l'invention; - la figure 3 est une vue partielle du schéma selon la fig. 2, illustrant une variante de réalisation; - la figure 4 est une vue analogue à celle de la fig. 3, montrant une autre variante de réalisation. Sur les figures, un tableau ou coffret 10, notamment un tableau basse tension, comporte sur sa face avant des indi- cateurs-12, 14, 16, notamment des ampère-mètres. En tête du tableau est disposé un disjoncteur 18 à bottier moulé auquel sont raccordés des conducteurs ou câbles 20 d'ali- mentation du tableau 10. Le tableau 10 comporte d'autres appareils de protection ou de commande cachés sur la figure 1 par la porte, le disjoncteur 18 assurant la protection générale du tableau. De tels tableaux ou coffrets sont bien connus des spécialistes et il est inutile de les décrire plus en détail. La figure 2 représente le schéma synoptique du déclencheur électronique du disjoncteur 18, ce schéma faisant l'objet de la demande de brevet français NO 2.530.089 auquel on se reportera avantageusement pour de plus amples détails. Il est clair que l'invention n'est pas limitée à ce schéma particulier et est applicable à tout autre déclencheur électronique. On reconnaît des transformateurs de courant 22, 24, 26 associés chacun à l'une des phases R, S, T du disjoncteur dans lesquelles sont intercalés les contacts de coupure 28. L'ouverture des contacts 28 est commandée lors d'un défaut par un relais 30 recevant l'ordre de déclenche- ment d'une unité de traitement 32 recevant les signaux des transformateurs de courant 22, 24,-26. L'unité de traite- ment 32 comporte trois ponts redresseurs 34, 36, 38 dont les entrées sont respectivement reliées aux transformateurs de courant 22, 24, 26 et dont les sorties sont connectées en série dans un circuit comprenant une résistance de mesure 40 et un circuit d'alimentation 42. Aux bornes de la résistance 40 est connecté un circuit de mise en forme 44 qui coopère avec un circuit de déclenchement instantané 46 provoquant l'actionnement du relais 30 lors d'un court- circuit et un circuit de déclenchement temporisé 48 pour un déclenchement temporisé sur surcharge. Le circuit ou bloc 42 fournit l'alimentation de l'électronique de l'unité de traitement 32 et du relais 30. Le conducteur de puissance T constitue l'enroulement pri- maire du transformateur de courant 22 dont l'enroulement secondaire est connecté par deux fils de liaison 50, 52 au pont redresseur 34. Selon la présente invention, le fil de liaison 52 est interrompu et relié aux deux bornes 54,56 6 2562673 d'une prise disposée sur la paroi du bottier moulé 18. L'indicateur 12 du tableau 10 est raccordé aux bornes 54, 56 pour constituer avec le circuit de l'unité de traitement 32 un circuit série branché à la sortie du transformateur de courant 22. Le courant alternatif circulant dans ce cir- cuit série constitué par l'indicateur 12 et l'unité de traitement 32 est fonction ou proportionnel du courant circulant dans la phase T, qui est égal au courant d'ali- mentation du tableau 10 par les cóbles d'entrée 20. Sur la figure 2, les indicateurs 14, 16 sont raccordés d'une ma- nière identique à celle décrite en référence à l'indica- teur 12, respectivement au transformateur de courant 24,26 pour la mesure des courants circulant dans les autres pha- ses S et R. Il est possible de se contenter d'un indicateur unique 12 pour la mesure du courant d'une seule phase auquel cas il convient de court-circuiter les bornes 54, 56 inuti- lisées.pour conserver l'alimentation de l'unité de traite- ment 32. Le dispositif de mesure de courant selon l'inven- tion n'est pas limité à un circuit et à un disjoncteur tri- polaire, mais il peut par exemple être appliqué à un dis- joncteur tétrapolaire, le courant circulant dans le qua- trième pôle étant mesuré d'une manière absolument identique à celle décrite ci-dessus. L'appareil 18 peut être un con- tacteur ou un interrupteur disposé en un point quelconque du tableau 10, notamment en tête d'un départ auquel cas les indicateurs fourniront la mesure du courant dans ce circuit de départ. Les prises à bornes 54, 56 sont de préférence prévues à l'origine sur le bottier moulé 18 pour permettre un raccordement ultérieur d'indicateurs 12, 14, 16 sur un tableau existant. La présence de ces prises ne complique pratiquement pas la fabrication du disjoncteur 18 et elle évite la mise en place de transformateurs de courant spé- ciaux pour les indicateurs 12, 14, 16. Le circuit illustré par la figure 2 présente le grave in- convénient d'un non-fonctionnement de la protection, en l'occurrence du déclenchement du disjoncteur 18 en cas d'interruption ou de déconnexion des indicateurs 12, 14,16. 7 2562673 Cet inconvénient est évité par le circuit selon la figure 3, dans lequel une résistance 58 est insérée dans le fil de liaison 52 entre le transformateur de courant 22 et l'unité de traitement 32, les bornes 54, 56 étant reliées aux bornes 60, 62 de la résistance 58. Il est facile de voir que l'indicateur 12 est shunté par la résistance 58 et en cas d'interruption du circuit de l'indicateur 12 l'unité de traitement 32 reste alimentée par le courant circulant dans la résistance 58. La résistance 58 est in- corporée au bottier 18 ce qui évite tout risque de décon- nexion ou de mauvaise connexion. Le shuntage de l'indica- teur 12 peut être réalisé par tout autre type d'adaptateur connecté aux bornes 60, 62. En choisissant une valeur éle- vée de la résistance 58 il est possible de ne pas perturber la mesure lors d'un débranchement de l'indicateur 12. Les autres phases sont bien entendu équipées de résistances de shuntage identiques. Les transformateurs de courant 22, 24, 26 fournissent un courant alternatif et les indicateurs 12, 14, 16 peuvent être du type ferromagnétique bien adaptés à la mesure de tels courants alternatifs. La puissance consommée est rela- tivement élevée et peut nécessiter une augmentation du ca- libre des transformateurs de courant ou éventuellement un risque d'alimentation insuffisante de l'unité de traitement 32. Dans le mode de mise en oeuvre selon l'invention, re- présenté à la figure 4, un pont de diodes 64 est connecté aux bornes 60, 62 du fil de liaison 52. Les bornes 54, 56 de la prise de raccordement de l'indicateur 12 sont reliées aux extrémités opposées du pont de diodes 64, la résistance 58 étant raccordée aux bornes 54, 56 pour shunter l'indica- teur 12. Le courant circulant dans l'indicateur 12 est un courant redressé et peut être utilisé dans un indicateur 12 du type magnéto- électrique dont la puissance consommée est très faible. L'unité de traitement 32 reste alimentée par un courant alternatif et le fonctionnement n'est pas modi- fié par la présence du pont redresseur 64. Le calibre et la graduation des indicateurs 12, 14, 16 sont appropriés aux caractéristiques des transformateurs de courant 22, 24, 26 pour permettre une lecture directe du courant. Ceci nécessite une gamme d'indicateurs corres- pondant à la gamme de transformateurs de courant utilisée. Il est possible de faire usage de la résistance de shuntage 58 pour modifier le calibre de l'indicateur 12, 14, 16 ce qui permet l'emploi d'un indicateur unique pour une gamme de courants en utilisant des adaptateurs ou résistances 58 differents. Dans ce cas il est préférable d'utiliser une résistance 58 relativement faible par rapport à l'indica- teur 12 pour couvrir une large gamme de courants à mesurer. L'adaptateur 58 approprié est incorporé au montage du dis- joncteur 18 ce qui évite tout risque d'erreur, notamment de choix d'indicateurs appropriés. L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de mise en oeuvre plus particulièrement décrits. 256,2673 REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure et d'indication du courant dans un tableau ou coffret (10) de distribution électrique compre- nant au moins un indicateur (12, 14, 16) du courant circu- lant dans un circuit (RST) du tableau, ledit indicateur etant disposé en face avant du tableau, et au moins un transformateur (22, 24, 26) de courant d'un appareil (18) dudit tableau, tel qu'un disjoncteur ou contacteur à bol- tier moulé, de protection dudit circuit, ledit transforma- teur de courant délivrant un signal analogique image du courant circulant dans ledit circuit, ledit signal étant transmis à une unité (32) de traitement, qui délivre un signal de déclenchement temporisé ou instantané dudit appa- reil en cas de dépassement d'un seuil de surcharge ou de court-circuit, caractérisé en ce que ledit bottier comporte des bornes (54, 56) intercalées dans le circuit (52) de liaison du transformateur (22, 24, 26) de courant à l'unité (32) de traitement, ledit indicateur (12, 14, 16) étant raccordé auxdites bornes (54, 56) pour une connexion en série de l'indicateur (12, 14, 16) et de l'unité (32) de trai- tement et pour la visualisation de l'intensité du courant circulant dans ledit circuit (RST). 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit appareil (18) comporte un déclencheur electronique constitué par ledit transformateur (22, 24, 26) de courant, par l'unité (32) de traitement et par un relais (30) de déclenchement actionné par ladite unité de traite- ment en cas de surcharge ou de court-circuit. 3. Dispositif de mesure selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce qu'un transformateur (22, 24, 26) de cou- rant et un indicateur (12, 14, 16) conjugué sont associés à chacune des phases (RST) dudit circuit pour la mesure et l'indication des courants de chacunedes phases. 4. Dispositif de mesure selon la revendication 1, 2 ou 3, 2562673 caractérisé en ce- qu'un adaptateur (58), telle q'une résis- tanee disposée à l'intérieur dudit bottier (18). est con- necté auxdites bornes (54, 56) pour shunter ledit indica- teur (12, 14, 16) et transmettre le signal à l'unité (32) de traitement en cas de déconnexion de l'indicateur. 5. Dispositif de mesure selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la valeur de ladite résistance (58) de shunt est très grande par rapport à la résistance interne de l'indicateur (12, 14, 16). 6. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que ledit indicateur (12, 14, 16) est du type magnétoélectrique sensible au cou- rant continu, un redresseur (64) étant incorporé dans le circuit (52) de l'indicateur (12, 14, 16) pour redresser le signal. 7. Dispositif de mesure selon la revendication 6, caracté- risé en ce qu'un pont (64) de diodes est intercalé dans le circuit (52) de liaison du transformateur (22) de courant à l'unit; (32) de traitement, ce dernier circuit étant rac- cordé à une paire d'extrémités opposées du pont et les bornes (54, 56) pour l'indicateur (12) étant raccordées à l'autre paire d'extrémités opposées du pont pour délivrer à l'indicateur un signal redressé et à l'unité de traite- ment un signal alternatif. 8. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une résistance (58) interchangeable connectée auxdites bornes (54, 56) en parallèle dudit indicateur (12) pour une modification de calibre. 9. Disjoncteur (18) à boîtier moulé pour un dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il comporte un déclencheur électronique ayant au moins un transformateur (22) de cou- il 2562673 rant et une unité (32) de traitement dans lequel l'enroule- ment primaire du transformateur de courant est constitué par un conducteur (RST) de puissance du disjoncteur, l'une des extrémités de l'enroulement secondaire étant reliée à une première borne (54) d'une prise prévue sur le bottier moulé et dans lequel l'unité (32) de traitement est reliée d'une part à la deuxième borne (56) de la prise et d'autre part à l'autre extrémité de l'enroulement secondaire. 10. Disjoncteur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une résistance (58) logée dans ledit bottier (18) est reliée à ladite première borne (54) et à ladite deuxième borne (56).