Brevet FR2586137A1 — publié le 19870213

TELECOMMANDE D'OUVERTURE D'UN DISPOSITIF DE PROTECTION DIFFERENTIELLENQ1AMMENT D'UN DISJONCTEUR DIFFERENILEL DE BRANCHEMENT L'invention concerne une télécommande d'ouverture d'un dispositif de protection différentielle, notamment d'un disjoncteur différentiel de branchement, ayant un transformateur différentiel, dont L'enroulement secondaire est relié à un relais polarisé de déclenchement du disjoncteur. La fonction des dispositifs de protection différentielle consiste à déconnecter le réseau de distribution électrique lors de l'apparition d'un courant de défaut à la terre. L'enroulement secondaire du transformateur homopolaire alimente la bobine de commande du relais polarisé qui envoie un ordre de déclenchement lorsque le courant de défaut dépasse un seuil prédéterminé; Le relais coopère avec le mécanisme de coupure pour provoquer l'ouverture des contacts de l'appareil électrique. Les normes d'installation et les prescriptions de sécurité exigent la présence d'un système d'interruption générale de l'alimentation électrique d'un abonné. Ce système doit etre facilement accessible, par exemple en présentant une manette de commande manuelle destinée à assurer l'interruption en cas de besoin, notamment en cas d'intervention sur l'installation électrique. Cette fonction est générale- ment procurée par le disjoncteur de branchement lui-même, disposé en tête du tableau électrique de l'abonné. Le rôle de sectionnement et d'interruption de secours du disjoncteur est néanmoins compromis lorsque le disjoncteur est disposé en un endroit difficilement accessible, par exemple en cas de logement dans une gaine située sous le plafond. La manette n'est plus accessible, ce qui risque de compromettre la sécurité des personnes en cas d'intervention sur l'installation électrique. L'ouverture à distance du disjoncteur différentiel permet de pallier à cet inconvénient. La figure 1 montre un dispositif connu d'ouverture à distance d'un disjoncteur différentiel 10 comprenant un transformateur 12 de détection d'un courant homopolaire, à circuit magnétique 14 en forme de tore traversé par les conducteurs de phase L et de neutre N d'un réseau monophasé de distribution électrique. Sur le tore, est bobiné un enrouLement secondaire 16 de mesure connecté à un relais 18 polarise de déclenchement susceptible d'actionner le mécanisme du disjoncteur 10 pour provoquer L'ouverture des contacts 20 inserés dans les conducteurs L et N. Un circuit test 22 est connecté aux bornes des conducteurs L et N en amont 24 et en aval 2 du transformateur différentiel 12, et comporte en serie une resistance 28 et un bouton test 30.La fermeture du bouton test 30 permet une simulation d'un défaut différentiel pour vérifier le bon fonctionnement du déclencheur différentiel ou pour commander le déclenchement du disjoncteur 10. La mise en parallèle sur le bouton test 30 d'un bouton poussoir auxiliaire 32 permet une commande à distance d'ouverture du disjoncteur 10. Le bouton poussoir 32 est inséré électriquement dans une ligne de télécommande 34, et sa fermeture provoque un courant différentiel artificiel dont la détection par le transformateur différentiel 12 déclenche l'ouverture des contacts 20 du disjoncteur 10. Un tel dispositif connu est décrit par exemple dans le brevet français N" 2.440.609 de la demanderesse. Ce type de module de teléouverture pour disjoncteur différentiel nécessite obligatoirement une prise ou borne extérieure de raccordement de la ligne de télécommande. Un tel dispositif n'est pas adapté en cas d'utilisation comme disjoncteur de branchement ou d'abonné, lequel doit être obligatoirement soumis à des essais de conformité par application d'ondes de choc à 6 kV entre les conducteurs L et N du réseau, et à 8 kV entre pâles et terre. Le problème posé est alors la tenue diélectrique du disjoncteur, notamment le respect des lignes de fuite et des distances d'isolement dans l'air. Pour rendre l'installation conforme aux prescriptions, il serait nécessaire de faire appel à des câbles spéciaux et à des relais à très haute tension pour avoir une distance d'ouverture supérieure à quatre millimètres. Le prix de fabrication d'un tel dispositif serait particulièrement onéreux. La figure 2 représente un-autre dispositif connu d'ouverture à distance d'un disjoncteur ou interrupteur différentiel 40. Un enroulement tertiaire 42 est bobiné sur Le tore 14 du transformateur différentiel 12, et est connecté dans une ligne de liaison ou de télécommande 34 avec mise en série d'une résistance 44 de Limitation du courant. L'ordre d'ouverture à distance est appliqué à des bornes 46 d'ati- mentation de la ligne 34. L'application de ce dispositif à un disjoncteur de branchement n'est pas recevable à cause du risque de court-circuitage des bornes 46 d'alimentation de l'enroulement tertiaire 42. En effet, le shuntage volontaire ou accidentel des bornes 46 provoquerait une modification de la valeur du seuil de déclenchement du disjoncteur différentiel.De même, une injection de courant continu dans l'enroulement tertiaire 42 conduirait à modifier Le seuil de déclenchement, voir à provoquer La paralysie de la protection différentielle en fonction des valeurs de la résistance 44 et de l'impédance de l'enroulement tertiaire 42. Selon un autre dispositif connu décrit dans le brevet fran catis NO 2.411.497, une prise de sortie en aval du disjoncteur différentiel peut coopérer avec une fiche extérieure équipée de broches de raccordement destinées a s'enficher dans la prise. La fiche est dotée d'un interrupteur auxiliaire à bouton poussoir agencé pour provoquer délibérement un courant de défaut entre le conducteur de phase et la terre. Ce type de dispositif n'est pas adapté à un disjoncteur de branchement, car il présente le même inconvénient que celui de la fig. 1, c'est-å-dire le problème de la tenue diélectrique suite à l'application d'ondes de choc. L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de protection différentielle, notamment un disjoncteur différentiel de branchement ayant une télécommande d'ouverture insensible à toute action frauduleuse extérieure. Le dispositif d'ouverture à distance selon l'invention est caractérise en ce que le bottier du disjoncteur 50 porte des bornes 52, 54 de raccordement d'une ligne extérieure de commande et en ce que le circuit interne 60 audit boîtier de liaison desdites bornes à la bobine 56 de commande dudit relais 18 comporte des moyens d'isolation ne laissant passer qu'un signal alternatif de commande d'une valeur supérieure à un seuil prédéterminé, ledit seuil étant supérieur au seuil de déclenchement du relais 18. Les moyens d'isolation sont formés avantageusement par un élément semi-conducteur, notamment un thyristor, à éLectrode de commande reliée par une diode Zener audit circuit de liaison, de manière à rendre conducteur ledit élément semiconducteur des que ledit signaL alternatif de commande devient supérieur à la tension de conduction de la diode Zener. En L'absence de signal alternatif de commande aux bornes du circuit de liaison, le déclencheur différentieL est isolé galvaniquement du circuit extérieur, et est insensible à toute manipulation frauduleuse, par exemple de shuntage des bornes ou d'injection d'un signal continu. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin de la fig. 3. Le bottier isolant du disjoncteur différentiel 50 (fig. 3) est équipé de deux bornes 52, 54 de raccordement d'une ligne extérieure de commande (non représentée) au déclencheur différentiel. L'enroulement secondaire 16 du tore 14 est branché directement à la bobine 56 de commande du relais polarisé 18, et une diode 58 est connectée en paralléle sur l'enroulement 16. Le circuit de liaison 60 disposé à l'in térieur du boîtier pour relier électriquement les bornes 52, 54 à la bobine 56 de commande du relais de déclenchement 18, comporte un élément semi-conducteur, notamment un thyristor 58 à sens de conduction correspondant à la polarité du relais 18. Le thyristor 58 comprend une électrode de commande reliée à la borne 52 par l'intermédiaire d'un circuit d'amorçage comportant une résistance 62 en série avec une diode Zener 64.Le circuit de liaison 60 comporte de plus un condensateur 66 agencé entre l'anode du thyristor 58 et la borne 52 pour assurer le blocage d'un signal de courant continu. Une diode 68 est connectée dans le circuit de liaison 60 en série avec le thyristor 58, la cathode de la diode 68 étant branchée à la borne 54. Le fonctionnement du disjoncteur différentiel 50 à télécommande d'ouverture selon la fig. 3 est le suivant : En l'absence d'un signal alternatif de commande aux bornes 52, 54, le thyristor 58 est bloqué, de manière à isoler galvaniquement le déclencheur différentiel des bornes 52, 54. Le shuntage de ces dernières n'affecte pas le seuil de déclenchement différentiel du disjoncteur 50 grâce au blocage du thyristor 58 qui constitue un moyen efficace d'isolation. Le déclencheur différentiel est insensible à tout signal continu appliqué aux bornes 52, 54 grâce à la présence du condensateur 66 d'arrêt. Lors de l'émission d'un signal alternatif aux bornes 52, 54 du circuit de liai son 60, le déclencheur différentiel (tore 14 et relais 18) reste galvaniquement isolé des bornes 52, 54 tant que la valeur de la tension de conduction de la diode Zener 64 n'est pas atteinte. Dès que le signal alternatif de commande aux bornes 52, 54 devient supérieur à la tension de conduction de la diode Zener 64, le thyristor 58 devient conducteur et permet l'excitation de la bobine 56 de commande du relais 18 pour assurer le déclenchement du disjoncteur 50. Le courant d'excitation de la bobine 56 est suffisamment fort pendant la phase d'ouverture à distance malgre la présence en parallèle de l'enroulement secondaire 16 du transformateur différentiel 12. On remarque que les constituants du circuit de liaison 60 interne forment des moyens d'isolation qui ne laissent passer qu'un signal alternatif de commande ayant une valeur prédéterminée, obligatoirement supérieure au seuil de déclenchement du relais 18. IL est bien entendu que le thyristor 58 peut être remplacé par un autre élément ou dispositif semi-conducteur, notamment un transistor. REVENDICATIONS 1. Télécommande d'ouverture d'un dispositif de protection différentielle, notamment d'un disjoncteur différentiel de branchement, ayant un transformateur différentiel (12), dont l'enroulement secondaire (16) est relié à un relais (18) polarisé de déclenchement du disjoncteur, caractérisée en ce que le boîtier du disjoncteur (50) porte des bornes (52, 54) de raccordement d'-une ligne extérieure de commande et en ce que le circuit interne (60) audit boitier de liaison desdites bornes à la bobine (56) de commande dudit relais (18) comporte des moyens d'isolation ne laissant passer qu'un signal alternatif de commande d'une valeur supérieure à un seuil prédéterminé, ledit seuil etant supérieur au seuil de déclenchement du relais (18). 2. Télécommande selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans ledit circuit de liaison (60) est connecté en série un élément semi-conducteur à sens de conduction correspondant à la polarité du relais (18) et ayant une électrode de commande, reliée par une diode Zener (64) en série d'une résistance (62) de limitation audit circuit, de manière à rendre conducteur ledit semi-conducteur dès que ledit signal devient supérieur à la tension de conduction de la diode Zener (64). 3. Télécommande selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit élément semi-conducteur est un thyristor (58). 4. Télécommande selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que ledit circuit de liaison (60) comporte un condensateur (66) de blocage d'un signal de courant continu. 5. Télécommande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit circuit de liaison (60) comporte de plus une diode (68) connectée en série du thyristor (58).