Brevet FR2630583A1 — publié le 19891027

La-presente invention concerne un dispositif de décrochage de tension minimale, du type destiné à être associé aux mécanismes d'interruption d'un interrupteur automatique modulaire de protection, inséré sur une ligne électrique et comprenant un relais actionneur presen- tant une palette susceptible d'actionner ces mdcanismes b la. suite d'une baisse de la tension d ' a i i m e n t a t i o n d e i a ligne. Ainsl qu'il est connu, les dispositifs du type susdit sont destinés à protéger la ligne électrique en activant à l'ouverture l'inter- rupteur automatique quand le tension d'alimentation de cette ligne descend su-dessous d'une valeur préfixée. Plus particulièrement, la norme ILC 157-1 (Commission Electrotechnique Internationale) prévoit que de tels dispositifs de décrochage de tension minimale doivent activer l'interrupteur quand la valeur de tension présente sur la ligne électrique est comprise entre 70% et 35S de la tension nominale d'alimentation. En outre, le dispositif de décrochage doit empocher la fermeture de l'interrupteur quand la tension d'alimentation est inférieure à 35% de la valeur nominale, tandis qu'il ne doit pas en empêcher la fermeture pour des valeurs de tension d'alimentation égales ou supérieures à 85% de cette tension nominale. Une fois satisfaites les conditions spécifiques précitées, il existe la nécessité de pouvoir utiliser de tels dispositifs pour protéger soit une ligne électrique monophasée, alimentée evec des tensions comprises entre 48 et 380 volts, soit une ligne électrique triphasée avec des tensions composées comprises entre 220 et 3hU volts. Afin de répondre aux nécessités ci-dessus, la technique connue propose actuellement l'emploi d'un dispositif de décrochage comprenant une bobine comportant un noyau mobile asoie' et constamment alimentée par la tension de ligne de façon telle que le noyau est retenu à l'intérieur de celle-ci par la force électromagnétique fait que la tension se maintien au-dessus de la valeur minimale éyale à 70b ae la valeur nominale. Le noyau mobile est retenu dans la bobine à l'encontre de moyens élastiques qui le sollicitent constamment vers l'extérieur afin d'activer les mécanismes d'interruption de l'interrupteur automatique. Un projet précis, un dimensionnement approprié et un choix avisé des matériaux permettent de réaliser des bobines offrent une faiblie dissi peton de puissance électrique. Toutefois, les dispositifs de décrochage conformes à la technique connue, bien que répondant sensiblement au but recherché, présentent certains inconvénients qui sont présentés ci-dessous. Malgré l'emploi d'une bobine à falble dissipation de puissance, l'absorption de courant de celle-ci est de l'ordre de la dizaine de milliampères (10 mA) svec aes pertes par effet Joule dans le fer et dans le cuivre d'environ 1,5 Watt et avec la possibilité pour le dispositif d'atteindre en régime une sur-temp6rsture d'environ 9U. Le tarage du seuil d'intervention du dispositif est à la charge du ressort de rappel du noyau mobile de le bobine et c'est pourquoi il n'y a pas le possibilité de faire seriez un tel seuil de manière continue. quand la tensiun prend des veleurs voisines du seuil d'intervention, le dispositif se trouve affecté de ronflements fastidieux. En outre, du fait de l'encombrement de la bobine, ainsi que des mécanismes de réarmement automatique qu'il faut prévoir, les dispositifs de décrochage destinés aux lignes triphasées peuvent être réalisés uniquement en accouplant deux modules standard d'intarrupteurs automatiques chacun avec une bobine respective, avec les augmentations évidentes de coût et d'encombrement. Le problème technique qui est è la base de la présente invention est celui d'imaginer et fournir un dispositif de décrochage de tension minimale ayant des caractéristiques structurelles et fonctionnelles permettant de vaincre les inconvénients cités en liaison avec la technique connue. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit électronique de commande branché entre un conducteur de phase de la ligne et le relais et comportant une première partie de circuit de régulation du seuil d'intervention du dispositif et une seconde partie de circùit destinée è définir un retard d'intervention. D'eutres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés sur lesquels la fig. 1 représente une vue schématique d'un dispositif de décrochage conforme b l'invention, la fig. 2 représente une vue schématique du dispositif de le fig. 1 suivant une variante de réalisation et le fig. 3 représente une vue en perspective d'un interrupteur automatique moduleire associé au dispositif de la fig. 1. Si on se reporte b ces figures, la référence 1 désigne dans son ensemble et schématiquement un dispositif de décrochage de tension minimale conforme à la présente invention. Ce dispositif 1 est destiné 9 protéger une ligne électrique monophasée 2 à partir d'une baisse de la tension dielimentation a 70% de la valeur nominale et conformément b la norme IEC 157-1. A cet effet, le dispositif 1 comprend un relais ectionneur 3 offrent une conformation particulière. Ce relais 3 comprend un noyau 4 dont les extensions polaires 5 et 6 sont constituées par les branches verticeles de deux éléments 7 et 8 en L, dont les autres branches horizontales ont le même sens et sont superposées. Une feuille d'aluminium 9 est insérée, en qualité d'entrefer, entre ces branches horizontales. Le noyau 4 est porté, d'une manière classique en soi, par un bottier, non represente, du relais 3. En outre, autour de la branche verticale de l'extension 6, il est prévu un enroulement 10 de 2500 spires de fil il de cuivre émaillé, ayant un diamètre de 0,05 mm. Le relais 3 comprend en outre une palette de commande 12 articulée en un point solidaire du noyau 4 et mobile à partir des extensions polaires 5 et 6 et vers celles-ci, à l'encontre de moyens à ressort 13. Cette palette 12 est susceptible d'activer les mécanismes d'interruption de l'interrupteur 20. L'enroulement lu présente des bornes A et B de liaison avec un circuit électronique 14 de commande du relais 3. La borne B de l'enroulement 10 est directement branchée sur le conducteur neutre N de la ligne monophasée 2, tandis que la borne A est branchée sur une borne d'une résistance R1 dont l'autre borne est branchée sur le conducteur de phase F de la ligne 2, per l'intermédiaire du montage en série d'une résistance R2, d'une diode D1 et d'une diode Zener DZ. Le circuit 14 est par conséquent branché entre le conducteur de phase F de la ligne 2 et le relais 3, et les diodes Dl et DZ constituent une première partie de circuit 18 de régulation du seuil d'intervention du dispositif 1. Il est en outre prévu dans ce circuit 14 une seconde partie de circuit 19 comprenant un condensateur C1 branché en parallèle sur le monts- qe en série de la résistance R1 de l'enroulement 10. La présence - de la diode D1 et de la diode Zener DZ permet de régler le seuil d'intervention du dispositif, tandis qu'un retard d'inter-. vention est détermine par les valeurs du résister R1 et du condensateur C1. Dans une variante de réalisation présentée en se référant è la fig. 2, sur laquelle les éléments particuliers et les parties coopérantes ayant la même structure et le meme fonctionnement que pour le précédent exemple de réalisation sont indiqués avec les mêmes chiffres et repères de référence, le dispositif conforme è l'invention est destiné à protéger une ligne électrique triphasée 15. Cette ligne 15 est pourvue de conducteurs classiques de phase R, S et T et le dispositif conforme à l'invention est destiné à contrôler deux tensions composées de cette ligne triphasée en activant les mécanismes d'interruption de l'interrupteur 20 par l'intermé- diapre au seul relais 3. D'une manière plus particulière, le circuit 14 précédemment décrit est branché d'une part sur le premier conducteur de phase R et d'autre part sur la borne A du relais 3, tendis qu'un second circuit de commande 21 est branché entre le troisième conducteur de phase T de la ligne 15 et la borne B du relais 3. De manière encore plus précise, le relais 3 8 se borne 6 branchée sur le second conducteur de phase S, avec l'interposition d'un interrupteur Blectronique normalement ouvert 16, cons titué par exemple par un transistor. Le partie de commande 17 de cet interrupteur 16 est insérée entre le conducteur S et le troisième conducteur de phase T, par l'interm6- diaire du montage en série d'une résistance R3, ainsi que d'une diode D2 et d'une diode Zener DZ 2. quand la valeur de la tension composée présente entre les conducteurs de phase S et T tombe uu-dessous de 70% de, sa valeur nominale, l'interrupteur électronique 16 du second circuit 21 se trouve activé et ferme la liaison entre le relais 3 et le second conducteur de phase S; ce qui permet de tenir eussi sous contrôle l'autre tension composée présente entre les conducteurs R et S. Des essais de laboratoire effectués chez la Demanderesse ont démontré que l'absorption de courant de le part du dispositif conforme à l'invention se trouve située autour de le valeur de lmA (un milliempère). Une telle valeur de courant est particulièrement basse et entraîne une dispersion de puissance électrique par effet Joule très faible, ce qui évite des problèmes de surechauffement de l'ensemble du dispositif. En outre,. la puissance électrique minime nécessaire pour maintenir fermé le relais 3 du dispositif 1 permet d'utiliser dans le partie RC de retard 19 du circuit 14 un condensateur C1 ayant des dimensions particulièrement réduites. C'est pourquoi un grand avantage du dispositif conforme à l'invention réside dans le fait que le nombre- minime des composants utilisés permet de réaliser un dispositif de décrochage pour syètèmes triphasés logé dans un module unique, de 17,5 mm d'épaisseur, d'un interrupteur automatique de protection. Par ailleurs, il existe la possibilité de faire varier le seuil atinterruption d'une manière pratiquement continu et dans le respect total des normes. Le dispositif conforme à l'invention s'avère aussi particulièrement économique et simple è produire. REVENDiCAT lOb 1. Dispositif de décrochage de tension minimale (1), du type destiné à être associé aux mécanismes a'loterruption d'un interrupteur automatique moaulaire de protection (2U), inséré sur une ligne électrique (2) et comprenant un relais actionneur (3) présentant une palette (12) susceptible d'actionner ces mécanismes b la suite d'une baisse de la tension d'alimentation de la ligne (2), caractérisé en ce qu'il comprend un circuit électronique (14) de commande branché entre un conducteur de phase (F) de la ligne et le relais (3) et cumpurtant une première partie de circuit (18) de régulation du seuil d'intervention du dispositif (1) et une seconde partie de circuit (19) destinée à définir un retard d'intervention du dispositif (1). 2. Dispositif de décrochage suivant la revéndicetion 1, caracte- risé en ce que le relais (3) comprend un noyau (4) dont les extensions polaires (5, 6) sont constituées par des branches verticales de deux élé- ments (7, 8) en L dont les autres branches horizontales offrent le même sens et sont superposées, une feuille métallique (9) étant insérée, en qualité d'entrefer, entre elles. 3. Dispositif de décrochage de tension minimale, du type destiné à être associé aux mécanismes d'interruption d'un interrupteur automatique modulaire de protection (2U), inséré sur une ligne électrique triphasée (15) et comprenant un relais actionneur (3) présentant une palette (12) susceptible d'activer ces mécanismes à la sulte d'une baisse de la tension composée d'au moins deux phases de la ligne (15), caractérisé en ce qu'il comprend un premier (14) et un second (21) circuits électroniques de commande respectivement branchés entre un conducteur de phase (R, T) de la ligne (15) et le relais (3), au moins l'un (14) de ces circuits comportant une partie de circuit (18) de régulation du seuil d'intervention du dispositif et une seconde partie de circuit (19) destinée à définir un retard d'intervention du dispositif.