Brevet FR2659744A1 — publié le 19910920

DISPOSITIF DE DETECTION DE DEFAUTS D1ISOUMENT éLECTRIQUE POUR INSTAlLATION SOUS TENSION La présente invention se rapporte au domaine de la détection des défauts d'isolement électrique, et plus particulièrement à la détection de tels défauts dans une installation électrique ou électronique sous tension alimentée par un réseau de distribution classique, c'est-à-dire en mode neutre relié directement à la terre (connu sous la désignation mode Terre-Terre ou encore mode TT). L'existence de contrôleurs permanents d'isolement est connue, mais ce type de contrôleur n'est utilisable que dans le cadre exclusif d'un réseau de distribution en mode de neutre isolé de la Terre (connu sous la désignation mode IT) fondamentalement différent du réseau en mode TT ; dans le réseau IT, en effet, aucune protection de type disjonctif ou interrupteur différentiel n'est prévu du fait que, l'impédance d'isolement du neutre étant élevée, le courant de défaut d'isolement est toujours très faible (par exemple une impédance d'isolement de 3500 Ohms donne un courant de fuite de 63mA). Au contraire, dans une distribution électrique classique - l'alimentation est fournie par un transformateur triphasé de ligne (Moyenne Tension MT/380V) délivrant 380 Volts entre phases, et 220 Volts entre chaque phase et un neutre N relié directement à la Terre > - l'installation à surveiller est reliée également à la Terre par un conducteur de protection et - l'installation est protégée par un disjoncteur différentiel qui sanctionne l'apparition d'un défaut d'isolement en coupant l'alimentation. Ainsi, lorsqu'un défaut d'isolement apparaît par mise en contact d'un conducteur actif (phase ou neutre) avec une masse métallique de l'installation, un courant de fuite I circule dans le conducteur de protection. Les courants aller et retour présentent alors, au niveau du disjoncteur, une différence d'intensité égale à I; cette différence déclenche l'action du disjoncteur lorsqu'elle est supérieure à un seuil prédéterminé égal, par exemple, à 500mA. Pour éviter la paralysie de l'installation et la recherche pénible du défaut d'isolement décelable uniquement lorsque l'installation est sous tension, certains utilisateurs peuvent être tentés d'empêcher le déclenchement du disjoncteur en coupant le conducteur de protection ; mais une telle solution est à proscrire car elle met directement en jeu la vie de ces utilisateurs. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour la détection des défauts d'isolement électrique d'une installation sous tension, alimentée par un réseau de distribution en mode de neutre N relié directement à la Terre T (mode TT) équipé d'un disjoncteur différentiel, un tel dispositif, caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur d'isolement couplé à un montage détecteur de courant de fuite, le transformateur étant branché à volonté - d'une part, à la sortie du disjoncteur - et, d'autre part, à l'installation à surveiller, et en ce que ce montage détecteur est relié au châssis métallique de l'installation par l'intermédiaire d'un conducteur d'isolement pour détecter le courant de fuite lorsqu'apparaît un défaut d'isolement dans l'installation. caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur d'isolement et un montage détecteur de courant de fuite, le transformateur étant couplé - d'une part, à la sortie du disjoncteur pour fournir une tension d'alimentation à l'installation à surveiller, - et, d'autre part, au montage détecteur de courant de fuite, et en ce que ce montage détecteur est relié au châssis métallique de l'installation par l'intermédiaire d'un conducteur d'isolement pour détecter le courant de fuite lorsqu'apparaît un défaut d'isolement dans l'installation. La présente invention a pour avantage principal qu'elle permet de repérer une installation ou un appareil défectueux, ou encore un élément défectueux d'un appareil, sans avoir à couper l'alimentation d'autres installations ou appareils connectés au même réseau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de la figure unique annexée qui représente un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur la figure unique est représenté un dispositif de détection de défaut d'isolement 1, conforme à l'invention, pour une installation 2 alimentée sur un réseau de distribution en mode neutre relié à la Terre (mode TT), au travers d'un transformateur 3 (MT/380 V) et d'un disjoncteur différentiel 4 montés en série. Le dispositif 1 comprend un transformateur d'isolement basse tension/basse tension (BT/BT) 5, qui alimente en énergie électrique un montage de détection de courant de fuite représenté à l'intérieur d'une ligne fermée en pointillé 6. L'installation à surveiller 2 est alimentée au travers du transformateur d'isolement 5, et son conducteur d'isolement 7 est relié à une Terre électrique 8 du montage détecteur 6 via une résistance 9 servant de potentiel de référence de tension. Le dispositif 1 applique à l'installation à surveiller, outre la tension d'alimentation en énergie électrique, une tension continue de surveillance grâce à une alimentation continue 10. Lorsqu'un défaut d'isolement apparaît, le courant de fuite est amené à l'entrée du dispositif 1 par le conducteur 7, puis circule dans la résistance 9 reliée à la Terre 8. Grâce à un comparateur 11, la composante continue de la tension qui est développée aux bornes de la résistance 9, sous l'effet du courant de fuite continu provoqué par la tension continue de surveillance, est filtrée (par tout filtrage capacitif connu) et comparée à une tension de seuil prédéterminée ; cete tension de référence est fournie par une diode Zener 12 polarisée par l'alimentation continue 10.Lorsque la valeur de la tension aux bornes de la résistance 9 est supérieure à la valeur de seuil, une alarme lumineuse 13 est alors déclenchée par l'intermédiaire d'un relais électronique. Le dispositif selon l'invention permet ainsi de détecter et de localiser tout défaut d'isolement dans une installation montée sur un réseau d'alimentation Terre-Terre (TT) ; les mesures effectuées à l'aide du dispositif selon l'invention permettent, par exemple, de détecter des courants de fuite de l'ordre de 200mA. Le dispositif de l'invention se présente sous forme d'un ensemble facilement transportable, le montage détecteur étant monté dans un boîtier fixé au transformateur d'isolement. La réalisation décrite n'est donnée qu'à titre d'exemple non limitatif ; en particulier, l'homme de l'art pourra rechercher par tout moyen à sa portée, à abaisser le seuil de détection du défaut d'isolement du dispositif selon l'invention en appliquant à un dispositif de grande sensibilité, par exemple un galvanomètre, la tension proportionnelle au courant de fuite. De plus, l'invention peut être appliquée à d'autres systèmes (par exemple installations alimentées en multiphasé) sans sortir de son champ d'application. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la détection des défauts d'isolement électrique d'une installation (2) sous tension, alimentée par un réseau de distribution en mode de neutre N relié directement à la Terre T (mode TT) équipé d'un disjoncteur différentiel (4), un tel dispositif (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur d'isolement (5) couplé à un montage détecteur de courant de fuite (6), le transformateur étant branché à volonté - d'une part, à la sortie du disjoncteur - et, d'autre part, à l'installation (2) à surveiller et en ce que ce montage détecteur (6) est relié au châssis métallique de l'installation (2) par l'intermédiaire d'un conducteur d'isolement (7) pour détecter le courant de fuite lorsqu apparaît un défaut d'isolement dans l'installation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le montage détecteur de courant de fuite comporte une alimentation continue (10) permettant d'appliquer une tension continue de surveillance à l'installation (2), une résistance (9) dans laquelle circule le courant de fuite provenant du conducteur (7) lorsqu'apparaît un défaut d'isolement, la tension continue aux bornes de la résistance R étant alors filtrée et comparée à une valeur seuil grâce à un comparateur (11), et une alarme lumineuse (13) déclenchée par l'intermédiaire d'un relais (14) lorsque la tension continue est supérieure à cette valeur seuil.