Brevet FR2708796A3 — publié le 19950210

FR 2708796 A3 19950210 FR 9309443 A 19930730 PRISE ELECTRIQUE DE SECURITE Grâce au progrès et au développement de l'industrie, la qualité de la vie humaine s'est progressivement améliorée et une gamme de produits électriques a été introduite avec pour résultat l'émergence d'une société électrique dans tous les aspects. Toutefois, du fait que la plupart des gens ne comprennent pas totalement la nature et l'utilisation normale de l'électricité, l'électricité est souvent mal utilisée et il en résulte des blessures ou des dommages comme cela est expliqué dans les situations suivantes 1. Fondamentalement, une prise électrique du secteur délivre de l'électricité à un appareil électrique, mais il arrive souvent que, du fait d'un manque de compréhension des principes électriques ou du fait de la recherche du côté pratique, de nombreuses prises électriques sont utilisées ou bien une rallonge electrique est utilisée pour alimenter de manière simultanée plusieurs appareils électriques. Ceci conduit à une surcharge électrique ou bien à l'appareil electrique qui entre en court-circuit, à la suite de quoi la prise électrique peut brûler immédiatement, ou bien le disjoncteur dans le coffret électrique peut disjoncter et couper l'alimentation afin d'empêcher le début d'un incendie. Toutefois, la plupart des disjoncteurs peuvent être classes sur le plan de la structure en mécaniques ou semi-mécaniques, la coupure du circuit dépendant d'une lame thermostatique interne qui doit atteindre une certaine température (pendant une surcharge typique, approximativement 4 secondes doivent s'écouler pour la dilatation thermique) avant que les lames thermostatiques ouvrent le circuit, et la probabilité qu'une catastrophe se développe est extrêmement forte pendant cette période. 2. Avec la plupart des appareils électriques, si l'appareil n'est pas branché correctement, par exemple si l'appareil est utilisé sans être mis à la terre, il est possible de subir une blessure physique grave par électrocution. De plus, même si l'appareil électrique est à la terre, et bien que le contact avec l'électricité soit relativement improbable, le volume de fuite de courant continu est extrêmement préjudiciable, une situation qui ne correspond pas aux principes de rendement économique. 3. Une observation générale de tous les appareils électriques sur le marché montre qu'ils ont des limites de tension maximum et minimum, par exemple 95 volts à 130 volts ou bien 190 volts à 250 volts et ainsi de suite, qui doivent être satisfaites si l'appareil électrique doit fonctionner normalement avec un rendement le plus élevé possible. Si la tension d'alimentation est instable, par exemple lorsque la tension chute excessivement, l'appareil électrique ne peut être mis en marche, et lorsque la tension augmente de manière excessive, l'appareil électrique arrive à surchauffer et même brûler. Dans cette situation, non seulement un appareil électrique couteux est détruit, mais en plus, du fait qu'un court-circuit est provoqué par la combustion de l'appareil électrique, la prise d'alimentation du secteur est soumise à une surcharge, ce qui constitue une situation fâcheuse. L'inventeur comprend les gens qui, par le passé, ont rencontré de serieux problèmes du fait de leur manque de connaissance de l'utilisation de l'électricité, et qui ont subi des blessures ou des débuts d'incendie, et a acquis plusieurs années d'expérience dans le domaine de la conception de la recherche, de la recherche et développement. A la suite d'un effort continu de recherche et d'amélioration se traduisant par plusieurs résultats expérimentaux, l'inventeur a conçu un type de prise électrique qui est structurellement sûr et protecteur, qui compense l'absence chez certains d'une connaissance correcte de l'utilisation de l'électricité, augmente efficacement la sécurité lors de l'utilisation de l'électricité, empêche l'apparition de situations dangereuses et assure la sécurité de la vie et des biens de l'utilisateur. Le but principal de l'invention est par conséquent de procurer une prise électrique de sécurité avec une procédure d'installation structurellement simple et néanmoins précise, la prise électrique détectant une surcharge, une fuite électrique, des surtensions, des chutes de tension et d'autres conditions anormales, et interrompant par ailleurs le passage du courant électrique pendant un bref intervalle de temps (0,1 seconde) comme mesure protectrice et d'avertissement afin d'empêcher une utilisation électrique anormale de se développer dans une situation dangereuse, mettant ainsi en jeu les caractéristiques de protection de la structure de l'installation et augmentant les fonctions d'utilisation sûres. Le but secondaire de l'invention est d'utiliser le dispositif de détection de surcharge conçu spécialement du circuit électronique dans la prise de sécurité de l'invention, qui peut détecter la situation de courant de surcharge électrique délivrée par la prise électrique, et interrompre par ailleurs rapidement dans des conditions de surcharge le branchement et émettre une tonalité d'alarme inhabituelle afin d'empêcher l'apparition de dommages dangereux et mettre ainsi en jeu la fonction d'alarme de sécurité. Un autre but de l'invention est d'utiliser le dispositif de détection de fuite électrique du circuit électrique de l'invention, qui détecte en permanence et dans toutes les conditions si la fuite électrique se produit depuis l'appareil électrique utilisé et, lorsqu'une fuite électrique est rencontrée, coupe rapidement le branchement et émet une tonalité d'alarme inhabituelle qui empêche non seulement le gaspillage continu de courant électrique, mais élimine également l'apparition d'un contact électrique dangereux avec le corps humain, offrant ainsi un bénéfice supplémentaire. Un autre but de l'invention est d'utiliser le dispositif de détection de surtension et de chute de tension du circuit électronique de l'invention, qui détecte le niveau de tension spécifique du courant électrique passant par la prise électrique, maintenant ainsi le courant électrique envoyé vers l'appareil électrique utilisé à une valeur normale, et dans des conditions normales ou la tension et le courant électrique montent ou chutent de manière significative, coupe par ailleurs rapidement le branchement et émet une tonalité d'alarme inhabituelle jusqu'à ce que la tension revienne à la normale, à la suite de quoi l'alarme s'arrête automatiquement et rétablit le branchement, empêchant ainsi l'apparition de blessures à cause de l'appareil électrique et du fait d'une tension instable et assurant ainsi une utilisation sûre de l'appareil électrique couteux. L'invention se rapporte à un type de structure de prise électrique de sécurité, et plus spécialement à un type de prise électrique de sécurité qui peut détecter des conditions de tension et de courant électriques pendant l'utilisation et se rapporte par ailleurs à une structure électronique de prise électrique qui maintient en permanence les fonctions de protection et d'alarme, qui se compose d'un capot, d'une embase et d'un circuit électronique assemblé sous la forme d'une unité, les dispositifs de détection de surcharge, de fuite électrique, de surtension et de chute de tension étant positionnés de façon structurelle sur le circuit électronique, et qui comprend en plus le dispositif de maintien d'état anormal et le dispositif de déclenchement d'alarme qui répondent dans un intervalle bref afin d'alerter l'utilisateur, empêchant ainsi l'apparition d'une blessure physique due à des surcharges ou à une fuite électrique de l'appareil électrique utilisé, et qui commande par ailleurs la réponse aux surtensions et aux chutes de tension afin de permettre à l'appareil électrique de conserver une tension de fonctionnement normale sûre lors de l'utilisation et d'augmenter sa durée de vie. La figure 1 est un dessin en perspective de l'invention. La figure 2 est un dessin en éclaté de l'invention. La figure 3 est un schéma du circuit électronique de l'invention. La figure 4 est un schéma de principe représentant la relation opérationnelle des dispositifs constituant la structure de l'invention. La figure 5 est un dessin de la première forme de réalisation de l'invention. La figure 6 est un dessin de la deuxième forme de réalisation de l'invention. La figure 7 est un dessin de la troisième forme de réalisation de l'invention. Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, l'invention se compose d'un type de structure de prise électrique de securité, plus spécialement un type de structure de prise électrique de sécurité qui détecte un courant électrique et une utilisation de tension et procure par ailleurs des fonctions de protection de sécurité grâce à une installation structurelle de prise électrique de sécurité électronique qui comprend un capot 1, une embase 2 et un circuit électronique 3 qui sont assemblés ensemble. Sur le capot 1 sont prévus plusieurs trous de fiche 11, le trou d'indication d'alarme 12, et d'autres trous. L'embase 2 s'emboîte dans le capot 1 qui possède des accouplements structurels qui permettent au capot 1 et à l'embase 2 d'être emboîtés ensemble sous la forme d'une unité. Un espace interne est défini après l'assemblage afin d'enfermer le circuit électronique 3, tout en permettant également l'insertion des connexions de circuit en permettant aux trous de fiche 11 et au trou d'indication 12 sur le capot 1 d'avoir un accès au circuit électronique 3. Les branchements de circuit du circuit électronique 3 présentent par ailleurs des accès de branchement aux fiches 21 sur le côté inférieur de l'embase 2, permettant ainsi au capot 1, au circuit électronique 3 et aux fiches 21 de former une unité intégrée. Le dispositif de détection de surcharge 31, le dispositif de détection de fuite électrique 32, le dispositif de détection de chute de tension 33, le dispositif de détection de surtension 34, le dispositif de maintien d'état anormal 35, le dispositif de déclenchement d'alarme 36 et d'autres composants électroniques sont positionnés séparément sur le circuit électronique 3. Comme cela est représenté sur la figure 3 et la figure 4, le dispositif de détection de surcharge 31 se compose d'un module électronique qui détecte des conditions de charge de courant électrique (protection de courant électrique excessif) au niveau de la sortie d'alimentation électrique du secteur et qui possède un réglage d'ampérage pour une utilisation sûre, de telle sorte que, chaque fois que le nombre d'ampères dépasse ledit réglage, par exemple lorsque plusieurs prises électriques alimentent simultanément plusieurs appareils électriques en cours d'utilisation, ce qui conduit à une charge excessive ou bien au fait que les appareils électriques branchés entrent en courtcircuit, pendant une période d'environ 0,1 seconde, le dispositif de déclenchement d'alarme 36 ouvre instantanément le contact électrique en 37, coupant la lampe d'indication et l'alarme sonore audible, alors que le dispositif de maintien d'état anormal 35, une fois que le courant électrique est supprimé, reste dans un mode d'état anormal afin de supprimer de façon continue la fonction d'alimentation électrique de la prise. A moins que l'anomalie soit éliminée (en débranchant les appareils électriques en trop ou en supprimant l'appareil électrique en court-circuit et ainsi de suite), le contact d'annulation (bouton de réenclenchement) 351 doit être enfoncé avant que les conditions d'alimentation électrique soient ramenées à la normale, et si l'anomalie n'est pas éliminée et si le contact d'annulation 351 seul est enfoncé, le fonctionnement ne peut pas être ramené à la normale. Le dispositif de détection de fuite électrique 32 se compose d'un module électronique qui détecte s'il y a une fuite électrique d'un appareil électrique en détectant la sortie et le retour de courant électrique, et chaque fois que la différence entre le courant de retour et le courant de sortie est de 30 milliampères, ceci indique la présence d'une fuite électrique. A la suite de cela, le dispositif de déclenchement d'alarme 36 ouvre le contact électrique en 37, coupant la lampe indicatrice et l'alarme sonore audible, alors que le dispositif de maintien d'état anormal 35 commande l'arrêt du fonctionnement jusqu'à ce que la condition de fuite électrique soit éliminée. Le contact d'annulation 351 peut être ensuite enfoncé afin de rependre l'utilisation normale. Le dispositif de détection de chute de tension 33 se compose d'un module électronique qui détecte le courant électrique et la tension qui a un réglage de référence de valeur limite de tension minimum, la valeur limite de tension minimum mentionnée ci-dessus correspondant aux exigences de tension d'utilisation minimum de la plupart des appareils électriques sur le marché. Si elle est réglée à 95 volts (dans le cas d'une alimentation électrique utilisable de 100 volts) ou à 190 volts (dans le cas d'une alimentation électrique utilisable de 220 volts) et ainsi de suite, lorsque le courant électrique et la valeur de tension de la prise électrique sont inférieures aux valeurs minimum mentionnées ci-dessus, la détection du dispositif de détection de chute de tension 33 commande immédiatement le dispositif de déclenchement d'alarme 36, ouvrant le contact électrique en 37 tout en coupant la lampe indicatrice et l'alarme sonore audible. Ceci empêche la chute de tension d'apparaître et d'endommager l'appareil électrique. Le dispositif de détection de surtension 34 se compose d'un module électronique qui détecte le courant electrique et la tension qui a un réglage de référence de valeur limite de tension maximum. La valeur limite de tension maximum mentionnée ci-dessus correspond aux exigences de tension utilisable maximum dans la plupart des appareils électriques sur le marché. Si elle est réglée à 130 volts (dans le cas d'une alimentation électrique utilisable de 100 volts) ou à 250 volts (dans le cas d'une alimentation électrique utilisable de 220 volts) et ainsi de suite, lorsque le courant électrique et la valeur de tension de prise électrique sont supérieurs aux valeurs maximum mentionnées ci-dessus, la détection du dispositif de détection de surtension 34 commande alors immédiatement le dispositif de déclenchement d'alarme 36, ouvrant le contact électrique en 37, tout en coupant également la lampe indicatrice. Ceci empêche la tension élevée d'entrer dans l'appareil électrique et de conduire à un endommagement thermique. Les dispositifs mentionnés cidessus sont intégres, le dispositif de détection de surcharge 31, le dispositif de détection de fuite électrique 32, le dispositif de détection de chute de tension 33, le dispositif de détection de surtension 34, ainsi que le dispositif de maintien d'état anormal 35 et le dispositif de déclenchement d'alarme 36 et ainsi de suite se trouvant sur le circuit électronique 3, ce qui permet à la prise électrique de sécurité de l'invention d'être utilisée pour la protection de courant électrique, la protection de fuite électrique, la protection de chute de tension, la protection de surtension et d'autres fonctions, et d'assurer par ailleurs la sécurité de la vie et des biens de l'utilisateurs. Lorsque la prise électrique de sécurité de l'invention est branchée dans une prise secteur conventionnelle et est utilisée pour délivrer l'électricité à un appareil électrique typique, comme cela est représenté sur la figure 5, l'invention devient un type de structure de protection entre la sortie secteur conventionnelle et l'appareil électrique. L'utilisateur peu au fait des principes électriques couramment connus ou cherchant le côté pratique, ou bien lorsque l'appareil électrique est déjà en court-circuit, va dans la plupart des cas surcharger la sortie secteur conventionnelle mentionnée ci-dessus, amenant la charge de circuit elle-même à devenir excessive et le coffret électrique à disjoncter ou brûler. Dans la plupart des cas sérieux, il est probable que le câblage entier brûle comme dans le cas d'une combustion de circuit électrique qui se développe rapidement en un incendie. Toutefois, si la prise électrique de sécurité de l'invention est utilisée dans les situations de surcharge mentionnées ci-dessus, il n'est pas nécessaire d'attendre que le disjoncteur du coffret électrique coupe le branchement. Plus précisément, le dispositif de détection de surcharge 31 du circuit électronique 3 détecte immédiatement et répond en déclenchant la protection de coupure électrique, et le ronfleur 361 et l'indicateur de courant électrique anormal 362 du dispositif de déclenchement d'alarme 36 émettent des signaux sonores et lumineux. Par ailleurs, si une fuite électrique se développe dans un appareil electrique branché sur l'invention, le volume d'électricité gaspillée peut être dangereux pour les gens, mais après utilisation de la prise électrique de sécurité de l'invention, si un appareil électrique présente une fuite électrique ou provoque un choc lors d'un contact corporel, le dispositif de détection de fuite électrique détecte immédiatement et répond en déclenchant la protection de coupure d'électricité, et le ronfleur 361 et l'indicateur de courant électrique anormal 362 émettent des signaux sonores et lumineux, empêchant non seulement la perte continue de volume électrique, mais offrant par ailleurs une protection physique contre un choc électrique dangereux. Toutefois, une fois que la situation anormale (surcharge ou fuite électrique) est éliminée et que le contact d'annulation 351 est enfoncé, une utilisation normale peut reprendre, permettant d t obtenir l'assurance d'une sécurité pour la vie et les biens. En ce qui concerne le dispositif de détection de chute de tension 33 et le dispositif de détection de surtension 34 du circuit électronique 3 de l'invention, lorsque l'électricité est amenée dans le boîtier de prise électrique de sécurité de l'invention et au moment de l'apparition des conditions instables de la chute de tension et de la surtension, la tension chutant à 95 volts ou bien la tension montant à 130 volts pour une utilisation à 110 volts, ou bien la tension chutant à 190 volts ou la tension montant à 250 volts pour une utilisation à 220 volts, les tensions comparatives prédéterminées des deux dispositifs de détection de tension 33 et 34 du circuit électronique 3 de l'invention commandent immédiatement et directement le dispositif de déclenchement d'alarme 36 et disjonctent afin de couper l'électricité. La lampe d'indication de tension anormale 363 et le ronfleur 361 émettent des signaux lumineux et sonores afin d'indiquer à l'utilisateur que la tension est insuffisante ou excessive et coupent l'alimentation afin d'empêcher la tension instable du courant électrique mentionnée ci-dessus d'entrer dans l'appareil électrique, permettant à l'appareil électrique d'éviter une situation dans laquelle l'appareil ne peut être mis en route du fait d'une chute de tension ou est endommagé par surchauffe du fait d'une surtension jusqu'au retour anormal de la tension. L'appareil électrique peut alors continuer à être utilisé en fonctionnement normal, mettant ainsi parfaitement en jeu la protection de l'appareil électrique grâce à l'utilisation de cette caractéristique de sécurité unique et permettant à l'appareil électrique couteux et de valeur d'être totalement protégé et non pas soumis à des conditions défavorables du fait de l'utilisation d'une tension instable. Ceci permet à l'utilisateur de jouir en toute sécurité et en toute confiance de l'appareil et d'avoir l'assurance complète d'une sécurité pour la vie et les biens, alors que les besoins psychologiques de l'utilisateur sont satisfaits. En ce qui concerne l'installation de l'invention, et bien que l'invention ait été décrite comme étant installee à l'extérieur de la prise secteur conventionnelle, l'invention peut également être installée dans les murs, dans les cas de constructions neuves ou de logements faisant l'objet d'une rénovation, comme cela est représenté sur la figure 6, devenant ainsi un type de prise électrique de sécurité qui ne nécessite pas une prise secteur conventionnelle. L'invention peut egalement être installée comme une prise de protection fixée à une rallonge, comme cela est représenté sur la figure 7. REVENDICATIONS 1. Prise électrique de sécurité, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un capot (1), d'une embase (2) et d'un circuit électronique (3) qui sont assemblés, plusieurs trous de fiche (11) et un trou indicateur d'alarme (12) étant disposés sur ledit capot (1), ladite embase (2) s'emboîtant sur ledit capot (1) qui possède des accouplements structurels qui permettent au capot (1) et à ladite embase (2) d'être emboîtés sous la forme d'une unité et, après assemblage, un espace etant défini afin de renfermer ledit circuit électronique (3), lui permettant d'être utilisé par branchement dans une prise d'alimentation électrique du secteur conventionnelle et de détecter la situation d'utilisation du courant et de la tension électrique, tout en permettant par ailleurs à l'appareil électrique d'être utilisé dans des conditions de tension normale et d'augmenter la durée de vie de l'appareil électrique. 2. Prise électrique de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'embase (2) de la prise électrique de sécurité possède des fiches (21) qui peuvent venir dans une prise d'alimentation électrique du secteur conventionnelle. 3. Prise électrique de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que, l'insertion des branchements de circuit à travers les trous de prise électrique (11) et le trou d'indicateur d'alarme (12) dans ledit capot (1), qui permettent le branchement sur ledit circuit électronique (3), est prévue une fois que ledit capot (1) est monté sur ladite embase (2) afin d'enfermer ledit circuit électronique (3). 4. Prise électrique de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de détection de surcharge (31), le dispositif de détection de fuite électrique (32), le dispositif de détection de chute de tension (33), le dispositif de détection de surtension (34), le dispositif de maintien d'état anormal (35), le dispositif de déclenchement d'alarme (36) et d'autres composants électroniques sont positionnés de façon séparée sur ledit circuit électronique (3). 5. Prise électrique de sécurité selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit dispositif de détection de surcharge (31) se compose d'un module électronique qui détecte des conditions de charge de courant électrique au niveau de la prise d'alimentation électrique du secteur et qui a des réglages d'ampérage pour une utilisation sûre et protectrice. 6. Prise électrique de sécurité selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit dispositif de détection de fuite électrique (32) se compose d'un module électronique qui détecte si il y a une fuite électrique au niveau de l'appareil électrique en détectant la différence entre la sortie et le retour du courant électrique de façon à assurer une utilisation sûre et protectrice. 7. Prise électrique de sécurité selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit dispositif de détection de chute de tension (33) et ledit dispositif de détection de surtension (34) se composent tous deux d'un module électronique qui détecte la tension et le courant électrique sur la base de réglages de référence de valeur limite de tension minimum et maximum respectives, permettant ainsi à la prise électrique de maintenir une certaine plage de tension normale délivrée à l'appareil électrique. 8. Prise électrique de sécurité selon la revendication 4, caractérisée en ce que, lorsque la charge de courant électrique délivrée est excessive, ledit dispositif de détection de surcharge (31), sur une période extrêmement courte, sensiblement 0,1 seconde, amène le dispositif de déclenchement d'alarme (36) à ouvrir instantanément le contact électrique (37) et à couper la lampe d'indication et l'alarme sonore audible, alors que le dispositif de maintien d'état anormal (35), avant l'élimination de la situation de surcharge anormale, reste dans le mode d'état anormal afin d'invalider de façon continue la fonction d'alimentation électrique de la prise électrique, le bouton d'annulation (361) étant enfoncé afin de revenir à un fonctionnement normal une fois que l'anomalie est éliminée. 9. Prise électrique de sécurité selon la revendication 6, caractérisée en ce que, lorsque ledit dispositif de détection de fuite électrique (32) détecte que le volume d'électricité de sortie et d'entrée dépasse l'ampérage déterminé, le dispositif de déclenchement d'alarme (36) ouvre le contact électrique, coupant la lampe indicatrice et 11 alarme sonore audible, alors que le dispositif de maintien d'état anormal (35), avant l'élimination de la situation de surcharge anormale, reste dans un mode d'état anormal afin d'invalider de façon continue la fonction d'alimentation de la prise électrique, le bouton d'annulation (361) étant enfoncé afin de revenir à un fonctionnement normal une fois que l'anomalie est éliminée. 10. Prise électrique de sécurité selon la revendication 7, caractérisée en ce que, lorsque la valeur de tension délivrée chute en dessous de la limite de valeur de tension minimum ou lorsque la valeur de tension délivrée passe au-dessus de la limite de valeur de tension maximum, ledit dispositif de détection de chute de tension (33) et ledit dispositif de détection de surtension (34) répondent à la situation, le dispositif de déclenchement d'alarme (36) ouvrant alors le contact électrique, coupant la lampe indicatrice et l'alarme sonore audible et protégeant ainsi l'appareil électrique en maintenant effectivement la tension délivrée dans une plage de tension sûre et utilisable sur la base du contrôle de la stabilité de la tension délivrée.