Brevet FR2767602A1 — publié le 19990226

DISPOSITIF DE SIGNALISATION D'UN DEFAUT ELECTRIQUE DANS UN DISPOSITIF DE COUPURE TEL UN INTERRUPTEUR DIFFERENTIEL La présente invention concerne un dispositif de signalisation d'un défaut électrique dans un dispositif de coupure tel un interrupteur différentiel comprenant: - une paire de contacts séparables par pôle, en liaison électrique avec une paire de bornes de raccordement, - un mécanisme de commande des contacts, - un déclencheur comprenant un moyen de détection d'un défaut électrique et un moyen de déclenchement tel un électro-aimant apte à provoquer l'ouverture des contacts lors d'un déclenchement automatique suite à un défaut, et, - un moyen de signalisation de l'état déclenché de l'appareil, comprenant un indicateur susceptible d'occuper soit une première position stable inactive, soit une seconde position i5 stable active de signalisation du défaut sous l'action de l'électroaimant. On connaît des interrupteurs ou disjoncteurs différentiels comportant un moyen de signalisation d'un défaut différentiel afin de permettre à l'utilisateur de détecter la présence d'un défaut d'isolation dans son installation électrique. Certains des moyens de signalisation connus se présentent sous la forme de voyants (systèmes à diodes électroluminescentes ou autres voyants lumineux) fonctionnant sous la dépendance de la source d'alimentation de l'installation électrique que le disjoncteur protège, Il en résulte qu'une sécurité optimale ne peut être obtenue pour l'utilisateur compte tenu du fait notamment que l'information d'un défaut différentiel n'est pas fiable quelque soit l'état de la source. D'autres de ces moyens sont mécaniques tel que décrit dans le document EP 0.275.750. Dans ce document, le déclencheur différentiel comprend un transformateur et un relais coopérant au moyen d'une barre de déclenchement avec le verrou du mécanisme, et avec un verrou de signalisation d'un levier indicateur de défaut. Le relais utilisé est un relais à deux positions stables, du type à accrochage magnétique. Or, ce type de relais est relativement cher et cette réalisation d'interrupteur met en oeuvre un nombre important de pièces. 2 2767602 On connaît également le document US 4.382.270 qui décrit un autre moyen de signalisation mécanique du type à solénoïde mais qui nécessite d'être réarmé individuellement. La présente invention propose un dispositif de signalisation du défaut pour un appareil de coupure notamment un disjoncteur différentiel, de conception simple, fonctionnant indépendamment de la source d'alimentation de l'installation et de surcroît auto-réarmable, ainsi qu'un interrupteur ou disjoncteur équipé de ce dispositif A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif du genre précédemment mentionné, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour retenir l'indicateur dans la seconde position précitée à l'encontre de l'action d'un moyen de rappel dudit indicateur dans la première position, de manière à mémoriser l'information de déclenchement jusqu'à une manoeuvre de fermeture de l'appareil. Selon une réalisation particulière de l'invention, l'indicateur est entraîné positivement par l'électroaimant entre les deux positions précitées. Selon une caractéristique particulière, le moyen de déclenchement précité est un électroaimant à noyau plongeant et l'indicateur est entraîné positivement par le noyau plongeant entre les deux positions précitées. Selon une autre caractéristique, le mécanisme de commande des contacts comprenant une manette reliée par une liaison mécanique de transmission à un organe d'entraînement des contacts, le moyen pour retenir l'indicateur dans la seconde position est entraîné par ladite manette. La présente invention a aussi pour objet un appareil de coupure et notamment un interrupteur ou disjoncteur différentiel équipé d'un dispositif comprenant les caractéristiques précédentes prises seules ou en combinaison. Mais d'autres avantages et caractéristiques apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels: 3 2767602 - Les figures 1 et 2 sont deux vues partielles en coupe longitudinale d'un disjoncteur différentiel selon l'invention, illustrant une réalisation particulière du dispositif de signalisation, respectivement, dans une position de repos et dans une position de signalisation d'un défaut, - les figures 3 et 4 sont deux vues partielles en perspective dudit appareil correspondant aux figures 1 et 2, - les figures 5, 6, 7 et 8 illustrent en perspective respectivement l'ergot d'entraînement du tiroir, l'indicateur, le tiroir et le ressort de rappel du tiroir, - les figures 9 et 10 sont deux vues similaires aux figures 1 et 2 illustrant une autre réalisation du dispositif de signalisation, - la figure 11 est une vue partielle en perspective, illustrant cette autre réalisation du dispositif, dans une position de signalisation, - la figure 1 la est une vue similaire à la précédente mais montrant le dispositif dans une position de repos, - les figures 12, 13, 14 et 15 illustrent en perspective, respectivement, l'ergot du tiroir, l'indicateur, le tiroir et le ressort du tiroir utilisé dans cette seconde réalisation et, - la figure 16 est une vue générale illustrant la partie intérieure d'un appareil équipé d'un dispositif conforme à la seconde réalisation de l'invention. Sur les figures, on voit un disjoncteur différentiel D logé dans un boîtier parallélépipédique 1, en matériau isolant moulé destiné à être monté à encliquetage sur un rail DIN (non représenté). Ce disjoncteur D est destiné à être connecté dans un réseau alternatif au moyen de bornes de raccordement prévues dans le boîtier 1 et peut remplir plusieurs fonctions. Il peut en effet déclencher, et ainsi interrompre le circuit électrique, lors de l'apparition d'une surcharge, d'un court-circuit ou bien d'un défaut différentiel. 4 2767602 Ce disjoncteur D comprend un moyen de signalisation M d'un défaut différentiel permettant à l'utilisateur de diagnostiquer que son installation électrique présente un défaut d'isolation et non pas un défaut de surcharge ou un défaut de court-circuit. Grâce à ce moyen de signalisation, l'utilisateur est immédiatement opérationnel pour rechercher le défaut d'isolement, d'o il résulte que la sécurité des personnes et des biens peut être maintenue de manière efficace. Dans un but de simplification, seule la partie différentielle va être décrite dans ce qui suit. De manière connue en soi, cet appareil, dans ses deux formes de réalisation, comprend une paire de contacts (non représentés) séparables par pôle, un mécanisme de commande des deux contacts comprenant une manette 2 reliée par une liaison mécanique de transmission à un organe d'entraînement des contacts, un ressort d'actionnement du mécanisme (non représenté) pour provoquer l'ouverture des contacts lors d'un déclenchement automatique sur défaut, un déclencheur différentiel ayant un transformateur de détection d'un courant de fuite et un électroaimant 11 destiné à coopérer avec un verrou de ladite liaison mécanique du mécanisme. Cet électroaimant 11 comprend un noyau plongeant 8 destiné à coulisser dans un tube de guidage formé par la carcasse d'une bobine lorsque celleci est parcourue par un courant, entre une position de repos figures 1, 3 et 9, 1 la et une position active de déclenchement figures 2, 4, 10 et 11. Ce noyau 8 est rappelé automatiquement en position de repos par un ressort 10 après déclenchement. Selon la réalisation des figures 1 à 8, le moyen de signalisation M comprend un indicateur 5 sous la forme d'une tige articulée autour d'un point fixe 9 de l'appareil, ladite tige 5 étant reliée de manière articulée par l'une de ses extrémités au noyau 8 de l'électroaimant 11 et comportant à son extrémité opposée, un voyant 16 destiné à coopérer avec une fenêtre 13 prévue à la partie supérieure du boîtier 1. L'indicateur 5 comporte également un ergot 14 apte à coopérer avec une partie étagée 15 d'un tiroir 3 monté coulissant à l'intérieur du boîtier 1 parallèlement au déplacement du noyau 8. Ce tiroir 3 est entraîné à coulisser par la manette 2 entre une position de repos fig. 1 et une position active fig.2 qui sera décrite ultérieurement. A cet effet, la manette 2 comporte un ergot de liaison 4 apte à entraîner le tiroir 3 après une certaine course de fermeture de la manette 2. Un ressort 6 est interposé entre le tiroir 3 et le boîtier 1 afin de rappeler le tiroir 3 en position de repos. 2767602 Selon la réalisation des figures 9 à 15, le moyen de signalisation M comprend les mêmes éléments que précédemment décrit, mais l'indicateur 5, articulé autour de l'axe fixe 9, comprend une première extrémité 5a coopérant avec le moyen de retenue 3 et une seconde extrémité 5b reliée au noyau 8 de l'électroaimant 11, de manière que l'indicateur 5 soit entraîné par le noyau 8 dans le sens du déclenchement et se déplace en rotation par rapport audit noyau lors du réarmement de ce dernier. Selon cette réalisation, le moyen de signalisation M comporte en outre un ressort 12 apte à rappeler le voyant 16 vers une position de repos après une manoeuvre de fermeture des contacts. On décrira ci-après le fonctionnement du dispositif de l'invention successivement pour les deux réalisations Selon la première réalisation, le disjoncteur D étant fermé (fig. 1 et 3), les mécanismes disjoncteur et différentiels sont verrouillés et le voyant 16 est effacé c'est à dire non visible à travers la fenêtre 13, car maintenu en position par la pièce 7, elle- même retenue par le noyau 8 du système de déclenchement différentiel. Lors de l'apparition d'un défaut différentiel, fig. 2, et sous l'effet de l'effort de déclenchement donné par le noyau 8 (flèche A), l'indicateur 5 et le voyant 16 pivotent autour de l'axe 9. La manette 2, libérée de l'accrochage côté disjoncteur, et équipée de la pièce de liaison 4 agit sur un mécanisme qui entraîne le tiroir 3, lequel, grâce au dégagement de matière 15 en se déplaçant de gauche à droite (flèche B), vient verrouiller l'ergot 14 du voyant, et ainsi le maintenir en position "visible" (figure 2 et figure 4). Lors du réarmement de l'appareil, le ressort 10 de l'électro-aimant 11 pousse le noyau 8 en position arrière et remet ainsi l'ensemble différentiel en position de travail. L'action du ressort de rappel 6 pousse le tiroir 3 en position arrière et déverrouille ainsi le voyant 16. L'appareil est alors en position de travail et apte à remplir son rôle. 6 2767602 Selon la seconde réalisation, le disjoncteur D étant fermé, figure 9, les mécanismes disjoncteur et différentiels sont verrouillés et le voyant 16 est effacé. Lors d'un défaut différentiel, fig. 10 et 11, et sous l'effet de l'effort de déclenchement donné par le noyau 8, (flèche A), l'indicateur 5 et donc le voyant rep. 16 pivote autour de l'axe 9. La manette 2, libérée de l'accrochage côté disjoncteur, et équipée de la pièce ou ergot de liaison 4, vient prendre en charge le tiroir 3 lequel, en se déplaçant de gauche à droite (flèche B), vient verrouiller l'ergot 14 du voyant 16, et ainsi le maintenir en position "visible". Contrairement à la première réalisation, le noyau 8 revient ensuite à sa position initiale dès que le disjoncteur est ouvert (non visible, ce qui est rendu possible par le fait que l'indicateur 5 peut se déplacer en rotation par rapport au noyau 8 dans ce sens). Lors du réarmement (ou fermeture) de l'appareil, le ressort de rappel 6 pousse le tiroir 3 en position arrière et déverrouille le voyant 16. Le ressort 12 rappelle alors le voyant 16 dans sa position masquée. L'appareil est alors en position de travail et apte à remplir son rôle. On notera que la fenêtre 13 a en outre pour fonction de protéger les mécanismes internes contre les pénétrations externes de corps étrangers. Les avantages techniques vus de l'utilisateur sont les suivants Le voyant de signalisation fonctionne indépendamment de la source d'alimentation de l'installation électrique que le disjoncteur protège: il est mécanique. Il en résulte une meilleure sécurité pour l'utilisateur. En effet, la séparation des circuits amont et aval est garantie en toutes circonstances; l'information d'un défaut différentiel est fiable quelque soit l'état de la source; l'isolation de l'utilisateur est garantie et l'information est dans tous les cas conservée en mémoire. L'effacement de la signalisation est réalisé par la simple manoeuvre de fermeture du disjoncteur par l'utilisateur (certains dispositifs demandent une action en deux manoeuvres). Les avantages techniques intrinsèques de l'invention sont les suivants: La contrainte exercée sur le relais de déclenchement différentiel est faible et ne réduit donc pas la fiabilité de la protection. En effet, la force d'entraînement du moyen de signalisation est faible et les frottements de fonctionnement sont réduits. Les retours à l'état initial des fonctions différentielles et de réarmement du disjoncteur sont indépendants de l'initialisation de la signalisation. En effet, les liaisons mécaniques 7 2767602 fonctionnelles entre la fonction différentielle, le dispositif de déclenchement du disjoncteur et la fonction de signalisation d'un défaut différentiel sont réalisées de telle manière que leurs initialisations soient indépendantes. La présence de la fenêtre en matière transparente permet de protéger l'appareil contre des interventions externes. En effet, elle ne permet pas aux poussières et autres pollutions de pénétrer dans l'appareil et une intervention externe sur le fonctionnement du voyant et par suite sur le relais de déclenchement n'est pas possible. On notera que le montage du mécanisme est facilité par des dispositifs appropriés. Un dispositif permet, en effet, de maintenir le ressort du voyant dans une position stable pendant le montage et un second permet la mise en place automatique en position fonctionnelle de ce ressort lors de la pose du couvercle de la fonction différentielle. Un autre dispositif permet de maintenir le ressort du tiroir pendant son installation dans l'appareil. On notera enfin que selon les deux réalisations, le moyen de signalisation est autoréarmable, grâce au ressort de l'électroaimant dans le cas de la première réalisation, ou bien grâce au ressort associé à l'indicateur pour la seconde réalisation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Ainsi, l'invention peut s'appliquer à tout appareil de coupure à propre courant, à source auxiliaire ou autres nécessitant un moyen de signalisation d'un défaut électrique quel qu'il soit. De même, bien que le dispositif de l'invention soit particulièrement approprié lorsque l'électroaimant utilisé est du type à noyau plongeant et donc à action fugitive, il serait également possible d'appliquer le concept énoncé dans la revendication 1 et 2, à un appareil de coupure utilisant un relais du type à accrochage magnétique. L'invention comprend tous les équivalents techniques de moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. 8 2767602 REVENDICATIONS 1. Dispositif de signalisation d'un défaut électrique dans un dispositif de coupure tel un interrupteur différentiel comprenant: - une paire de contacts séparables par pôle, en liaison électrique avec une paire de bornes de raccordement, - un mécanisme de commande des contacts, - un déclencheur comprenant un moyen de détection d'un défaut électrique et un moyen de déclenchement tel un électro-aimant apte à provoquer l'ouverture des contacts lors d'un déclenchement automatique suite à un défaut, et, un moyen de signalisation de l'état déclenché de l'appareil, comprenant un indicateur susceptible d'occuper soit une première position stable inactive, soit une seconde position stable active de signalisation du défaut sous l'action de l'électro-aimant, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (3) pour retenir l'indicateur dans la seconde position à l'encontre de l'action d'un moyen de rappel (10, 12) dudit indicateur (5) dans la première position, de manière à mémoriser l'information de déclenchement jusqu'à une manoeuvre de fermeture de l'appareil. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indicateur (5) est entraîné positivement par l'électroaimant (11) entre les deux positions précitées. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de déclenchement précité (11) est un électroaimant à noyau plongeant (8) et en ce que l'indicateur (5) est entraîné positivement par le noyau plongeant (8) entre les deux positions précitées. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de commande des contacts comprenant une manette (2) reliée par une liaison mécanique de transmission à un organe d'entraînement des contacts, le moyen pour retenir l'indicateur (5) dans la seconde position est entraîné par ladite manette (2). 9 2767602 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de retenue de l'indicateur (5) comporte un tiroir (3) entraîné en translation par la manette (2) entre une position de repos et une position de retenue de l'indicateur (5) dans la seconde position. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'indicateur (5) est monté rotatif autour d'un axe fixe (9) de l'appareil, est relié de manière articulée par l'une de ses extrémités, au noyau (8) de l'électro-aimant (11), et coopère par son autre extrémité avec le moyen de retenue (3) de l'indicateur (5). 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'indicateur (5) est articulé autour d'un axe fixe (9) de l'appareil, et comprend une première extrémité (Sa) coopérant avec le moyen de retenue (3) et une seconde extrémité (5b) reliée au noyau (8) de l'électroaimant (11), de manière que l'indicateur (5) soit entraîné par le noyau (8) dans le sens du déclenchement et se déplace en rotation par rapport audit noyau lors du réarmement de ce dernier. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'indicateur (5) comporte en outre un ressort (12) apte à rappeler l'indicateur (5) en position de repos après le réarmement de l'appareil. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le moyen de signalisation M comporte un ressort (6) interposé entre le tiroir (3) et le boîtier et apte à rappeler le tiroir (3) en position de repos lors du réarmement de l'appareil. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la manette (2) comporte un ergot (4) destiné à coopérer avec le tiroir (3) de manière à l'entraîner après une certaine course lors d'un déclenchement automatique, et à ne pas l'entraîner pendant une manoeuvre de fermeture. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que l'indicateur (5) comporte un ergot (14) coopérant avec un dégagement de matière (15) ménagé dans le tiroir (3). 2767602 12.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que l'indicateur (5) comporte, du côté du tiroir (3), un voyant (16) destiné à coopérer avec une fenêtre (13) prévue dans le boîtier. 13.- Appareil de coupure équipé d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes. 14.- Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il est à source auxiliaire. 15.- Disjoncteur différentiel selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que le dispositif est utilisé pour détecter un défaut d'isolation.