Brevet FR2926140A1 — publié le 20090710

SYSTEME D'ESSAI POUR LA SECURITE ELECTRIQUE ET PROCEDE D'ESSAI A CET EFFET Contexte de l'invention Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé et un système d'essai pour la sécurité électrique et en particulier un procédé et un système d'essai pour déterminer activement la qualité d'un fil électrique ménager. Description de l'art antérieur L'électricité est largement utilisée dans la vie courante, étant donné que la plupart des équipements communément utilisés sont commandés par l'électricité. Cependant, l'électricité peut causer certains accidents quand elle n'est pas utilisée correctement. Les accidents électriques sont souvent causés par des surcharges ou des courts-circuits. Le fil 15 conducteur a une limitation du courant ; par exemple, la limitation � 125V, 15A � marqué que la tension la plus élevée pour inférieur à 15A. Si 20 équipements en même temps, supérieur à 15A, c'est-à-dire sur le fil signifie ce fil est de 125V le fil doit être emploie plusieurs le courant total est qu'une surcharge et un et le courant total circulant dans un utilisateur accident vont survenir. Une chaleur excessive est induite sur le fil pendant la surcharge et la couche isolante disposée à l'extérieur du fil fond ou brûle, 25 de telle sorte qu'un incendie se produit. Des courts- circuits surviennent également dans l'équipement ménager. De nombreuses raisons causent la situation de court-circuit, par exemple lorsque le fil conducteur à l'intérieur de la prise est coupé, l'isolation électrique est défaillante, ou les deux électrodes sont en contact l'une avec l'autre. Le courant instantané est très grand quand un court-circuit survient. L'environnement ménager peut également influencer la sécurité électrique. Par exemple, il est important de maintenir l'équipement électrique à une distance suffisante des produits inflammables, et le fil ne doit pas être écrasé par les meubles. Pour la sécurité électrique, des circuits de protection sont disposés sur les fils électriques ménagers, tels que des circuits de protection de surintensité ou des circuits de protection de surtension. Le circuit de protection de surtension peut être un fusible constitué d'alliage des métaux Pd, Sn, et Cd. Le fusible a un point de fusion réduit, de telle sorte que le fusible fond à cause de la chaleur du courant élevé. Le fusible de sécurité peut griller rapidement, de façon à protéger l'équipement du courant élevé. Cependant, le mécanisme de protection traditionnel est une protection passive. En d'autres termes, le mécanisme de protection agit sur le point critique d'un accident. Quand des accidents surviennent, les utilisateurs ne disposent pas de beaucoup de temps pour contrôler la situation. En outre, le mécanisme de protection traditionnel ne peut pas déterminer le danger du fil à l'avance. Par conséquent, au vu de cela, l'inventeur propose la présente invention pour surmonter les problèmes qui précèdent sur la base de son expérience en tant qu'expert et de recherches délibérées. Résumé de l'invention L'objet principal de la présente invention concerne un système d'essai pour la sécurité électrique et un procédé d'essai de celui-ci. La présente invention est appliquée pour déterminer activement la qualité du fil électrique ménager afin d'empêcher les logements ou les personnes de courir des risques. Afin de parvenir à l'objet qui précède, la présente invention offre un système d'essai pour la sécurité électrique comprenant : une première unité d'amplificateur et de redresseur pour mesurer une première onde de tension du fil électrique ménager quand aucune charge n'est appliquée, une unité de capture du signal, une seconde unité d'amplificateur et de redresseur, et une unité de traitement. L'unité de capture du signal comprend un dispositif de commutation (par exemple : un dispositif MOSFET, un dispositif IGBT, une unité de commutation de commande et ainsi de suite) et une première résistance parallèle raccordée au dispositif de commutation. Le dispositif de commutation est utilisé pour capturer un signal de courant du fil électrique ménager lors du chargement de la première résistance et le signal de courant du fil électrique ménager capturé par l'unité de capture du signal est transformé en un signal de tension par une microrésistance. La seconde unité d'amplificateur et de redresseur est raccordée à l'unité de capture pour transformer le signal de tension en une seconde onde de tension. L'unité de traitement est raccordée à la première unité d'amplificateur et de redresseur et la seconde unité d'amplificateur et de redresseur pour comparer la première onde de tension et la seconde onde de tension et émettre ensuite un résultat de comparaison. La présente invention est fournie pour mesurer l'impédance du fil électrique ménager afin de déterminer la qualité du fil. Les utilisateurs peuvent clairement comprendre la situation totale des fils électriques ménagers du logement de façon à prendre les mesures nécessaires afin d'améliorer la sécurité du logement. Afin de mieux comprendre les caractéristiques et le contenu technique de la présente invention, une description détaillée de celle-ci est donnée en référence aux dessins joints. Cependant, il faut comprendre que les dessins et la description sont illustratifs mais ne sont pas conçus pour limiter la portée de la présente invention. Brève description des dessins La figure 1 est un schéma de principe illustrant le système d'essai pour la sécurité électrique selon la présente invention ; la figure 2 est un schéma fonctionnel illustrant le système d'essai pour la sécurité électrique selon la 30 présente invention ; la figure 3 est un organigramme présentant le procédé d'essai pour la sécurité électrique selon la présente invention ; les figures 4 à 4B présentent la tension comparée 5 selon la présente invention. Description détaillée de l'invention En référence aux figures 1 et 2, l'invention décrit un système d'essai pour la sécurité électrique 1 10 pour mesurer l'impédance du fil électrique ménager afin de déterminer la qualité du fil. Le système d'essai pour la sécurité électrique 1 comprend une prise utilisée pour l'insertion dans la prise 100 du fil électrique ménager. Le système d'essai pour la sécurité 15 électrique 1 comprend une première unité d'amplificateur et de redresseur 11 pour mesurer une première onde de tension � a � du fil électrique ménager quand aucune charge n'est appliquée, une unité de capture du signal 12, une seconde unité 20 d'amplificateur et de redresseur 13, et une unité de traitement 14. L'unité de capture du signal 12 comprend un dispositif de commutation U1 (par exemple : un dispositif MOSFET, un dispositif IGBT, une unité de commande, et ainsi de suite) et une première résistance 25 R1. Le dispositif de commutation U1 est utilisé pour capturer un signal de courant du fil électrique ménager lors du chargement de la première résistance R1 et le signal de courant du fil électrique ménager capturé par l'unité de capture du signal 12 est transformé en un 30 signal de tension par une microrésistance. La seconde unité d'amplificateur et de redresseur 13 est raccordée à l'unité de capture du signal 12 pour transformer le signal de tension en une seconde onde de tension � b �. L 'unité de traitement 14 est raccordée à la première unité d'amplificateur et de redresseur 11 et la seconde unité d'amplificateur et de redresseur 13 pour comparer la première onde de tension � a � et la seconde onde de tension � b � pour indiquer un résultat de comparaison. Selon le résultat de la comparaison, un utilisateur peut déterminer la qualité du fil électrique ménager. Dans le mode de réalisation préféré, l'unité d'amplificateur et de redresseur 11 est un amplificateur différentiel et un circuit redresseur pleine onde/demie onde, et la seconde unité d'amplificateur et de redresseur 13 est également un amplificateur différentiel et un circuit redresseur pleine onde/demie onde, mais la présente invention n'est pas limitée aux dispositifs susmentionnés. L 'unité de capture du signal 12 est disposée entre l'unité d'amplificateur et de redresseur 11 et la seconde unité d'amplificateur et de redresseur 13. L 'unité d'amplificateur et de redresseur 11 est utilisée pour mesurer une première onde de tension � a � du fil électrique ménager, et la première onde de tension � a � est une tension expérimentale, donc l'unité de traitement 14 peut calculer l'impédance de référence afin de juger de la qualité du fil conducteur. L'unité de capture du signal 12 comprend un dispositif de commutation U1 et une première résistance R1. Le dispositif de commutation U1, par exemple mais sans limitation, est un dispositif MOSFET, un dispositif IGBT, ou une unité de commande. Le dispositif de commutation U1 est utilisé pour capturer un signal de courant dans un cycle de chargement instantané quand la première résistance R1 est chargée. Dans le circuit ci-dessus, la première résistance R1 est employée pour une impédance de référence avec une bonne qualité du fil. En outre, le signal de courant du fil électrique ménager capturé par l'unité de capture du signal est transformé en un signal de tension par une seconde résistance R2. La seconde résistance R2 peut être une microrésistance ou un fil de Cu (cuivre)-Mn (manganèse). D'autre part, la seconde unité d'amplificateur et de redresseur 13 est raccordée à l'unité de capture du signal 12 pour transformer le signal de tension en une seconde onde de tension � b �. La seconde unité d'amplificateur et de redresseur 13 peut être un amplificateur différentiel et un circuit redresseur pleine onde/demie onde. En d'autres termes, la tension (seconde onde de tension � b �) lors du chargement de la première résistance R1 est simulée pour être une tension de référence indiquant que le fil est en bon état. Par conséquent, la différence entre la première onde de tension � a � et la seconde onde de tension � b � est utilisée pour déterminer la qualité du fil. Si la différence est comprise dans une plage prédéterminée, le fil est en bon état. L'unité de traitement 14 est raccordée à la première unité d'amplificateur et de redresseur 11 et la seconde unité d'amplificateur et de redresseur 13 pour recevoir la première onde de tension � a � et la seconde onde de tension � b � et comparer en outre la première onde de tension � a � et la seconde onde de tension � b � de façon à indiquer un résultat de comparaison. L'unité de traitement 14 est, sans s'y limiter, un MCU ou un circuit de comparaison analogique. L'unité de traitement 14 échantillonne et compare les deux tensions. En référence à la figure 4, la figure présente le résultat de la comparaison sous une forme d'onde. Sur la figure 4, une polarisation négative est présente entre la première onde de tension � a � et la seconde onde de tension � b � (c'est-à-dire que l'onde de tension de référence � b � est inférieure à la première onde de tension � a �). En référence à la figure 4A, la figure présente une plus grande polarisation négative entre la première onde de tension � a � et la seconde onde de tension � b � que celle sur la figure 4. D'autre part, une polarisation positive existe entre la première onde de tension � a � et la seconde onde de tension � b � illustrées sur la figure 4B. L'utilisateur peut déterminer l'état du fil, par exemple une oxydation ou une fissure sur le corps du fil selon la polarisation (positive ou négative), ou la valeur de la différence entre la première onde de tension � a � et la seconde onde de tension � b �. De plus, l'unité de traitement 14 est raccordée à une unité de commande 16, l'unité de traitement 14 pouvant donc commander l'unité de capture du signal 12 pour capturer le signal de courant par l'unité de commande 16. De plus, le système d'essai pour la sécurité électrique 1 comprend en outre une unité d'affichage 15 pour recevoir et illustrer ensuite le résultat de la comparaison. Dans un mode de réalisation, l'unité d'affichage 15 comprend une pluralité de sources lumineuses d'indication de couleurs différentes et les sources lumineuses d'indication sont respectivement allumées selon les résultats de comparaison différents. Par exemple, la différence entre la première onde de tension � a � et la seconde onde de tension � b � est dans une � plage acceptée � (illustrée sur la figure 4) et la source lumineuse verte de l'unité d'affichage 15 est allumée pour indiquer l'état de la ligne électrique ménagère. Si la différence est en dehors de la � plage acceptée � (illustrée sur la figure 4A), la source lumineuse rouge de l'unité d'affichage 15 est allumée pour avertir l'utilisateur que certains défauts sont possibles sur le fil. En variante, l'unité d'affichage 15 peut être un affichage LCD et l'unité de traitement 14 peut transformer les résultats de la comparaison par des formes d'onde en valeurs d'impédance réelles selon un tableau de comparaison et indiquer ensuite la valeur d'impédance réelle sur l'affichage LCD. L'utilisateur peut lire directement l'impédance du fil électrique ménager et réaliser l'état du fil. Un procédé d'essai utilisant le système d'essai pour la sécurité électrique 1 est en outre décrit. Le procédé d'essai comprend les étapes consistant à : étape 1 : insérer un système d'essai pour la sécurité électrique 1 dans une prise 100 du fil électrique ménager. Le système d'essai pour la sécurité électrique 1 comprend une première unité d'amplificateur et de redresseur 11, une unité de capture du signal 12, une seconde unité d'amplificateur et de redresseur 13, et une unité de traitement 14. En outre, le système d'essai pour la sécurité électrique 1 comporte une unité d'affichage 15 et une unité de commande 16. étape 2 : mesurer une première onde de tension � a � du fil électrique ménager par la première unité d'amplificateur et de redresseur 11 quand aucune charge n'est appliquée. étape 3 : capturer un signal de courant par l'unité de capture du signal 12. A cette étape, l'unité de traitement 14 peut commander l'unité de capture du signal 12 pour capturer le signal de courant instantané par l'unité de commande 16. étape 4 : transformer le signal de courant en un signal de tension par une microrésistance et transformer le signal de tension en une seconde onde de tension � b � par la seconde unité d'amplificateur et de redresseur 13. étape 5 : comparer la première onde de tension � a � et la seconde onde de tension � b � et indiquer un résultat de comparaison par l'unité de traitement 14. Le résultat de comparaison est également affiché sur l'unité d'affichage 15 (illustrée sur les figures 4 à 4B). En outre, afin d'illustrer clairement le résultat du procédé d'essai décrit dans la présente invention, l'unité d'affichage 15 peut comprendre divers moyens d'affichage. En résumé, la présente invention offre les avantages suivants . selon la presente invention, une sécurité améliorée est obtenue. Le système d'essai pour la sécurité électrique 1 est utilisé pour déterminer directement et activement l'impédance du fil de distribution et présenter le résultat clairement, de telle sorte que l'utilisateur puisse réaliser clairement la qualité du fil ; la présente invention est utilisée pour déterminer la qualité du fil à l'avance de façon à améliorer la 10 sécurité électrique. Bien que la présente invention ait été décrite en référence au mode de réalisation préféré qui précède, il faut comprendre que l'invention n'est pas limitée aux détails de celui-ci. Diverses variantes et 15 modifications équivalentes peuvent apparaître aux hommes du métier à la vue des enseignements de la présente invention. Ainsi, toutes ces variantes et modifications équivalentes sont également couvertes par la portée de l'invention définie dans les 20 revendications jointes. REVENDICATIONS 1. Procédé d'essai pour la sécurité électrique caractérisé en ce qu'il est appliqué pour mesurer une impédance d'un fil électrique ménager, le procédé d'essai comprenant les étapes consistant à : étape 1 : insérer un système d'essai dans une prise (100) du fil électrique ménager, le système d'essai (1) comprenant une unité de capture du signal (12), une première unité d'amplificateur et de redresseur (11), une seconde unité d'amplificateur et de redresseur (13), et une unité de traitement (14), l'unité de capture du signal (12) étant raccordée entre la première unité d'amplificateur et de redresseur (11) et la seconde unité d'amplificateur et de redresseur (13), l'unité de traitement (14) étant raccordée à la première unité d'amplificateur et de redresseur (11) et à la seconde unité d'amplificateur et de redresseur (13) ; étape 2 : mesurer une première onde de tension (a) du fil électrique ménager par la première unité d'amplificateur et de redresseur (11) quand aucune charge n'est appliquée ; étape 3 : capturer un signal de courant par l'unité de capture du signal (12) ; étape 4 : transformer le signal de courant en un signal de tension par une microrésistance et transformer le signal de tension en une seconde onde de tension (b) par la seconde unité d'amplificateur et de redresseur (13) ; etétape 5 : comparer la première onde de tension (a) à la seconde onde de tension (b) et indiquer le résultat de la comparaison grâce à l'unité de traitement (14). 2. Procédé d'essai selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de capture du signal (12) comprend un dispositif de commutation (U1) et une première résistance (R1), et en ce que le dispositif de commutation (U1) est utilisé pour capturer le signal de courant du fil électrique ménager lors du chargement de la première résistance (R1). 3. Procédé d'essai selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de commutation (U1) capture le signal de courant pendant une durée prédéterminée. 4. Procédé d'essai selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'essai (1) comprend en outre une unité d'affichage (15) et en ce que le procédé comprend en outre une étape d'affichage pour présenter le résultat de la comparaison sur l'unité d'affichage (15). 5. Procédé d'essai selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'unité d'affichage (15) comprend une pluralité de sources lumineuses d'indication avec des couleurs différentes, et en ce que les sources lumineuses d'indication sont allumées selon lesdifférents résultats de comparaison à l'étape d'affichage. 6. Procédé d'essai selon la revendication 4, caractérisé en ce que le résultat de la comparaison est converti en valeur d'impédance par l'unité de traitement (14) selon un tableau de conversion, et en ce que la valeur d'impédance est affichée sur l'unité d'affichage (15). 7. Système d'essai pour la sécurité électrique (1) caractérisé en ce qu'il est inséré dans une prise (100) d'un fil électrique ménager pour mesurer l'impédance du fil électrique ménager, le système d'essai (1) comprenant : une première unité d'amplificateur et de redresseur (11) pour mesurer une première onde de tension (a) du fil électrique ménager quand aucune charge n'est appliquée ; une unité de capture du signal (12) comprenant : un dispositif de commutation (U1) ; et une première résistance (R1) ; dans lequel le dispositif de commutation (U1) est utilisé pour capturer un signal de courant du fil électrique ménager lors du chargement de la première résistance (R1) ; une seconde unité d'amplificateur et de redresseur (13) raccordée à l'unité de capture du signal (12), dans laquelle le signal de courant du fil électrique ménager capturé par l'unité de capture du signal (12) est transformé en un signal de tension par unemicrorésistance et le signal de tension est transformé en une seconde onde de tension (b) par la seconde unité d'amplificateur et de redresseur (13) ; et une unité de traitement (14) pour comparer la première onde de tension (a) à la seconde onde de tension (b) et pour indiquer un résultat de comparaison. 8. Système d'essai (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité d'affichage (15) pour présenter le résultat de comparaison sur celle-ci. 9. Système d'essai (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'unité d'affichage (15) comprend une pluralité de sources lumineuses d'indication avec des couleurs différentes, et en ce que les sources lumineuses d'indication sont allumées selon les différents résultats de comparaison. 10. Système d'essai (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le résultat de la comparaison est converti en valeur d'impédance selon un tableau de conversion par l'unité de traitement (14), et en ce que la valeur d'impédance est affichée sur l'unité d'affichage (15).