Brevet FR3067118A1 — publié le 20181207

L'invention concerne le domaine des compteurs triques monc "àUIERE PLAN DE L'INVFNII N En référence I la figure 1, il est frlue _ qu'une première instance_ on électrique 1 d'une première hsbta-' tioc 2 et une 1ème installation électrique 3 d'une deumi_ème habitaLie 4 soient reliées respectivemene première phase b une deuxième pe[se 6 d'une même basée 7. Le premiere installatlim linc électrique 10 électrique 1 et la ceuxième installation électrique 3 sont toutes deux reliées au neutre 3 de la licou élec- tr triphasee 7. La ligne éleuLrique tri ache- mina vers la première installaeion 'alectriqu 1 et vers la dee ième installation électrique 3 ene élec- 15 trique nus leurs équipements élecertques En ccc de rupture du neutre 8 de ln lie ectrique tr 7, si la charge de la trc;m.inr. H 3tallation él i est sensiblemene oins fa que la uhmrge de la deuxième iestallatien e ectH nue 3 (ou ineerse- 20 ment, (LLI a des charges peut provoquer une importante en entrée de la première bafeeD de tension ins'tollation électrique 1 et une hausse de tension im r_)f- tflL en entrée de la deuxième nstallation électrique 3 (eu inversemene). Le coure]et circule dunuis la ligne 25 él:uricue triphasée 7 via la cremièroA_lation élec- trique 1 et la aHuxième ectrique 3 sur la boucle 9. Une telle situation se produit par exemple lorsqu'un radiate-ir de la deuxième installa ni :.-trique 3 est 30 et que les habitants de la première habitation 2 sont ents. Si le réseau de distribution ile_egrant la ligne électrique triphasée 7 est un so-- de tension efficace 230V, la tension en de s premiène installation 35 uiva.rique 1 peut ain-i dimen j squ'a et la n- 3067118 2 sien en entrée de la deuxième insta_lation éluctriquc 3 peut atteindre 398,, correspond à n nor- male entre la pncmure ':hase 5 et la deuie ase 6. Certains compteurs électriques sc,,:i= munis d'un or- pane de coupure qui per= d'éviter qu'une telle basse rlsion importante ne dégrade les équipements lallation e7ectrique. Cependant, tous les co électriT.:es munis d'un tel organe de coucurci Si le ligue (monophasé) de la deuxième ins- tallation électrique 3 n'est pas muni d'un organe cou- pure, les équipements él ues de la deuxni :_stal- _ligue u lisqueLt d'être détruits, ire de ndre feu. En la somme des charges dans la Je ) est suflisament élevée, le courant. dans xième ins.neilation électrique 3 sera trop faible pour ci-e les fus:bles internes des équipements électriques les protègent. r DE L'INVEN= L'invution a pou-..- enjet de pr une installa- élecnuque contre u-r:. hausse -ision importante due à une rupture du neutre d'une ligne électrique tri- phasée et à un déséquilibre de chargs le teur élec- trique de ladft.e installation électrique rYétant pas écu é d'u r- de coupure. FcESUlJ DE L'INVENTION En vue de la réalisa:ion de ce but, on propose un. compteur électrique monophasé comportant un conducteur de. hase destiné à être relié à une phacJe triq tué:: en amont du compt monophasé et à une phase d'une installa=ion située en aval compteur é-ectrique monophasé, le compteur élec- trique monophasé cPmprenant en outre un organe de coupure monté sur le conducLeur de phase, un capteur de tension amont ag \ pour mesurer périodiquement une ensicn amont en amont de 1 de coupure, et des mo ns de 3067118 traitement agencés pour -Tir des mesures ce tension amont et pour _:_uvrir coupure 1cr 1 s ten- sLon amci dorien:.infére..ire à un prcmier srrril de :en- édé-;:ermine. Air en cas de rupture d'un neutre de la ligne et de déséquilibre des charges, qui génèrent rue bar se de tension importanL entrée ristallat ion électrique, le compceJ rique mono- sÉ.=: selon l'invention ouvre l'organe de coupure. 10 autre installation électrique, connectée au neutre et à une autre phase de la même lignc flecLrique et comprenant un comoteur uircrique mondp ssé non équipé d' Joure, ef)._ ainsi protégée L'une drisse de -ension 1:t; grâce au compteur électriq mdnaphase selon 15 On propose de plus un système comprenant un premier coco électrique monhasé tel que celui qui vient d'êtI ;rit et un deuxieme compL .Lrlq e T a- deuxteme oomnteu-:. électriq. :nc;i i mpl 20 es:i: cas é' oraan de cou:pure. On propice aussi un procédé de surveillance mis en oeuvre dans un compteur électrique cnnord.as é tel que celui qui vienL d'être JériL, com:Dort'.n7, les étores: - de mesurer la tension Lmon:. 25 - d'ouvrir l'orgune de coupure lorsq- la rOSiOH amont c:nt ici nuire à un premier seuil de zension prédétc rainé Un propose en outre un procéd6 otection une deuxième .Litallatidn électrique car er comn:.eur 30 élecoue moncp se d'une prcitière trqus, 1 e renier o)mpteur électrique nophasé été conforme à celui qui vient d'être déurct, la deuxièma installation électrique comportant un deuxième compteur _nique monophasé ne comprenant pas d'organe de cou- purs, la orumière installation électrique et la _ene 3067118 installation électrique étant connectées respecti à une prel: pnase et à une euième phase d même ligne Licue, la éie installation élece que et la deumieme ins-tallation liectrique énuriL connectées à un 5 neutre de la ligne électrique, le procédé de nroteotion étwsiL mis en oeuvre dans le premier compteur monophasé et comprenant les étapes du procédé de surveil- lance nu j vien: être décrit. On plus un programme rdinate re- 10 nant des i:srrurLions pour mettre en oeuvre, par un comn- teur électrique moronhasé el que celui qui vien-7_ d le proce(,:.(::: Llanc le procédé de pro- .Li vi.;.-ment 'être évoqués. Du pose en nna des moyens de ukage qui 15 stocke programme d'ordinateur compreh.an,_ des ' tructions pour mettre en oeuvre, par un compL 'Ir électrique Tondnhasé tel que cele i qui vient d'être de:orit, le prueci.H de surveilTance ou le procédé de protection qui ,.-cAlnert d'être e7T ,TJés, 20 D'autres eristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. BEVE DES=PTION DES DESS7' 25 Il sera fait référen.ce aux dessir annexe ais : - la figure 1 représente une ligne électrique trli ha- sée, une première installation liq- d'une prem habiLaLi et une deuxième insta Latiru électrique d'une 30 deux ,e1:1.2 a figure représente un compteur rc;no- phasé selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'IINTION L'i_,._uLion est décrite dans le contexte de la fi- 35 gure 1, qui vient d'être présenté. 3067118 remière installation c:ue 1 de la urenu ère un 2 iL la deux'éme tion électrique 3 de lu d;.ième habtion 4 sort reliées respectivement à la première phase 5 et à la deuxième phase 6 d'une mine 5 ligne élect-7ique triphasée 7. La première installation électrique 1 et la deuxième install ion élu trique 3 sont toutes deux reliées au neutre 8 dc la ligne trique triphasée 7. référence à la figure 2, la première installation 10 électrique 1 comporte un premier compteur électrique mo- nophasé 10. Le premier compte -77 10 est destiné à me.:5urer ,:umAoru7.-1 ins:aLla. n d'énercde électrique fournie à u pre7 15 see 7. . électrique 1 via la ligne électrique triph, Le premier compteur 10 comporte une borne de amont 11, une borne de phasc a , 12, une borne de ricre =nt 13 et une borne le neutre aval 14. Ii borne de uur amont 11 est unneu_ a pre- 20 mière phase 5 de la ligne électrique triphasée. 7. La borne ru phase aval 12 est connectée à une pL.ue 16 de la première intallaion électrique 1. La borne de neutre arrto3 ii. n otée au neutre 8 de la ' électrig . La borne de neutre aval 14 ert rrrectauà 25 un neuLue 17 de la première installaTton I.Je 1. -iunneur 19 est positionné du ciré de la ligne électrique riphasée 7, pour pouvoir is 1 r de la ligne électrique asée 7 la première in-Lallation trioue 1. 30 Le premie. :-;:rpteur 10 comporte de ous un orna coup re conté sur un conducteur de abuse 21 du pr.o,r_L_ cor pt . Le conducteur de phase 21 est relié picriàrc phase 5 de la li_Tne électrique tripha et à la pnase 16 de la -e installat rique 1 la ligne 35 lc 10 est 3067118 6 électrique triphas s 7 et à la première ins =-,ation électriqe 1. L' borne de p L'organe ce coupure 20 est monté ertre la et la borne de phase ava7 le. uoupure 20 permet de sélectivement con- 5 necter et déconnecter, à distar la première installa- tion électriqee 1 de la ligne électrique triphasée 7. preelier compteur 10 ceTpor en Leur de tension eTort 25 adapté à :iesurer unc on amont Va en amont de 1 Jane de coupuLe 20, c'est dire ou côté 10 de la ligne élecerigue triphasée 7 par rapport à l'organe de coupure 2C. Le capteur de tension :ont 25 est ;_)o- lise par résistances, mais il est eu réalité pc,ssi- blemee egus complexe. premier compteur 10 comporte aussi un capt, er de 15 courant 23 situé sur le conducteur de rrhase 21 en ,2,mont de l'organe de coupure 20, et dest né â mesurer uncoutant circulant dans le conducteur de ohase 21. Ln ce:: lueur de coeranL est. ici un shunt. Le compLur 10 comporte en outre une pluralité de 20 composants électriques regroupés en en bloc fonctionnel de métrologie 26 et en un bloc fonctionnel d'application 27. Le bloc notionnel de métrologie 26 et le bloc fone- tionnel d _iceeion 27 sent sépe rés et ridants, soree qu'une panne de l'un des 3 n'entraîne pas une 25 pan-le de l'autre bloc. Le bloc fonctionnel de métrologie 26 acquiert les mesures de tension amont Va et les transmet au bloc fonctionnel d' ___ication 27. Le 11,1e fane. d' aselucation 27 C7CT. des 30 mo _ - de traitemcne et une mémoire 30. Les mevems, de traitement 29 comportent un compsant de traitement 3 (par exemple un processeur, un microconeur ou un FPGA). Le nomoosant de traitement 31 est à exécuter des intrue ons d'un programif 35 e en .f!uvre un procédé de surveille et tri 3067118 7 de la deuxième installation électriqu_ 3 1cc uomol: 10. Le composant de Irai.ement 31 tamTen: adapté à gérer le fonctiol-.:.een.._ premier compteur 10, à ouvrir et à refermer l'orçjune de coupure 20 via un dispositif d'ouverture, à a::.=érir et à traiter les mesures de tension amont Va. La mémoire 30 est une rr ire non suscep- tible de stocker do:1_1, auxquelles le conposant de _ cciLement 31 a accès 10 Le premier compteur 10 comporte de plus un module de :=Tunication 33 par courants porteurs en ligne quagencé pour .er-ansmettre des messe7es sur la ligne trque triphsee 7. Le module de communicaL est alimer " dir:-TteTent par la ligne clectrr 15 Le prem_c compteur 10 porte enfin: un cruonsant de stockage d'énergie 24 adapte à alimenter conmJni on 33 pc:ncin1c une certaine dur 1'cm71,ne de coupure 20 est ouve e. En où de coupure 20 lu modul 20 nidation 33 ne peut plus plus ail:ce,' Lé par 'a ligne électrique triphasée 7. La deuxième installation électrique 3 errniprend cuL à elle un deuxième compteur électrique ;Ise 40, qui ne comporte pas d'organe de coupure. de rupture du ne.itna I de la Ireutr ,I.asée 7, si la charge de la première ins- talla électrique 1 est sensiblement plus faible que la de la deuxième insLallatior électrique 3, la dém27'eme 1 - 3 ri'e oas protéçfée ef- 30 0- -arien )T-17.-re -:auss- de tensiun importer en en- trée :,xième installation électrique est le prelurer .e 10 qui protège la deuxième installation élec:iiuu.e 3 dans une telle s. ation. Pour lorsqu_e le composant _ement 31 35 Tier uomr - 10 cet- te due la te-,. amc-Lt Va dans 3067118 lu .D_L.crA±_ compteur 10 (-17ient inférieure à un premier n-n:il ne on prédé Hrre, Je c rpc,sant de traitement 31 ouvre l'organe de cour: jre 20 du premier c=pteur 10. Ainsi, le déséquilibre des charge,::, pies de consé- 5 quenoe sur la tension en entrée de la r.èrje e,.--true 3. La deu-lé-me installa- on électrique 3 ne subit donc plus la Iwsse de tension importante. Le premier seuil de tension prédétermli_né est ici al à 160V. 10 Le capteur de tension amont 25 mesure périodiquement tension amont Va, avec une période ici E:-:ga 100ms. rode rédu' _mp-tante et donc la 1:r_c_ten des mes=es de tensio-t amont Va, permc,LLi _r une ouve - :pide de l'organe de coupure en cas de rup- 15 turc 8. L'- ifs,rture do l'organe de coupure est réalisée seulerv,r-: I r la de tension important la p mrèc installation électrl 1 a été assure ainsi que la uation qui Léso la 20 baisse de tension importante en entrée de la r.r -mière installation électrique 1 et la hausse de tension iipo-- tante en cnLrée de la deuxiéTe installation électri- 3 ien à une rupLure du neutre 8 de la liGne oiphesd.c 7. 25 cc:want de traiteTent 31 ouvre donc l'organe de lquement lorsque la tension amont Va passe d'une valei- normale: à une valeur inférieure au premier seuil de _ension pr&jéterminé en un temps inférieur à une durée 1 'détermine- La val3 iormale est ici une ten- 30 sion efficace de 2.30'v. La d1c prédOterminée est égale à quelques secun(_ , et est ici comprise entre 1 seconde et 10 se-cor le composan-_ ,èmeht 31 te que la 35 tensicJ amont Va devert supé.sie._re à un -ème seuil 3067118 9 de t u. p.:::àdéterminé, le composant de traitement 31 refermo I'c.iiuuic coupure 20. Cette uidcn corres- pond I une r f r lion du neutre 8 de la ugnu électrique trip} 7 et à un retour à la valeur nouiuu lu de la ten- 5 sion ar - Va (et donc de la tension en en_ de la pre- mi _nstallation électrique 1). Le deuxième seuil de tension prdétermine est ici égal à 180V. Le compo : de traitemen:. 31 referme l'organe de 10 coupure 20 aprr une durée aléatoire à compter d'un mo- ment otl Ic compoànt de .-atement 31 a déecté que la te.5iO amont_ au ur Inc seuil de tensL: durée a-eato _ comprse entre 1C seconln ' 2 minutes. 15 toir_ ,__.met d'éviter que plus_eurs habitat nées de compteurs semblables au premier c=Leur ij ne marrent simultanément, et donc ec- urique de l'une de ces ioditatioru ne une hausse de tenston 'mnortante. 20 La durée aléatoire est gTentée auLamaLiqueTent (tout en demeurant aléatoire) apres que le cmpcst de tratement 31 ait refermé deux fois l'organe de coupera 20 à oau5_e d'une tension amont Va inférieure au ruiler seuil de tension prédéterminé, c'est à dire aurès deux 25 ré.aTorcsces de l'organe de coupur. 20 suivant la 'détec- ti-.1; d'une rupture du neutre 8. Après les deux fermetures de l' .rgane de coupure 20, la -jurée aléatoire est ensuite - r:7rlentée après ::;haque nouyellri fermeture due à une tari-, erlont Va infér (2ure 30 au - seuil de, tension médéteriné, te ainsi de redémarrer la ere tion tartriqUe 1 alors un ,siste sur le neutre 3 de la ligneélectrique triptosea 7. Une désacti- vati( n de lon,_ dtr de la prerY ère installation e1ec- 35 trique 1 i-- qu 11 convient désormais obliqat -,re7ent 3067118 10 de réparer 12 neutre Lcrque le coTps traitement 31 détecte une baisse de tension en entrée de la première installatn électriT . 1, le c.e:Losant de traitement 31 cw-T,-nde 5 mcdu de communicalon 33 pour que celui-ci génère un mess,,,71 , d'alarme à destinaLi_on dL. Système d'Information . Le message d'alarme prévicu lu II de la rupture du neutre 8 dv lu ligne électrique tripnrsee 7. Le mcssage d'alarme est transTis par courants por- 10 teurs en _igne entre la phase 5 et le neutre 8 de la Lorne électr -e triphasée 7. Les couohnv. urplicatives ou COSE avantaqel. ement Le composant de stockage 34 est (imensienrf- pour alimenter le dispositif d'ouverture de l'organ._ de cou- 15 pure 20 et le module de communication u-Idant une du- rée de transmission du mcsbage d'alurE= ii cas de baisse de tension ne perm,- lus d'alimenter le p=1. =moteur 10, . mriosant de stockage 34 c=p.fe-:-.d na des tés chimi de l'ordre de lnuF co à une tension d'ali.:L:unLuLion du premier compteur Bien tenc:u, l'invention n'est pas 'imitée au moue de réalisa _ion décrit mais en..710be toute vvrionte entrant dans le champ do l'i -,ention telle que définie par les 25 revenccLions. Di- l'on ait décrit une architecture particu- lière ompteur électrique monophasé, celle-ci pourrait bien être différente. Les composants électriques uti- lises pourraient eux &:-..1ssi être différents,. 30 )1-1 note que, bien que l'on ait t=c1 c.,o-.1 é une remière installation électrique et une :O LIXImLeirstallation électrique, il est possible et même p-r, bahle que plusieurs installations électriques sort. connef_: es à la première phase de la ligne élet:tri 35 que plusieurs installations élect-i voient 20 3067118 11 à la ceuxf..me phase de la ligne électr phasée. oar ailleL à tout type de ligne LioJr: ozrup.canart neutre et au moins deux phases. REVENDICATIONS1. Compteur électrique monophasé (10) comportant un conducteur de phase (21) destiné à être relié à une phase (5) d'une ligne électrique (7) située en amont du compteur électrique monophasé et à une phase (16) d'une installation électrique (1) située en aval du compteur électrique monophasé, le compteur électrique monophasé (10) comprenant en outre un organe de coupure (20) monté sur le conducteur de phase (21), un capteur de ten- sion amont (25) agencé pour mesurer périodiquement une tension amont (Va) en amont de l'organe de coupure (20), et des moyens de traitement (29) agencés pour acquérir des mesures de tension amont et pour ouvrir l'organe de coupure (20) lorsque la tension amont (Va) devient infé- rieure à un premier seuil de tension prédéterminé. 2. Compteur électrique monophasé selon la revendication 1, dans lequel les moyens de traitement (29) sont agencés pour ouvrir l'organe de coupure (20) lorsque la tension amont (Va) passe d'une valeur normale à une valeur inférieure au premier seuil de tension prédéterminé en un temps inférieur à une durée prédéterminée. 3. Compteur électrique monophasé selon la re- vendication 1, dans lequel les moyens de traitement (29) sont agencés pour refermer l'organe de coupure (20) lors- que la tension amont (Va) devient supérieure à un deuxième seuil de tension prédéterminé. 4. Compteur électrique monophasé selon la re- vendication 3, dans lequel les moyens de traitement (29) sont agencés pour refermer l'organe de coupure (20) après une durée aléatoire à compter d'un moment où les moyens de traitement (29) détectent que la tension amont (Va) devient supérieure au deuxième seuil de tension prédéterminé. 5. Compteur électrique monophasé selon la re- 3067118 13 'vendication 4, les moyens de traitement étant agencés de sorte que la durée aléatoire est auyifientée après que les moyens de traitement (29) aient refermé deux fois l'organe de coupure à cause d'une tension amont (Va) in- 5 férieure au premier seuil de tension prédéteiminé. 6. Compteur électrique monophasé selon la re- vendication 5, dans lequel les moyens de traitement sont agencés de sorte que, après deux fermetures de l'organe de coupure (20), la durée aléatoire est augmentée après 10 chaque nouvelle fermeture due à une tension amont (Va) inférieure au premier seuil de tension prédéterminé. 7. Compteur électrique monophasé selon la re- vendication 1, comprenant en outre un module de communication (33) par courants porteurs en ligne, qui est agen- 15 cé pour transmettre un message d'alarme sur la ligne électrique (7) lorsque la tension amont (Va) devient inférieure au premier seuil de tension prédéterminé. 8. Compteur électrique monophasé selon la re- vendication 7, comprenant en outre un composant de stock- 20 age d'énergie (34) adapté à alimenter un dispositif d'ouverture de l'organe de coupure (20) et le module de communication (33) pendant une durée de transmission du message d'alarme en cas de baisse de tension ne permettant plus d'alimenter le compteur électrique monophasé . 25 9. Système comprenant un premier compteur élec- trique monophasé (10) selon l'une des revendications précédentes et un deuxième compteur électrique monophasé (40), le deuxième compteur électrique monophasé (40) ne comprenant pas d'organe de coupure. 30 10. Procédé de surveillance mis en oeuvre dans un compteur électrique monophasé (10) selon l'une des revendications 1 à 8, comportant les étapes : - de mesurer la tension amont (Va) ; - d'ouvrir l'organe de coupure (20) lorsque la tension 35 amont (Va) devient inférieure à un premier seuil de ten- 3067118 14 'sion prédéterminé. 11. Procédé de surveillance selon la revendication 10, comportant de plus l'étape de refermer l'organe de coupure (20) lorsque la tension amont (Va) devient su- 5 périeure à un deuxième seuil de tension prédéterminé. 12. Procédé de protection d'une deuxième installation électrique (3) par un premier compteur électrique monophasé (10) d'une première installation électrique (1), le premier compteur électrique monophasé (10) étant 10 conforme à l'une des revendication 1 à 8, la deuxième installation électrique (3) comportant un deuxième comp- teur électrique monophasé (40) ne comprenant pas d'organe de coupure, la première installation électrique (1) et la deuxième installation électrique (3) étant connectées 15 respectivement à une première phase (5) et à une deuxième phase (6) d'une même ligne électrique (7), la première installation électrique et la deuxième installation électrique étant connectées à un neutre (8) de la ligne électrique (7), le procédé de protection étant mis en oeuvre 20 dans le premier compteur électrique monophasé (10) et comprenant les étapes du procédé de surveillance selon la revendication 10. 13. Programme d'ordinateur comprenant des instructions pour mettre en oeuvre, par un compteur élec- 25 trique monophasé selon la revendication 1, le procédé de surveillance ou le procédé de protection selon l'une des revendications 10 à 12. 14. Moyens de stockage, caractérisés en ce qu'ils stockent un programme d'ordinateur comprenant des 30 instructions pour mettre en oeuvre, par un compteur élec- trique monophasé selon la revendication 1, le procédé de surveillance ou le procédé de protection selon l'une des revendications 10 à 12.