Brevet FR3087273A1 — publié le 20200417

Dispositif de mesure et appareil de commutation électrique La présente invention concerne un dispositif de mesure pour détecter l'état d'un appareil de commutation électrique. L'invention concerne également un appareil de commutation électrique comportant un tel dispositif de mesure. Les appareils de commutation et de protection électrique, tels que les disjoncteurs, sont généralement configurés pour interrompre la circulation d'un courant électrique lorsque l'intensité du courant dépasse un seuil de déclenchement. Certains seuils de déclenchement sont réglables par l'utilisateur, qui peut ainsi adapter la courbe de déclenchement de l'appareil en fonction des circonstances. Comme exemple de seuils réglables, on peut citer les seuils de déclenchement dits long retard et court retard, correspondant respectivement aux courants de surcharge et aux courants de court-circuit. Dans certaines applications, il est souhaitable d'utiliser, en plus, un seuil d'autoprotection, afin d'assurer la protection de l'appareil lorsque le courant de court- circuit « leo » est supérieur à une limite de tenue électrodynamique maximale supportable par l'appareil. Cela est particulièrement utile dans le cas des appareils de protection et de commutation utilisés dans des installations de distribution électrique à basse tension et à forte intensité. Dans de nombreux exemples, un tel appareil est placé en amont d'appareils de protection secondaires. Lorsqu'un court-circuit apparaît, l'appareil doit rester fermé suffisamment longtemps pour qu'un des appareils de protection secondaires situés en aval puisse se déclencher et isoler la partie de l'installation où s'est produit le court-circuit, pour autant que le courant de court-circuit ne dépasse pas le seuil d'autoprotection. En pratique, la résistance électrodynamique maximale supportable par l'appareil n'est pas la même selon que l'appareil est dans l'état ouvert ou fermé. Le seuil d'autoprotection doit donc être adapté automatiquement en fonction de l'état de l'appareil. Il est donc nécessaire de pouvoir déterminer de façon sûre et fiable si l'appareil est dans un état ouvert ou fermé. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de mesure pour détecter l'état d'un appareil de commutation électrique, ce dispositif de mesure étant caractérisé en ce qu'il comporte : - une armature comprenant une paroi principale ; - une pièce tournante destinée à être couplée mécaniquement à un arbre de commande d'un appareil de commutation électrique ; 2 - un barreau mobile en rotation, de façon solidaire avec la pièce tournante, entre une première position et une deuxième position, le barreau s'étendant au travers d'une fente ménagée dans la paroi principale ; - un capteur de position comportant un contact mobile adapté pour être poussé 5 par le barreau dans une position rétractée lorsque le barreau est dans la première position et dans une position relâchée lorsque le barreau est dans la deuxième position ; - un dispositif de stabilisation comportant une base solidaire de l'armature et une lame élastique fixée à la base, la lame s'étendant le long de la fente et étant agencée pour exercer un effort de retenue sur le barreau lorsqu'il se trouve dans la première 10 position. Grâce à l'invention, le dispositif de mesure permet de déterminer de façon sûre et fiable si l'appareil de commutation est dans un état ouvert ou fermé. En particulier, le dispositif de stabilisation permet de limiter les vibrations intempestives du barreau susceptibles de conduire à une détection erronée de l'état de l'appareil. 15 Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel dispositif de mesure peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement admissible : - La lame comporte une portion recourbée disposée en regard de la fente et formant un espace de retenue du barreau lorsque le barreau est dans la première 20 position. - La base est réalisée en polycarbonate. - La base comporte un logement de réception à l'intérieur duquel est reçue une portion de la lame, le logement étant ouvert sur une première face de la base tournée vers la paroi principale de l'armature, l'ancrage de la lame étant réalisé au moyen de 25 points d'appui faisant saillie à l'intérieur du logement depuis la base. - L'extrémité encastrée de la lame comporte une portion repliée. - La base comporte une surépaisseur formée en regard du logement de réception sur une deuxième face de la base opposée à la première face. - La base comporte un mur de protection électriquement isolant faisant saillie par 30 rapport à la base perpendiculairement à la paroi principale de l'armature. - Le capteur de position est monté sur l'armature en étant aligné avec la base du dispositif de stabilisation, la base étant intercalée entre le capteur de position et la paroi principale. - La lame comporte une portion d'extrémité libre disposée en regard de la fente et 35 appuyant sur le barreau lorsque le barreau est dans la deuxième position. 3 - La lame est maintenue en contact avec le barreau lorsque le barreau se déplace entre la première position et la deuxième position. - La lame est agencée pour exercer un effort de retenue sur le barreau lorsque le barreau est dans la deuxième position. 5 Selon un autre aspect, l'invention concerne un appareil de commutation électrique comportant des contacts électriques séparables, l'appareil comportant un arbre de commande couplé aux contacts électriques séparables pour commuter l'appareil entre un état électriquement ouvert et un état électriquement fermé. L'appareil de commutation comporte en outre un dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, le dispositif de mesure étant couplé mécaniquement à l'arbre de commande pour détecter si l'appareil est dans l'état ouvert ou dans l'état fermé. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif de mesure, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux 15 dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique, selon une vue en perspective, d'un dispositif de mesure selon des modes de réalisation de l'invention associé à un appareil de commutation et/ou de protection électrique ; - la figure 2 est une représentation schématique du dispositif de mesure de la 20 figure 1 illustré selon une vue éclatée ; - les figures 3 et 4 sont des vues de profil du dispositif de mesure de la figure 1, illustrées suivant la direction d'observation représentée par la flèche III sur la figure 1 et correspondant respectivement à deux positions différentes d'un barreau du dispositif de mesure ; 25 - les figures 5 et 6 sont des représentations schématiques, selon deux vues en perspective, d'un dispositif de stabilisation appartenant au dispositif de mesure de la figure 1. La figure 1 fait référence à un appareil de commutation et/ou de protection électrique, noté CB, tel qu'un disjoncteur, notamment un disjoncteur à coupure dans l'air 30 avec des contacts séparables. Selon des modes de mise en oeuvre, l'appareil CB est raccordé à une ligne d'alimentation électrique, par exemple au sein d'une installation de distribution électrique, telle qu'une installation de distribution à forte intensité (par exemple supérieure à 500 ampères) et à basse tension (par exemple inférieure à 1000 volts). L'appareil CB est par 35 exemple installé dans un tableau électrique. 4 L'appareil CB est commutable, sélectivement et réversiblement, entre un état électriquement ouvert, pour interrompre la circulation du courant électrique, et un état électriquement fermé, dans lequel la circulation du courant électrique est autorisée. L'appareil CB est configuré pour interrompre la circulation du courant électrique 5 dans la ligne d'alimentation lorsque l'intensité de ce courant électrique dépasse un seuil de déclenchement prédéfini. A cet effet, l'appareil CB comporte un déclencheur, non illustré, tel qu'un déclencheur électronique. Par exemple, un tel déclencheur électronique peut être implémenté par, ou 10 associé à, une unité électronique de commande de l'appareil CB. Selon des exemples, l'unité électronique de commande peut comporter des circuits électroniques et/ou un microcontrôleur ou un microprocesseur programmable. L'appareil CB comporte également un mécanisme de commutation, non illustré, adapté pour déplacer les contacts séparables en fonction d'un ordre de commande émis 15 par le déclencheur, ou par un organe de commande manipulé par un utilisateur. Selon des exemples, l'appareil CB peut comporter un ou plusieurs pôles, chaque pôle étant associé à une phase électrique du courant électrique. Ainsi, dans le cas d'un courant polyphasé, chaque pôle comporte des contacts séparables qui lui sont propres, mais qui sont néanmoins commandés conjointement par le mécanisme de commutation. 20 Par exemple, le mécanisme de commutation comporte un arbre de commande, noté Set communément nommé REVENDICATIONS1.- Dispositif de mesure (1) pour détecter l'état d'un appareil de commutation électrique (CB), ce dispositif de mesure étant caractérisé en ce qu'il comporte : - une armature (2) comprenant une paroi principale (21) ; - une pièce tournante (3) destinée à être couplée mécaniquement à un arbre de commande (S) d'un appareil de commutation électrique (CB) ; - un barreau (4) mobile en rotation, de façon solidaire avec la pièce tournante (3), entre une première position et une deuxième position, le barreau (4) s'étendant au travers d'une fente (22) ménagée dans la paroi principale (21) ; - un capteur de position (5) comportant un contact mobile (51) adapté pour être poussé par le barreau (4) dans une position rétractée lorsque le barreau est dans la première position et dans une position relâchée lorsque le barreau est dans la deuxième position ; - un dispositif de stabilisation (6) comportant une base (62) solidaire de l'armature et une lame (61) élastique fixée à la base (62), la lame (61) s'étendant le long de la fente (22) et étant agencée pour exercer un effort de retenue sur le barreau (4) lorsqu'il se trouve dans la première position. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame (61) comporte une portion recourbée (615) disposée en regard de la fente (22) et formant un espace de retenue du barreau (4) lorsque le barreau est dans la première position. 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base (62) est réalisée en polycarbonate. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base (62) comporte un logement de réception (621) à l'intérieur duquel est reçue une portion (616, 612) de la lame (61), le logement (621) étant ouvert sur une première face de la base (62) tournée vers la paroi principale (21) de l'armature (2), l'ancrage de la lame étant réalisé au moyen de points d'appui (622) faisant saillie à l'intérieur du logement (621) depuis la base (62). 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité encastrée de la lame (61) comporte une portion repliée (612). 13 6.- Dispositif selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que la base (62) comporte une surépaisseur (624) formée en regard du logement de réception (621) sur une deuxième face de la base opposée à la première face. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base (62) comporte un mur de protection (625) électriquement isolant faisant saillie par rapport à la base perpendiculairement à la paroi principale (21) de l'armature (2). 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur de position (5) est monté sur l'armature (2) en étant aligné avec la base (62) du dispositif de stabilisation (6), la base (62) étant intercalée entre le capteur de position (5) et la paroi principale (21). 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame (61) comporte une portion (613) d'extrémité libre disposée en regard de la fente (22) et appuyant sur le barreau (4) lorsque le barreau est dans la deuxième position. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame (61) est maintenue en contact avec le barreau (4) lorsque le barreau se déplace entre la première position et la deuxième position. 25 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame (61) est agencée pour exercer un effort de retenue sur le barreau (4) lorsque le barreau (4) est dans la deuxième position. 12.- Appareil de commutation électrique (CB) comportant des contacts électriques 30 séparables, l'appareil comportant un arbre de commande (S) couplé aux contacts électriques séparables pour commuter l'appareil (CB) entre un état électriquement ouvert et un état électriquement fermé, caractérisé en ce que l'appareil de commutation comporte en outre un dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif de mesure (1) étant couplé mécaniquement à l'arbre de 35 commande (S) pour détecter si l'appareil est dans l'état ouvert ou dans l'état fermé. 5 10 15 20