Brevet FR3083915A1 — publié le 20200117

PROCEDE DE DETECTION D'UNE PRESSION DE CONTACT INSUFFISANTE DANS UN APPAREIL DE COUPURE, DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE D'UN TEL PROCEDE, ET APPAREIL DE COUPURE COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF. DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un procédé de détection d'une pression de contact insuffisante entre les deux contacts d'un appareil de coupure électrique, ledit appareil comportant des moyens de réarmement du mécanisme de commande de l'appareil de coupure après une fermeture du mécanisme, ces moyens comportant des moyens de compression d'un ressort de fermeture destiné à amener le mécanisme de commande de l'appareil dans une position dans laquelle il est prêt à fermer, ces moyens de réarmement comportant également une motorisation, apte à terminer la manoeuvre de fermeture du mécanisme de commande, en cas de fermeture incomplète réalisée par ce dernier et avant de réaliser le réarmement, cette insuffisance de pression de contact étant due à une usure du mécanisme, de la cinématique, de la motorisation, des pièces impliquées dans la compression du ressort de fermeture, ou d'une fermeture incomplète indépendante de toute usure, par exemple lors de basses températures qui font que les graisses se figent. La présente invention concerne également un dispositif de détection pour la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi qu'un appareil de coupure tel un disjoncteur comportant un tel dispositif. ETAT DE LA TECHNIQUE On connaît un dispositif de manoeuvre de disjoncteurs tel que décrit dans le document EPO 221 430, permettant d'effectuer un cycle rapide d'ouverture, de fermeture et de réouverture d'un disjoncteur, dit communément cycle OFO, le disjoncteur comprenant un ensemble de contacts fixes et un ensemble de contacts mobiles, une tige de manoeuvre destinée à être reliée audit ensemble de contacts mobiles, un premier ressort communiquant lorsqu'il se détend, un mouvement à la tige dans le sens correspondant à l'ouverture du disjoncteur, un 2 second ressort communiquant lorsqu'il se détend un mouvement à la tige dans le sens correspondant à la fermeture du disjoncteur, ledit dispositif comprenant des moyens pour que la détente du second ressort entraîne le réarmement du premier ressort, chacun desdits ressorts étant associé à un organe de verrouillage 5 commandable. Dans de tels disjoncteurs, le mécanisme de commande doit toujours être réarmé après une fermeture. Ces appareils peuvent subir des phénomènes variés tels qu'une utilisation très fréquente, de la corrosion, une utilisation à basse température, etc.. .Ces 10 conditions peuvent entraîner une détérioration de l'appareil, notamment une usure du mécanisme, de la cinématique, de la motorisation ou spécifiquement des pièces permettant la compression du ressort de fermeture. Cette usure du mécanisme, de la cinématique, ou une utilisation à basse température, vont entraîner une fermeture incomplète des contacts de l'appareil 15 lors d'une manoeuvre de fermeture de l'appareil. Cette fermeture incomplète entraîne une pression de contact partielle dans les ampoules à vide, et plus largement, des organes de coupure. Lorsque le mécanisme est du type OF0 à came, c'est-à-dire un mécanisme permettant de réaliser une fermeture rapide de l'appareil (0,3s) après une 20 ouverture de celui-ci, ledit mécanisme comportant des moyens de transmission à came situés entre l'arbre lié au ressort de fermeture et l'arbre lié aux pièces de la cinématique entraînant les contacts mobiles, et lorsqu'une fermeture du mécanisme est incomplète, celle-ci est achevée par la motorisation lors du réarmement qui suit la fermeture. Ceci ne pose pas de problème lorsqu'une telle 25 fermeture est réalisée sur un courant nominal. Si le courant est plus élevé, l'existence de cette pression de contact partielle avant la fermeture complète par la motorisation, peut conduire à un échauffement voire à une destruction si le niveau de courant atteint le niveau de courte durée admissible ou s'il y a court-circuit. 30 Lorsque le réarmement n'est pas réalisé par une motorisation, les problèmes dus à une fermeture incomplète énoncés ci-dessus surviennent même lors d'une fermeture sur courant nominal. 3 Il est important de détecter les usures précitées et la fermeture incomplète, parce que cela permet d'alerter de la nécessité de réaliser une maintenance et/ou de mieux protéger l'appareil des conditions environnementales. On connaît des appareils de coupure comportant des moyens permettant de 5 donner une information concernant le trajet réel des contacts mobiles, ceci permettant de détecter l'existence d'une usure des contacts et de communiquer l'information in situ, via notamment des moyens de signalisation lumineux, ou à distance, via un signal électrique. Ces moyens ne permettent cependant pas de détecter les usures précitées et la fermeture incomplète des contacts. 1 0 EXPOSE DE L'INVENTION La présente invention résout ces problèmes et propose un procédé de détection 15 de l'usure du mécanisme, de la cinématique, de la motorisation ou des pièces permettant la compression du ressort de fermeture, ainsi qu'une fermeture incomplète, ces procédés permettant de distinguer une usure du mécanisme, de la cinématique, une fermeture incomplète indépendante de toute usure, d'une usure de la motorisation ou des pièces spécifiques du mécanisme permettant la 20 compression du ressort de fermeture. L'invention a encore pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi qu'un appareil de coupure électrique comportant un tel dispositif. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de détection d'une 25 pression de contact insuffisante entre les deux contacts d'un appareil de coupure électrique du genre précédemment mentionné, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à détecter si la motorisation termine la fermeture et/ou si le couple de réarmement correspond à un couple de réarmement dit normal, en analysant la courbe enveloppe de courant consommé par la motorisation en fonction du 30 temps, pour la réalisation du réarmement après la manoeuvre de fermeture du mécanisme de commande, et si la motorisation termine la fermeture, en déduire que l'usure est due à une usure du mécanisme, de la cinématique ou bien de la motorisation, et/ou si le couple de réarmement correspond à un couple de 4 réarmement anormal, en déduire que l'usure correspond à une usure de la motorisation ou bien des pièces impliquées dans la compression du ressort de fermeture. 5 Selon une caractéristique particulière, l'on détecte si la motorisation termine la fermeture, en analysant la courbe enveloppe de courant consommé par la motorisation en fonction du temps, pour la réalisation du réarmement après la manoeuvre de fermeture du mécanisme de commande, et en vérifiant si la durée de ce courant a augmenté par rapport à une durée de courant dite normale 10 correspondant à une fermeture complète, cette augmentation de la durée du courant étant caractéristique d'une usure du mécanisme, de la cinématique, ou d'une fermeture incomplète indépendante de toute usure. On notera que la cinématique comporte les pièces situées entre le mécanisme et les contacts, et qui transmettent les mouvements fournis par le mécanisme aux 15 contacts mobiles. Selon une autre caractéristique, l'on détecte si la motorisation est confrontée à un couple de réarmement normal ou particulièrement élevé, en analysant la courbe enveloppe de courant consommé par la motorisation en fonction du temps, afin 20 de réaliser le réarmement après la manoeuvre de fermeture du mécanisme de commande, et en vérifiant si le niveau de courant a augmenté par rapport au niveau de courant dit normal correspondant au cas où il n'y a ni usure de la motorisation, ni usure des pièces spécifiques du mécanisme impliquées dans la compression du ressort de fermeture. 25 Selon une autre caractéristique, l'on compare la courbe enveloppe de courant consommé par la motorisation pour le réarmement avec une courbe enveloppe de courant dite standard correspondant à la courbe enveloppe de courant consommé par la motorisation lorsque la fermeture réalisée par le mécanisme de commande 30 est complète, et à en déduire si la fermeture a été complète ou non. Selon une autre caractéristique, l'on définit une fourchette de durée du courant traversant la motorisation, et pour toute durée de courant située à l'intérieur de 5 cette fourchette, on en déduit un fonctionnement normal sans usure de la motorisation et des pièces spécifiques du mécanisme permettant la compression du ressort de fermeture. 5 Selon une autre caractéristique, l'on définit une enveloppe délimitée par deux courbes enveloppe de courant dites d'extrémité, et toute courbe enveloppe de courant située à l'intérieure de cette enveloppe entre ces deux courbes enveloppe, traduit un fonctionnement normal de la motorisation et des pièces impliquées dans la compression du ressort de fermeture. 10 La présente invention a encore pour objet un dispositif de détection pour la mise en oeuvre d'un procédé comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en combinaison, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection de courant branchés sur les moyens d'alimentation de puissance de la motorisation, et un algorithme de traitement 15 apte à comparer la courbe enveloppe de courant consommé par la motorisation pour le réarmement, en fonction du temps, avec une courbe enveloppe de courant dite normale correspondant à une fermeture complète réalisée par le mécanisme de commande et/ou à un couple de réarmement normal. 20 Selon une autre caractéristique, ce dispositif comporte des moyens de détection de courant branchés sur les moyens d'alimentation de puissance de la motorisation, et un algorithme de traitement apte à comparer la courbe enveloppe de courant consommé par la motorisation pour le réarmement, en fonction du temps, avec les deux courbes enveloppe d'extrémités précitées et/ou avec la 25 fourchette de durée normale précitée, et à déterminer si cette courbe enveloppe de courant consommé se trouve à l'intérieur de l'enveloppe précitée ou bien à l'extérieur, ou bien si la durée de courant se trouve à l'intérieur de la fourchette ou en dehors. 30 Selon une autre caractéristique, les moyens de réarmement précités comportent des moyens pour emmagasiner l'énergie de fermeture dans le mécanisme de commande. 6 Selon une autre caractéristique, ce dispositif comporte des moyens de signalisation localement ou à distance de la détection de l'une des usures précitées. La présente invention a encore pour objet un appareil de coupure électrique, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en combinaison. Selon une autre caractéristique, cet appareil est un disjoncteur du type OFO, comportant des moyens de réarmement du mécanisme de commande du disjoncteur aptes à ramener le mécanisme dans une position prête à fermer, après une manoeuvre de fermeture. 15 Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels : 20 DESCRIPTION DES FIGURES -Les figures 1 à 3 sont trois représentations graphiques illustrant des courbes représentant le courant consommé par la motorisation pendant le réarmement en fonction de la durée de réarmement. 25 -La figure 1 est une courbe enveloppe illustrant le courant consommé par la motorisation pendant le réarmement en fonction de la durée de réarmement, lors d'un fonctionnement normal de l'appareil de coupure, 30 -La figure 2 illustre deux courbes correspondant pour l'une, à un fonctionnement normal de l'appareil, et pour l'autre, à une fermeture incomplète des contacts de l'appareil, et 5 10 7 -La figure 3 illustre deux courbes correspondant pour l'une, à un fonctionnement normal, et pour l'autre, à un couple de réarmement élevé. 5 DESCRIPTION DETAILLEE DE PLUSIEURS MODES DE REALISATION DE L'INVENTION. Sur la figure 1, est représentée une courbe enveloppe représentant le courant consommé par une motorisation, ladite motorisation étant destinée à réaliser le réarmement d'un mécanisme de commande des contacts d'un appareil de 10 coupure tel un disjoncteur moyenne tension, en fonction de la durée de ce réarmement. Plus précisément, ces moyens de réarmement comportent des moyens pour emmagasiner l'énergie de fermeture dans le mécanisme de commande de manière à amener ce mécanisme de commande dans une position dans laquelle 15 il est prêt à fermer les contacts de l'appareil. Avantageusement, ces moyens de réarmement comportent un ressort de fermeture. Sur la figure 2, la première courbe 1 correspond à un fonctionnement normal sans usure à l'intérieur de l'appareil de coupure, tandis que la seconde courbe 2 correspond à une fermeture incomplète des contacts de l'appareil suite à une 20 usure du mécanisme, de la cinématique, ou bien une fermeture incomplète des contacts de l'appareil indépendante de toute usure, telle qu'une fermeture incomplète suite à une utilisation à basse température. Tel qu'illustré sur cette figure 2, la durée de réarmement d2 est plus élevée dans le cas de la seconde courbe 2, correspondant à une fermeture incomplète des 25 contacts, que dans le cas de la première courbe 1, correspondant à un fonctionnement normal de l'appareil. Sur la figure 3, la courbe 3 correspond à un fonctionnement normal de l'appareil, tandis que la courbe 4 correspond à un appareil de coupure présentant une usure de la motorisation ou spécifiquement des pièces du mécanisme permettant la 30 compression du ressort de fermeture. Ainsi, il apparaît que, sur la courbe 4, le niveau maximum n2 de courant consommé par la motorisation est plus élevé que celui n1 de la courbe 3. 8 Selon une première réalisation du procédé selon l'invention telle qu'illustrée sur la figure 2, l'on détecte une fermeture incomplète, caractéristique d'une usure du mécanisme de commande, de la cinématique de l'appareil de coupure, ou bien d' une fermeture incomplète indépendante de toute usure, telle que suite à une 5 utilisation à basse température, en comparant les deux courbes 1 et 2, et en détectant une durée de réarmement d2 plus importante par rapport à celle dl habituellement observée lors d'un fonctionnement normal de l'appareil. Selon une seconde réalisation (non illustrée) du procédé selon l'invention, l'on définit une fourchette, ou bien un intervalle de deux valeurs de durée de courant 10 de réarmement, et l'on compare la durée de réarmement d2 correspondant à la courbe analysée, avec cette fourchette ou étendue. De la même manière, tel qu'illustré sur la figure 3, l'on détecte un couple de réarmement anormalement élevé en comparant deux courbes représentant respectivement pour l'une, le courant de réarmement en fonction du temps de 15 réarmement, lors d'un fonctionnement normal de l'appareil, et pour l'autre, le courant de réarmement en fonction du temps de réarmement en présence d'une usure de la motorisation ou spécifiquement des pièces du mécanisme permettant la compression du ressort de fermeture, et en détectant une différence entre les deux niveaux ni ,n2 maximum de courant. 20 Selon une autre réalisation non représentée, l'on définit une enveloppe délimitée par deux courbes enveloppe de courant dites d'extrémité, et toute courbe enveloppe de courant située à l'intérieure de cette enveloppe entre ces deux courbes enveloppe, traduit un fonctionnement normal de la motorisation et des pièces impliquées dans la compression du ressort de fermeture. 25 Le dispositif de détection selon une réalisation particulière de l'invention comporte des moyens de détection de courant branchés sur les moyens d'alimentation de puissance de la motorisation, et un algorithme de traitement apte à comparer la courbe enveloppe de courant consommé par la motorisation pour le réarmement, en fonction du temps, avec une courbe enveloppe correspondant à un 30 fonctionnement normal de l'appareil, ou bien avec les deux courbes enveloppe d'extrémités précitées, et à déterminer si cette courbe enveloppe de courant consommé se trouve à l'intérieur de l'enveloppe précitée ou bien à l'extérieur. 9 Ou bien à comparer la durée de réarmement avec la fourchette de durée normale précitée et à déterminer si la durée de courant se trouve à l'intérieur de la fourchette ou en dehors. La présente invention permet ainsi de détecter toute manoeuvre de fermeture 5 incomplète d'un disjoncteur qui peut affecter la performance de l'appareil et la sécurité des personnes. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et 10 illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention REVENDICATIONS1. Procédé de détection d'une pression de contact insuffisante entre les deux contacts d'un appareil de coupure électrique, ledit appareil comportant des moyens de réarmement du mécanisme de commande de l'appareil de coupure après une fermeture du mécanisme, ces moyens de réarmement comportant des moyens de compression d'un ressort de fermeture destiné à amener le mécanisme de commande de l'appareil dans une position dans laquelle il est prêt à fermer, ces moyens de réarmement comportant également une motorisation, apte à terminer la manoeuvre de fermeture du mécanisme de commande, en cas de fermeture incomplète réalisée par ce dernier et avant de réaliser le réarmement, cette insuffisance de pression de contact étant due à une usure du mécanisme, de la cinématique, de la motorisation, des pièces impliquées dans la compression du ressort de fermeture, ou d'une fermeture incomplète indépendante de toute usure, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter si la motorisation termine la fermeture et/ou si le couple de réarmement correspond à un couple de réarmement dit normal, en analysant la courbe enveloppe de courant (2 ,4) consommé par la motorisation en fonction du temps, pour la réalisation du réarmement après la manoeuvre de fermeture du mécanisme de commande, et si la motorisation termine la fermeture, en déduire que l'usure est due à une usure du mécanisme, de la cinématique ou bien de la motorisation, et/ou si le couple de réarmement correspond à un couple de réarmement anormal, en déduire que l'usure correspond à une usure de la motorisation ou bien des pièces impliquées dans !a compression du ressort de fermeture. 30 2. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on détecte si la motorisation termine la fermeture, en analysant la courbe enveloppe de courant (2) consommé par la motorisation en fonction du temps, pour la réalisation du réarmement après la manoeuvre de fermeture du mécanisme de commande, et en vérifiant si la durée (d2) de ce courant a augmenté par rapport à une durée de courant dite normale (dl) correspondant à une fermeture complète, cette augmentation de la durée du courant étant caractéristique d'une usure du mécanisme, de la cinématique, ou d'une fermeture incomplète indépendante de toute usure. 10 3. Procédé de détection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on détecte si la motorisation est confrontée à un couple de réarmement normal ou particulièrement élevé, en analysant la courbe 15 enveloppe de courant (4) consommé par la motorisation en fonction du temps, afin de réaliser le réarmement après la manoeuvre de fermeture du mécanisme de commande, et en vérifiant si le niveau de courant n2 a augmenté par rapport au niveau de courant n1 dit normal correspondant au cas où il n'y a ni usure de la motorisation, ni usure des pièces spécifiques 20 du mécanisme impliquées dans la compression du ressort de fermeture. 4. Procédé de détection selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on compare la courbe enveloppe de courant (2) consommé par la motorisation pour le réarmement avec une courbe enveloppe de courant z') dite standard (1) correspondant à la courbe enveloppe de courant consommé par la motorisation lorsque la fermeture réalisée par le mécanisme de commande est complète, et à en déduire si la fermeture a été complète ou non. 30 5. Procédé de détection selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on définit une fourchette de durée du courant traversant la motorisation, et pour toute durée de courant située à l'intérieur de celte 12 fourchette, on en déduit un fonctionnement normal sans usure de la motorisation et des pièces spécifiques du mécanisme permettant la compression du ressort de fermeture. 6 Procédé de détection selon la revendication 3, catectérise en ce que l'on définit une enveloppe délimitée par deux courbes enveloppe de courant dites d'extrémité, et toute courbe enveloppe de courant située à l'intérieure de cette enveloppe entre ces deux courbes enveloppe, traduit un fonctionnement normal de la rriotonsation et des pièces impliquées dans 10 la compression du ressort de fermeture, 7. Dispositif de détection pour la mise en oeuvre d'un procédé selon rune quelconque des revendications à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection de courant branchés sur les moyens 15 d'alimentation de puissance de la motorisation, et un algorithme de traitement apte â comparer la courbe enveloppe de courant consomme par la motorisation poui le réarmement, en fonction du temps, avec une courbe enveloppe de courant dite normale correspondant à une fermeture complète réalisée par le mécanisme de commande et/ou à un couple de 20 réarmement normal. 8. Dispositif de détection selon les revendications 5 et 6 et 7, caractérise en ce qu'il comporte des moyens de détection de courant branchés sur les moyens d'alimentation de puissance de la motorisation, et un algorithme de traitement apte à comparer% la courbe enveloppe de courant consomme par la motorisation pour le réarmement, en fonction du temps, avec les deux courbes enveloppe d'extrémités précitées etiou avec /a fourchette de durée normale précitée, et à déterminer si cette courbe enveloppe de courant consommé se trouve à l'intérieur de l'enveloppe précitée ou bien à l'extérieur, ou bien si la durée de courant se trouve à l'intérieur de la fourchette ou en dehors. 13 9. Dispositif de détection selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de réarmement précités comportent des moyens pour emmagasiner l'énergie de fermeture dans le mécanisme de commande. 5 10. Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de signalisation localement ou à distance de la détection de l'une des usures précitées. 11. Appareil de coupure électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications 7 à 10. 12. Appareil de coupure électrique selon la revendication 11, caractérisé en ce que c'est un disjoncteur du type OFO, comportant des moyens de 15 réarmement du mécanisme de commande du disjoncteur aptes à ramener le mécanisme dans une position prête à fermer, après une manoeuvre de fermeture.