Brevet FR3123168A1 — publié le 20221125

Procédé de surveillance d’un appareil de coupure, pourvu d’un mécanisme de commutation, comportant : - une surveillance (300) d’un signal d’alimentation électrique d’un actuateur électromagnétique du mécanisme de commutation pour réaliser une détection du début d’alimentation électrique (101a, 201a) dudit actuateur, - une surveillance (330) d’une mesure d’intensité de choc au niveau dudit appareil de coupure pour réaliser une détection de la mise en mouvement dudit mécanisme de commutation, - une surveillance (360) d’un paramètre représentatif de l’état ouvert ou fermé dudit appareil de coupure pour détecter (370) un changement d’état dudit paramètre, représentatif d’une fin de séquence d’ouverture ou de fermeture dudit appareil de coupure, et comportant : - un calcul (390) d’un temps T ACT écoulé entre la détection du début d’alimentation électrique dudit actuateur et la détection de la mise en mouvement du mécanisme de commutation dudit appareil de coupure, - un calcul (395) d’un temps T M écoulé entre ladite mise en mouvement du mécanisme de commutation et ladite fin de séquence. Figure 4 PROCEDE ET DISPOSITIF DE SURVEILLANCE D’APPAREILS DE COUPURE L’invention relève du domaine de la surveillance du fonctionnement d’appareils de coupure tels que des disjoncteurs basse tension soit jusqu’à 1000 Volts en général ou moyenne tension par exemple entre 1000 Volts et 25 000 Volts. Ces appareils de coupure comportent un mécanisme de commutation pourvu d’un dispositif d’armement d’un ressort de rappel du mécanisme de commutation qui permet de commuter des organes de coupure, tels des contacts, entre une position fermée dans laquelle un courant traverse l’appareil et une position ouverte dans laquelle le courant est interrompu par l’appareil de coupure. Pour réaliser la coupure, un actuateur électromagnétique libère le ressort qui ramène le mécanisme de commutation en position d’ouverture de l’appareil de coupure. Il est souhaitable de pouvoir contrôler le bon fonctionnement tant de l’actuateur électromagnétique que du mécanisme de commutation. Il est connu d’équiper de tels appareils de coupure avec des contacts auxiliaires de détection de position des organes de coupure, ainsi que de capteurs de courant ou tension de détection du départ de mouvement du mécanisme de commutation. Ces contacts auxiliaires et ces capteurs permettent de déterminer un début de séquence ou une fin de séquence d’ouverture de l’appareil de coupure à partir d’un changement d’état des contacts auxiliaires, mais ne permettent pas de mesurer le temps nécessaire à l’actuateur électromagnétique de l’appareil de coupure pour initier la mise en mouvement du mécanisme de commutation. De plus il n’est pas non plus possible avec ces contacts ou interrupteurs auxiliaires de mesurer le temps nécessaire à ce mécanisme de commutation pour réellement couper ou rétablir le circuit. Problème technique Savoir distinguer le temps nécessaire à l’actuateur électromagnétique pour initier la mise en mouvement du mécanisme de commutation pour réellement ouvrir ou fermer le circuit électrique est utile dans le cadre de la maintenance des appareils de coupure. En effet, un temps d’initiation de la mise en mouvement du mécanisme de commutation accru peut correspondre à un défaut mineur de l’appareil de coupure sans incidence sur la qualité de la coupure effective alors qu’un mécanisme de commutation trop lent peut conduire à un défaut de coupure du circuit commandé par l’appareil de coupure. Pour ce faire, la présente demande propose un procédé de surveillance d’un appareil de coupure, pourvu d’un mécanisme de commutation, comportant : - une surveillance d’un signal d’alimentation électrique d’un actuateur électromagnétique du mécanisme de commutation pour réaliser une détection du début d’alimentation électrique dudit actuateur, - une surveillance d’une mesure d’intensité de choc au niveau dudit appareil de coupure pour réaliser une détection de la mise en mouvement dudit mécanisme de commutation, - une surveillance d’un paramètre représentatif de l’état ouvert ou fermé dudit appareil de coupure pour détecter un changement d’état dudit paramètre, représentatif d’une fin de séquence d’ouverture ou de fermeture dudit appareil de coupure, et comportant : - un calcul d’un temps T ACT écoulé entre la détection du début d’alimentation électrique dudit actuateur et la détection de la mise en mouvement du mécanisme de commutation dudit appareil de coupure, - un calcul d’un temps T M écoulé entre ladite mise en mouvement du mécanisme de commutation et ladite fin de séquence. Le procédé est ainsi basé directement sur la surveillance de paramètres électriques et physiques directement reliés aux temps de mise en mouvement du mécanisme de commutation et de l’actuateur électromagnétique ce qui permet une mesure précise de ces temps. Le procédé peut comporter avantageusement une comparaison dudit signal d’alimentation électrique à un seuil S1 représentatif d’un début d’alimentation électrique dudit actuateur. Le procédé peut comporter avantageusement une comparaison de ladite intensité de choc à un seuil C1 représentatif de la mise en mouvement d’un mécanisme de commutation dudit disjoncteur. Le signal d’alimentation électrique peut être un courant I ACT d’alimentation de l’actuateur électromagnétique. Dans un mode de réalisation alternatif, le signal d’alimentation électrique peut être une tension d’alimentation de l’actuateur électromagnétique. Avantageusement, la mesure d’intensité de choc est réalisée au moyen d’un capteur de vibrations fournissant un signal vibratoire en réponse à la mise en mouvement dudit mécanisme de commutation. Le paramètre représentatif de l’état ouvert ou fermé dudit appareil de coupure peut être un état logique SW d’un contact auxiliaire du mécanisme de commutation de l’appareil de coupure. Selon un mode de réalisation avantageux, le procédé comporte une comparaison desdits temps T ACT et T M écoulés à des valeurs seuil prédéterminées respectivement TS ACT et TS M en vue de réaliser un diagnostic sur le fonctionnement de l’appareil de coupure. Le procédé peut comporter une alerte de défaut de l’actuateur électromagnétique lorsque le temps T ACT est supérieur à la valeur seuil TS ACT . Le procédé peut comporter une alerte de défaut de mécanisme de coupure lorsque le temps T M est supérieur à la valeur seuil TS M . Le procédé peut comporter une analyse de forme d’onde du signal d’alimentation électrique de l’actuateur électromagnétique. Ceci permet une surveillance du fonctionnement de l’actuateur électromagnétique. L’invention concerne en outre un dispositif de surveillance du fonctionnement d’un appareil de coupure qui comporte : une interface de mesure pourvue de moyens de prise de signaux sur des liaisons de raccordement d’organes dudit appareil de coupure avec un dispositif de commande dudit appareil de coupure comportant : au moins un capteur de courant ou de tension sur une desdites liaisons correspondant à une voie d’alimentation d’un actuateur électromagnétique du mécanisme de commutation de l’appareil de coupure, au moins un capteur de tension sur une desdites liaisons correspondant à un contact auxiliaire de position ouvert ou fermé de l’appareil de coupure, dit contact auxiliaire de l’appareil de coupure, au moins un capteur de choc configuré pour détecter la mise en action du mécanisme de commutation de l’appareil de coupure, une unité d’acquisition de signaux et de calcul raccordée auxdits moyens de prise de signaux et au capteur de choc et pourvue d’un module d’acquisition desdits signaux, d’un processeur relié audit module d’acquisition et une mémoire renfermant un ensemble d’instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention lorsque lesdites instructions sont exécutées par ledit processeur. Le dispositif de surveillance est aisé à mettre en œuvre et ne perturbe pas le fonctionnement de l’appareil de coupure. Selon un mode de réalisation avantageux, ladite interface comporte un premier connecteur, complémentaire d’une embase de connexion d’une fiche de raccordement dudit appareil de coupure à un dispositif de commande dudit appareil de coupure, un second connecteur reprenant la configuration de ladite embase et regroupe lesdits moyens de prise de signaux, entre lesdits premier connecteur et second connecteur, ledit circuit électronique comportant des liaisons point à point entre les points de connexion en regard desdits premiers et second connecteurs. Ceci permet un équipement rapide d’appareils de coupure déjà installés sans nécessité de modifier le faisceau auquel ils sont raccordés. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de surveillance comporte une alimentation réalisée au moyen d’une dérivation raccordée sur une liaison d’alimentation d’un capteur de l’appareil de coupure. Ainsi aucun câblage supplémentaire pour alimenter le dispositif ne doit être réalisé. L’unité d’acquisition de signaux et de calcul comporte avantageusement un dispositif de communication sans fil ou filaire avec un concentrateur de pilotage et de surveillance dudit appareil de coupure et adapté à transmettre audit concentrateur des données de surveillance et des paramètres de fonctionnement dudit appareil de coupure générés par ladite unité d’acquisition de signaux et de calcul à partir de mesures réalisées au moyen desdits capteurs. Ainsi l’unité d’acquisition de signaux et de calcul effectue en local les mesures et les calculs nécessaires à détecter des défauts sur l’appareil de coupure ou son système de commande et transmet les résultats au concentrateur qui gère une pluralité de dispositifs de coupure. Le capteur de choc peut être disposé dans un boîtier de l’unité d’acquisition de signaux et de calcul. Selon cette réalisation, ce boîtier est fixé directement sur le dispositif de coupure. De manière alternative, le capteur de choc peut être disposé sur l’appareil de coupure et relié à l’unité d’acquisition de signaux et de calcul par une liaison filaire. L’invention concerne aussi un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre de tout ou partie du procédé de l’invention lorsque ce programme est exécuté par un processeur. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après d’exemples de réalisation non limitatifs, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : montre une représentation schématique d’un dispositif selon un premier exemple de réalisation; montre une représentation schématique d’un dispositif selon un second exemple de réalisation; montre une représentation schématique de raccordement d’un dispositif de surveillance adapté pour l’invention; représente un logigramme d’étapes de l’invention ; montre une représentation de signaux utilisés dans le cadre de l’invention pour un premier type d’actuateur électromagnétique ; montre une représentation de signaux utilisés dans le cadre de l’invention pour un second type d’actuateur électromagnétique. Procédé de surveillance d’un appareil de coupure (30), pourvu d’un mécanisme de commutation (38), comportant: - une surveillance (300) d’un signal d’alimentation électrique (101, 201) d’un actuateur électromagnétique (33) du mécanisme de commutation pour réaliser une détection du début d’alimentation électrique (101a, 201a) dudit actuateur, - une surveillance (330) d’une mesure d’intensité de choc (102, 202) au niveau dudit appareil de coupure pour réaliser une détection de la mise en mouvement (102a, 202a) dudit mécanisme de commutation, - une surveillance (360) d’un paramètre représentatif de l’état ouvert ou fermé (103, 203) dudit appareil de coupure pour détecter (370) un changement d’état (103a, 203a) dudit paramètre, représentatif d’une fin de séquence d’ouverture dudit appareil de coupure, et comportant : - un calcul (390) d’un temps T ACT écoulé entre la détection du début d’alimentation électrique dudit actuateur et la détection de la mise en mouvement du mécanisme de commutation dudit appareil de coupure, - un calcul (395) d’un temps T M écoulé entre ladite mise en mouvement du mécanisme de commutation et ladite fin de séquence. Procédé de surveillance d’un appareil de coupure selon la revendication 1 comportant une comparaison (310) dudit signal d’alimentation électrique à un seuil S1 (105, 205) représentatif d’un début d’alimentation électrique dudit actuateur. Procédé de surveillance d’un appareil de coupure selon la revendication 1 ou 2 comportant une comparaison (340) de ladite intensité de choc à un seuil C1 (104, 204) représentatif de la mise en mouvement d’un mécanisme de coupure dudit disjoncteur Procédé de surveillance d’un appareil de coupure selon la revendication 1, 2 ou 3, pour lequel le signal d’alimentation électrique (101, 201) est un courant I ACT d’alimentation de l’actuateur électromagnétique (33). Procédé de surveillance d’un appareil de coupure selon la revendication 1, 2 ou 3, pour lequel le signal d’alimentation électrique (101, 201) est une tension d’alimentation de l’actuateur électromagnétique (33). Procédé de surveillance d’un appareil de coupure selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel la mesure d’intensité de choc (102, 202) est réalisée au moyen d’un capteur de vibrations (12) fournissant un signal vibratoire en réponse à la mise en mouvement dudit mécanisme de commutation. Procédé de surveillance d’un appareil de coupure selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le paramètre représentatif de l’état ouvert ou fermé (103, 203) dudit appareil de coupure est un état logique SW d’un contact auxiliaire du mécanisme d’ouverture de l’appareil de coupure. Procédé de surveillance d’un appareil de coupure selon la revendication 1 ou 2 comportant une comparaison (400, 420) desdits temps T ACT et T M écoulés à des valeurs seuil prédéterminées respectivement TS ACT et TS M en vue de réaliser un diagnostic sur le fonctionnement de l’appareil de coupure. Procédé de surveillance d’un appareil de coupure selon la revendication 8 comportant une alerte (410) de défaut de l’actuateur électromagnétique lorsque le temps T ACT est supérieur à la valeur seuil TS ACT . Procédé de surveillance d’un appareil de coupure selon la revendication 8 ou 9, comportant une alerte (430) de défaut de mécanisme de coupure lorsque le temps T M est supérieur à la valeur seuil TS M . Procédé de surveillance d’un appareil de coupure selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une analyse de forme d’onde du signal d’alimentation électrique (101, 201) de l’actuateur électromagnétique. Dispositif de surveillance du fonctionnement d’un appareil de coupure caractérisé en ce qu’il comporte : une interface de mesure (11a, 11b) pourvue de moyens de prise de signaux sur des liaisons de raccordement d’organes dudit appareil de coupure avec un dispositif de commande dudit appareil de coupure comportant : au moins un capteur de courant (18) ou de tension sur une desdits liaisons (70) correspondant à une voie d’alimentation d’un actuateur électromagnétique (33) du mécanisme de commutation de l’appareil de coupure, au moins un capteur de tension (22) sur une desdites liaisons (71) correspondant à un contact auxiliaire (37) de l’appareil de coupure au moins un capteur de choc (12, 12a, 12b) configuré pour détecter la mise en action du mécanisme de commutation (38) de l’appareil de coupure, une unité d’acquisition de signaux et de calcul (10) raccordée auxdits moyens de prise de signaux et au capteur de choc et pourvue d’un module (15) d’acquisition desdits signaux, d’un processeur (14) relié audit module d’acquisition et une mémoire (16) renfermant un ensemble d’instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 lorsque lesdites instructions sont exécutées par ledit processeur. Dispositif de surveillance selon la revendication 12 pour lequel ladite interface (11a) comporte un premier connecteur (19), complémentaire d’une embase (31) de connexion d’une fiche (32) de raccordement dudit appareil de coupure (30) à un dispositif de commande (60) dudit appareil de coupure, un second connecteur (20) reprenant la configuration de ladite embase (31) et regroupe lesdits moyens de prise de signaux, entre lesdits premier connecteur et second connecteur, ledit circuit électronique comportant des liaisons point à point (70, 71, 72, 73, 74) entre les points de connexion en regard desdits premiers et second connecteurs. Dispositif de surveillance selon la revendication 12 ou 13 comportant une alimentation réalisée au moyen d’une dérivation (24, 25) raccordée sur une liaison d’alimentation (73, 74) d’un capteur de l’appareil de coupure. Dispositif de surveillance selon l’une quelconque des revendications 12 à 14, pour lequel l’unité d’acquisition de signaux et de calcul comporte un dispositif de communication (17) sans fil ou filaire avec un concentrateur (80) de pilotage et de surveillance dudit appareil de coupure et adapté à transmettre audit concentrateur des données de surveillance et des paramètres de fonctionnement dudit appareil de coupure générés par ladite unité d’acquisition de signaux et de calcul à partir de mesures réalisées au moyen desdits capteurs. Dispositif de surveillance selon l’une quelconque des revendications 12 à 15 pour lequel ledit capteur de choc (12a, 12b) est disposé dans un boîtier (19a) de l’unité d’acquisition de signaux et de calcul (10) ou disposé sur l’appareil de coupure et relié à l’unité d’acquisition de signaux et de calcul par une liaison filaire. Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre de tout ou partie du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 lorsque ce programme est exécuté par un processeur.