FR 2088489 A1 19720107 FR 7116862 A 19710510 71 16862 2088489 La présente invention concerne de façon générale les disjoncteurs électriques et les interrupteurs sensibles aux mises à la masse défectueuses et plus précisément un disjoncteur de circuit monté en dérivation et comportant un interrupteur du type 5 décrit et destiné à protéger la vie humaine des chocs électriques. Des disjoncteurs de la technique antérieure comprennent couramment un dispositif de protection d'un circuit contre les surintensités, le courant du disjoncteur étant de l'ordre de 125 à 300 de la valeur nominale, et contre les courts-circuits 10 dans lesquels le courant dépasse environ 300 % de la valeur nominale. Il existe de tels disjoncteurs ayant des dimensions et des courants de réglage extrêmement variés. On a parfois essayé d'incorporer une protection contre les mises à la masse défectueuses à certains disjoncteurs de grande 15 dimension. De tels essais concernent l'utilisation de lames bimétalliques pour détecter un déséquilibre des courants arrivant et quittant un circuit protégé, et l'utilisation d'un transformateur différentiel comportant plusieurs bobinages primaires destinés à détecter le déséquilibre du courant et un bobinage secondaire relié 20 directement à une bobine de relais destinée à mettre en action le mécanisme de déclenchement du disjoncteur. De telles techniaues permettent de détecter des courants dus à des mises à la masse défectueuses de l'ordre de 25 % du courant normal de charge, et en conséquence fournissent une certaine protection des tiens. 3eper.~ 25 dant,elles ne conviennent pas pour protéger la vie humaine, car cela nécessite la détection de courants de l'ordre de 3 à 50 milli-ampères pour des courants de charge de l'ordre de 10 à 100 ampères. Le besoin d'un disjoncteur comprenant un dispositif de protection de la vie humaine contre les chocs électriques se fait 30 donc sentir. L'invention concerne un disjoncteur comprenant un dispositif extrêmement sensible aux défauts de mise à la masse et destin-- à protéger la vie humaine des chocs électriques. Ce disjoncteur peut être monté sur le panneau de l'entrée de service d'un immeuble 35 manière à assurer la protection contre les mises à la masse défectueuses d'un circuit séparé monté en dérivation. 71 16862 -2- 2088489 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-tiront mieux de la description qui va suivre, donnée en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une élévation en coupe partielle d'un mode 5 de réalisation de disjoncteur de l'invention ; la figure 2 représente une position de travail de l'appareil de la figure t, le disjoncteur étant déclenché après avoir subi une surintensité ; la figure 3 représente le dispositif de la figure 1 au déclen-1C chement par un courant dû à un défaut de mise à la masse ; la figure 4 est un diagramme synoptique d'un mode de réalisation de système sensible aux défauts de mise à la masse du type comportant une mémoire de flux, destinée à être utilisée selon l'invention ; 15 la figure 5 est un schéma d'un circuit préféré de mise en mémoire de flux magnétique destiné à être utilisé selon l'invention ; la figure 6 est un diagramme synoptique d'un mode de réalisation du système sensible aux défauts de mise à la masse comportant 20 une modulation ; la figure 7 est une élévation avec des parties arrachées d'un mode de réalisation d'ensemble de panneaux selon l'invention ; la figure 8 est une élévation latérale suivant la ligne 8-8 de la figure 7 ; 25 la figure 9 est un schéma électrioue d'un dispositif indiquant si le déclenchement du disjoncteur est dû. à un courant de défaut de mise à la masse ou à un court-circuit ou à une surintensité ; et la figure 10 est un schéma électrique d'un autre mode de réalisation de système de protection contre les défauts de mise à 30 la masse convenant particulièrement bien selon l'invention. Les dessins montrent l'invention appliquée à un disjoncteur unipolaire du type couramment utilisé pour la protection de circuits montés en dérivation. De tels disjoncteurs sont couramment prévus pour des courants de l'ordre de 15 à 5C ampères. 35 Le disjoncteur qui porte la référence générale 10 comprend un boîtier 11 en matière isolante. Ce boîtier comprend deux parties dont l'une seulement est représentée sur les figures 1 à 3, l'autre 71 16862 -3- 2088489 étant pratiquement identique à celle représentée. Les deux parties sont normalement maintenues ensemble par des rivets passant dans des orifices 12. Un jeu de contacts électriques 1 3 se trouve dans le boîtier 11 5 et est destiné à se déplacer entre des positions d'ouverture et de fermeture. Ce jeu comprend un contact fixe 14 porté par une barrette 16 et un contact mobile 17 porté par un bras de contact 18. Un dispositif permet de déplacer les contacts entre leur position d'ouverture et de fermeture. Ce dispositif comprend une poignée 10 21 de commande montée à pivotement dans des cavités des deux parties du boîtier par des axes 22. La poignée comprend une partie fourchue formée par deux organes 23 parallèles et distants dont on a retiré sur les figures 2 et 3 le plus élevé pour simplifier la représentation de certaines parties du mécanisme de déclenchement du disjonc-15 teur. L'extrémité supérieure du bras 18 coopère avec des cavités 24 des organes 23. Un ensemble 26 de mise en action assure l'ouverture des contacts 13 lorsqu'il passe une intensité trop forte ou lorsqu'il existe un court-circuit. Cet ensemble comprend un organe de châssis 27 20 en U porté par une lame bimétallique 28 dont l'extrémité inférieure est fixée au boîtier 11 par un ensemble 29 de barrettes conductrices. Une vis 31 de réglage coopère avec l'ensemble 29 de manière à permettre le réglage de la position de l'ensemble de mise en action en étalonnant la valeur de déclenchement du disjoncteur. L'ensemble 25 de mise en action comprend aussi un organe 32 d'armature articulé sur l'organe 27 par un ressort 33 à lame qui repousse la partie supérieure de l'organe 32 de l'organe 27. Une butée 34 de l'organe 27 limite le déplacement de la partie supérieure de l'armature. Un organe 36 de verrouillage en forme de croissant passe 30 entre les dents de la fourche 23 de la poignée 21. Une extrémité de l'organe 36 est articulée dans une cavité 37 du boîtier '', et l'autre extrémité peut coopérer de façon amovible avec l'organe 32. Un ressort 38 de traction rejoint le bras 18 et la partie centrale de l'organe 36. Un axe 39 passe dans l'organe 36 et peut glisser 35 dans des cavités courbes 41 réalisées dans les deux parties du boîtier. Une borne 42 fixée à l'ensemble 29 dépasse du boîtier 11 et coopère avec une barre omnibus conduisant un courant. Une tresse 43 71 16862 -4- 2088489 relie le bras 18 de la partie supérieure de l'ensemble 27. Pour simplifier la représentation, on a représenté cette tresse sur la figure 1 seulement. On va maintenant décrire le fonctionnement et l'utilisation 5 des parties du disjoncteur décrites jusqu'à présent. Lorsque les contacts 13 sont fermés comme représenté sur la figure 1, le courant passe de la borne 42 à la barrette 16 par l'intermédiaire de l'ensemble 29, de l'ensemble 26, de la tresse 43, du bras 18 et des contacts 13. 10 Lorsque les contacts 13 sont fermés, l'organe 32 est en posi tion étendue et coopère avec l'organe 36 comme représenté sur la figure 1. Lorsqu'il existe une surintensité, le courant passant dans la lame 28 la déforme et éloigne la totalité de l'ensemble 27 de l'organe 36 jusqu'à ce que celui-ci se libère de l'organe 32. 15 Cette libération provoque le déclenchement du disjoncteur et l'organe 36 tombe dans la position représentée sur la figure 2, permettant au ressort 38 d'éloigner le bras 18 du contact 14, en ouvrant les contacts et interrompant le passage du courant dans la barrette 16. Lors d'un court-circuit, un courant excessif circule dans l'orga-20 ne 27 et crée un champ magnétique qui écarte l'organe 32 de l'organe 36 en provoquant le déclenchement du disjoncteur. Après la suppression de la surintensité ou du court-circuit qui ont provoqué le déclenchement du disjoncteur, on peut réarmer ce dernier à l'aide d'une poignée 21. Pour cette opération, on fait 25 d'abord tourner cette poignée dans le sens horaire, les organes 23 coopérant avec l'axe 39 de manière à ramener l'organe 36 en position de coopération avec l'organe 32 de l'ensemble 26. On fait alors tourner la poignée dans le sens anti-horaire, et le ressort 38 ramène le bras 18 en position de fermeture des contacts tel 30 que représenté sur la figure 1. Le cas échéant, on peut ouvrir manuellement les contacts en faisant tourner la poignée 21 dans le sens horaire depuis la position extrême atteinte dans le sens anti-horaire . Le disjoncteur comprend aussi un dispositif extrêmement sensi-35 ble aux défauts de mise à la masse et destiné à ouvrir les contacts lors de l'existence de tels courants de l'ordre de 3 à 5 milli-ampères. Cette sensibilité est souhaitable pour la protection de la 71 16862 -5- 2088489 vie humaine contre les chocs électriques. Le dispositif sensible aux défauts d'isolement comprend un transformateur différentiel 46 à noyau toroïde 47 eu satiire magnétique. Deux conducteurs 46 et 45, le dernier formant un neutre, 5 passent dans l'orifice du ncyau et ferment des bobinages primaires à un seul tour. Une extrémité du conducteur 46 est reliée à la barrette 16 et l'autre à la borne 5* destinée à être associée au circuit à protéger. Une extrémité du conducteur 49 est reliée à une berne neutre 52 et est destinée à être reliée au circuit pretégé. L'autre 10 extrémité du contucteur 49 passe dans un orifice du boîtier 1 * et est reliée au conducteur neutre d'une alimentation. Le transformateur différentiel comprend aussi un bobinage secondaire 53 comprenant plusieurs tours enroulés sur le noyau 47. Ce bobinage est relie au reste du dispositif sensible aux défauts de mise à la masse de manière 15 décrite plus loin en détail. Le dispositif sensible aux défauts de mise à la masse comprend aussi un ensemble de solénoïdes comprenant une armature 57, un bobinage 58 et un châssis 59 monté sur le boîtier 11. L'armature 57 est destinée à se déplacer entre une position étendue représentée 20 sur la figure 1 et une position en retrait représentée sur la figure 3, lors de la mise sous tension du bobinage 58. Un crochet 61 de verrouillage est fixé à l'armature 57 et coopère avec l'organe 32 de l'ensemble 26. Ainsi, la mise sous tension du bobinage 58 provoque l'éloi-gnement des organes 32 et 36 sous l'action du crochet 61 qui commande 25 le déclenchement du disjoncteur. Un dispositif de mise en condition de signaux reçoit les signaux de défauts de mise à la masse du bobinage 53 du transformateur 46 et il met sous tension le bobinage 58 en réponse. Ce dispositif peut être monté sur une plaque de circuit imprimée placée dans le 30 boîtier 11 comme indiqué par la référence 62. Dans un mode de réalisation qu'on préfère, le dispositif de mise en condition comprend un circuit de mémoire de flux 71 16862 -6- 2088489 signal de défauts du bobinage 53 et à le mettre en mémoire sous forme d'un signai de flux magnétique. Un dispositif 68 lie le signa^ de la mémoire et le circuit de déclenchement 69 monté entre le dispositif 66 et le bobinage 5& met scus tension ce dernier lors 5 de la lecture d'un signal de flux dans la mémoire. La figure 5 représente un schéma d'un mode de réalisation préféré du circuit de mémoire de flux. Dans ce circuit, le bobinage 53 du transformateur 4b est relié au bobinage primaire 71a d'un transformateur 71 de couplage par des conducteurs 67 et des inducteurs 1C 72. Le bobinage secondaire 71b du transformateur 71 est relié aux bobinages 73 et 74 des noyaux 76 et nl de réactance. Ainsi, des signaux de défauts apparaissant dans le bobinage 53 du transformateur 46 sont ccuplés par le transformateur 71 aux noyaux 76 et 77 où ils ■ sont mis en mémoire sous forme de signaux de flux magnétique. 15 Un oscillateur de blocage lie les signaux ; mis en mémoire dans les noyaux 76 et 77. Cet oscillateur de blocage comprend un transistor 78, un condensateur 79» une diode Zener 81, un premier transformateur 82 comportant des bobinages 82a et 82b, un second transistor 83 et un second transformateur 84 muni de bobinages 84a, 20 84b et 84ç. Des diodes de blocage 86 et 87 sont destinées à limiter le courant inverse qui se produit aux bornes des bobinages des transformateurs 82 et 84. Le transformateur 82 se sature avant le transformateur 84 de manière à commander l'oscillateur de blocage, et le transformateur 84 fournit l'énergie de sortie. Le signal puisé 25 de l'oscillateur parvient aux noyaux 76 et 77 par le bobinage 84b et les résistances 88 et 89. Après lecture des noyaux 76 et 77, les signaux de flux reviennent au bobinage primaire 71a du transformateur 71 . Les signaux parviennent ensuite par l'intermédiaire d'un réseau 91 à diodes de compensation de température à la base d'un transistor 92. Celui-ci constitue avec un second transistor 93 un amplificateur à gain constant déclenché périodiquement par les impulsions de l'oscillateur parvenant par l'intermédiaire des diodes 94 et 95* La base d'un troisième transistor 96 est reliée à un diviseur de tension du 35 circuit du collecteur du transistor 93. Le transistor 96 ne conduit pas jusqu'à ce que la tension de sa base atteigne la valeur de la tension de son émetteur. A ce moment, le transistor conduit de façon importante, ce qui provoque sa saturation ainsi que celle du transis 71 16862 -7- 2088489 tor 93. Ce dernier continue à conduire pendant toute l'impulsion passant dangies diodes 94 et 95. A la fin de l'impulsion, le transistor 93 cesse de conduire. Un condensateur 97 est monté aux bornes d'une des résistances 5 98 du diviseur de tension dans le circuit du collecteur du transistor 93. Chaque fois que le transistor 93 conduit sous la commande d'une impulsion, un courant connu parvient au condensateur 97. Ainsi, celui-ci fonctionne comme un accumulateur, la tension à ses bornes augmentant par paliers jusqu'à la valeur voulue pour le déclenchement• 10 la résistance 98 constitue une résistance de fuite pour le condensateur 97 lorsque l'intervalle entre des signaux de défauts est supérieur à la valeur voulue pour le déclenchement. Le condensateur 97 est monté de façon à rendre conducteur un transistor 99 lorsque la tension à ses bornes atteint une valeur prédéterminée correspondant au 15 nombre voulu de signaux de défauts. Le transistor 99 fait conduire 102 un transistor 101 qui déclenche un thyristor triode /a blocage inverse. La cathode du thyristor est reliée à la borne négative d'une source de courant continu et son anode à la borne du bobinage 58. L'autre borne du bobinage est reliée à la borne positive de la source de 20 courant continu. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, l'énergie du circuit parvient d'une alimentation continue 103 alimentée en courant alternatif par les conducteurs du circuit protégé. Comme on l'a représenté, l'alimentation est reliée du côté de la charge 25 du contact 13 de façon que l'ouverture de ce contact supprime l'énergie dans le circuit. Dans une variante, on peut relier l'alimentation au côté de la source du contact du disjoncteur. Dans ce cas, on doit placer un dispositif de réarmement pour interrompre le passage du courant vers le thyristor 102 lorsqu'on a corrigé le 30 défaut de mise à la masse. Ce dispositif peut comprendre un commutateur normalement fermé monté en série avec l'un des fils d'alimentation et associé mécaniquement à la poignée 21. La figure 5 représente un dispositif destiné à vérifier le fonctionnement du détecteur de défauts.Ce dispositif comprend une 35 résistance 104 et un commutateur 71 16862 -8- 2088489 au conducteur 48 de l'autre côté du transformateur par rapport à la résistance 104. Ainsi, on peut simuler l'existence d'un défaut de mise à la masse en fermant temporairement le commutateur 106 de manière à modifier l'équilibre des courants passant dans le 5 transformateur 46. On a aussi représenté le commutateur 106 sur la figure 1 avec un bouton 107 de commande. Dans une variante, le dispositif de mise en condition de signal peut comprendre un système de modulation de type décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 19625 du 16 Mars 1970 10 déposée par Ellwood S. DOUGLAS. La figure 6 représente sous forme d'un diagramme synoptique ce type de système qui comprend un oscillateur 111 d'onde porteuse, un modulateur 112, un amplificateur 113 et un détecteur 114. Le modulateur est relié au bobinage secondaire du transformateur 46 par des conduc-15 teurs 67 et il est destiné à moduler le signal de l'oscillateur 111 par le signal de défauts provenant du bobinage secondaire. L'amplificateur 113, qui peut être d'un type à haute fréquence, amplifie le signal modulé. Ce dernier passe alors au détecteur 114 qui note l'information de défauts et l'applique au bobinage 58. 20 Les figures 7 et 8 représentent un panneau d'un type destiné à être utilisé à l'entrée de service d'un immeuble, et réalisé selon l'invention. Cet ensemble comprend un boîtier 121 dans lequel sont montés plusieurs disjoncteurs 10 du type décrit précédemment et destinés à protéger individuellement des défauts de mise à la masse 25 plusieurs circuits montés en dérivation. Le boîtier 121 est en tôle métallique et comprend un fond 122, des parois latérales 123 et un couvercle amovible 124 fixé aux parois 123 par des vis non représentées. Le couvercle 124 comprend une zone en retrait 126 et une porte 127 à charnières destinée 30 à recouvrir la zone en retrait en position de fermeture. La zone 126 est destinée à comprendre plusieurs orifices 128 dans lesquels passe une partie des boîtiers 11 de disjoncteurs, avec accès aux poignées 21, auxboutonsl07 de vérification du circuit de mise à la masse et aux lampes indicatrices 108. 35 Le boîtier 121 comprend des blocs de bornes destinés à être reliés à l'alimentation principale ou au conducteur d'utilisation. Le panneau représenté sur le dessin est câblé pour une alimentation 71 16862 -9- 2088489 classique à trois fils en 120/240 volts par exemple. Ainsi, il existe trois blocs de bornes, un bloc neutre 131 et deux blocs 132 et 133. Le bloc 131 comprend une borne 134 d'entrée et plusieurs bornes 136 de sortie. 5 Les blocs 132 et 133 sont en partie cachés par le couvercle 124. Ces blocs sont de conception classique, et le bloc 132 comprend un organe isolant 137 de base et une barre omnibus 138. Cette dernière comprend une partie principale 138a comportant des doigts 138b et 138ç qui en dépassent. La partie principale de la barre omnibus 10 est portée par l'organe 137 et les doigts sont destinés à coopérer avec les bornes 42 des disjoncteurs 10. Une borne 139 à. vis permet de relier la ligne principale ou d'utilisation à la barre omnibus 138. Le bloc 133 est analogue au bloc 132, son organe isolant de 15 base portant la référence 141 et sa barre omnibus la référence 142. Ce bloc oomprend aussi une borne à vis destinée à coopérer avec un conducteur d'utilisation. Chacun des disjoncteurs 10 comporte une came 146 de montage et le boîtier du panneau comprend des rails 147 à encoches destinés 20 à loger les cames de montage. La ligne principale ou d'utilisation 15" arrive jusqu'au panneau par un orifice de l'une des parois latérales 123. Comme en a représenté le panneau comme étant câblé pour un réseau classique 120/240 volts à trois fils, le fil d'utilisation comprend un conduc-25 teur neutre 152 et deux autres conducteurs 153 et 154. Le conducteur 152 est relié à la borne d'entrée 134 du bloc neutre 1>1. Le premier conducteur 153 est relié à la borne 139 à vis du bloc 1.52 et l'autre conducteur 154 est relié au bloc 133 de manière analogue. Ainsi, on dispose de 120 volts entre chacune des barres omnibus 138 et 142 et 30 les bornes neutres 136. Dans un panneau qui comprend des disjoncteurs classiques, les conducteurs neutres des circuits en dérivation doivent aller directement aux bornes 136. Cependant, du fait de la présence du dispositif sensible aux défauts de mise à la masse du disjoncteur 10, il est 35 nécessaire de faire passer les conducteurs neutres des circuits en dérivation par les transformateurs différentiels des disjoncteurs. Ainsi, le conducteur neutre 49 de chacun des disjoncteurs est relié 71 16862 -10- 2088489 à l'une des bornes 136. Les conducteurs 156 et 157 de chaque circuit en dérivation sont relies aux bornes 51 et 52 de ce circuit. Il existe un dispositif indiquant lorsque le déclenchement du disjoncteur est dû à un courant de défaut de mise à la masse ou à 5 une surintensité ou un court-circuit. La figure 9 représente un mode de réalisation de circuit donnant électroniquement cette indication. Dans ce mode de réalisation, deux bornes 161 sont reliées de manière à recevoir de l'énergie d'une source alternative placée en amont des contacts 13. Un réseau de filtrage comprend des résis-10 tances 162, 163 et un condensateur 164 relié à ces bornes et il assure le filtrage et la protection contre des crêtes de tension excessive. Un pont 166 de diodes redresse le courant alternatif et le courant continu puisé est filtré par un condensateur 167 monté entre les points de sertie du pont. Cette source de courant continu 15 qui fonctionne en permanence alimente une lampe indicatrice 168 montée dans une douille 169 du boîtier 11 et visible à l'extérieur de celui-ci. La mise scus tension de la lampe 168 est commandée par un thyristor triode à blocage inverse 171 monté en série avec la lampe. La grille du thyristor 171 est reliée à un bobinage 172 20 et revient à la sortie négative du pont par une résistance 173. Le bobinage 172 est enrculô sur la bobine 56 à proximité du bobinage 58. Ainsi, lorsque le bobinage 58 est mis sous tension à un courant de défauts de mise à la nasse, il induit l'établissement d'une tension dans le bobinage 172 en rendant conducteur le thyristor 171. 25 La résistance 173 limite le courant qui passe dans la grille du thyristor 171. Un commutateur 174 de réarmement, normalement fermé, est monte en série avec la lampe et le thyristor de manière a les mettre hors circuit après la correction d'un défaut de mise à la masse. Le cas échéant, on peut associer mécaniquement ce commutateur 30 à la poignée 21 du disjoncteur. Gomme l'allumage de la lamr.e "66 est provoqué par la mise sous tension du bobinage 5S, cette lampe ne s'allume que lorsque le déclenchement du disjoncteur est dû à un courant de mise à la masse défectueuse, et non par une surintensité ou un court-circuit. La lampe 35 reste allumée jusqu'à extinction par le commutateur 174. Dans une variante, on peut associer un dispositif mécanique, par exemple un petit drapeau, à la bobine pour indiquer de façon visible que le déclenchement est dû à un défaut de mise à la masse. 71 16862 -11- 2088489 La figure 10 représente un autre système de détection de défauts de mise à la masse qui est extrêmement sensible et qu'on peut placer dans le disjoncteur des figures 1 à 3.Ce système comprend un transformateur différentiel 201 destiné à contrôler l'in-5 tensité du courant dans le dispositif de distribution, un amplificateur 202 du signal de sortie du transformateur, un intégrateur 203 du signal de sortie de l'amplificateur, un ensemble de commutation 204 destiné à mettre sous tension un interrupteur 206 lorsque le signal intégré de l'amplificateur atteint une valeur prédéterminée, 10 une alimentation 207, et un oscillateur 208 avec un transformateur 209 de couplage empêchant le système d'être détérioré lorsque le conducteur neutre supporte la charge. On a représenté le système dans un ensemble de distribution comportant un conducteur 211 et un conducteur neutre 212 qui assurent 15 le passage de courant entre une source et une charge. Le conducteur neutre est relié à la masse à son extrémité associée à la source en 213. On peut utiliser le système de protection pour une distribution monophasée ou polyphasée avec un ou plusieurs conducteurs d'énergie et un conducteur neutre relié à la masse du côté de la 20 source. Le transformateur 201 comprend un noyau toroïde 216 en matière ayant une perméabilité magnétique relativement élevée. Les conducteurs 211 et 212 passent dans le noyau et forment des bobinages primaires à une seule spire. Un bobinage secondaire 217 à plusieurs 25 spires est enroulé sur le noyau et dans un mode de réalisation préféré, ce bobinage comporte 1000 spires. Les conducteurs 211 et 212 sont montés de manière que les courants égaux les traversant donnent un flux magnétique nul dans le noyau 216 et un signal de sortie nul aux bornes du bobinage secondaire 217. Lorsque les courants des 30 conducteurs ne sont pas égaux, il existe un flux, magnétique non nul dans le noyau 216 et le bobinage 217 fournit un signal de défauts. Il existe un blindage électrostatique 218 entre les conducteurs 2"1 et 212 et le noyau 216. Ce blindage est isolé électriquement des conducteurs 211, 212 et du bobinage 217, et il est relié à un con-35 ducteur commun 219 du dispositif de protection. L'amplificateur 202 comprend un amplificateur opérationnel 221. Une extrémité du bobinage 217 du transformateur 201 est reliée 71 16862 -12- 2088489 à l'entrée d'inversion de cet amplificateur par une résistance d'entrée 222. L'autre extrémité du bobinage secondaire est reliée à une entrée ne provoquant pas d'inversion de l'amplificateur opérationnel. Deux diodes 223 et 224 montées en sens inverse sont 5 reliées aux bornes du bobinage secondaire 217 et protègent l'entrée de l'amplificateur opérationnel des détériorations dues à des signaux de défauts excessivement importants. Le signal de sortie de l'amplificateur 221 parvient à l'anode de la diode 226. Une résistance de charge 227 est montée entre la 10 cathode de cette diode et l'entrée ne provoquant pas d'inversion de l'amplificateur. Un condensateur 228 et une résistance 229 sont montés en série aux bornes de la résistance 227 de manière à former une charge accrue aux fréquences élevées. 15 l'amplificateur 221, depuis l'anode et depuis la cathode de la diode 226 respectivement, assurent une contre-réaction négative. Dans le mode de réalisation préféré, l'amplificateur 221 et la diode 226 ont des coefficients de température de signes opposés. Ainsi, la dioce et les résistances de contre-réaction coopèrent de manière à compen-20 ser les variations de température qui pourraient influer sur l'amplificateur opérationnel. L'importance de la contre-réaction dépend de la résistance équivalente des résistances de contre-réaction montées en parallèle, et on- peut régler la compensation de température en modifiant le rapport des valeurs de ces résistances. 25 Une résistance 233 est montée entre les entrées de l'amplifi cateur 221. Elle a pour rôle de supprimer un mode indésirable d'amplification qui pourrait provenir du fonctionnement de la diode 226. Au cours de la demi-période positive du signal de sortie de l'amplificateur opérationnel, il existe une contre-réaction négative due à la 30 fois aux deux résistances 231 et 232, mais au cours de la demi-période négative, seule la réaetance 231 crée une contre-réaction. Ainsi, lorsque ces résistances ont des valeurs à peu près égales, la ccrtre-réaction et en conséquence le gain de l'amplificateur varient ' i..-- facteur à peu près égal à 2 lorsqu'on passe d'une demi-période è l'autre. 35 Le bobinage 217 du transformateur 201 agit comme doubleur de tension, et a tendance à annuler la différence du gain. C 1 "ition Les résistances 231 et 232 reliées à l'entrée d'inversion de est assez instable, et la résistance 233 a pour 71 16862 — 1 \ 2088489 Comme on le verra plus en détail par la suite, l'alimentation 207 fournit une tension entre un conducteur 234 et le conducteur commun 219» le premier étant positif par rapport au second. L'énergie parvient à l'amplificateur 221 par les fils 236 et 237 reliés aux 5 bornes convenables de l'amplificateur opérationnel et auxconducteurs 234 et 219 respectivement. Une résistance 238 est montée entre le conducteur positif 234 et l'entrée ne provoquant pas d'inversion de l'amplificateur 221, et une résistance 239 est montée entre la même entrée et le conducteur 2*9. On choisit les valeurs de ces résistan-10 ces qui provoquent une polarisation de l'entrée ne provoquant pas d'inversion,à la valeur nécessaire au fonctionnement convenable de l'amplificateur 221. Par exemple la différence de potentiel entre l'entrée ne provoquant pas d'inversion et l'alimentation négative et positive est égale à quelques volts, c'est-à-dire qu'elle est 15 positive et égale à quelques volts entre cette même entrée et le conducteur 219. On a représenté les résistances 241 et 242 de décalage d'entrée comme étant reliées aux bornes de décalage d'entrée de l'amplificateur 221 et aux conducteurs 219. On choisit les valeurs de ces 20 résistances pour obtenir la tension voulue, et lorsqu'il existe de nombreux amplificateurs opérationnels, on peut éliminer l'une de ces résistances. Un condensateur 243 est conté entre les bornes décalage pour supprimer le bruit et réduire les effets de la capacité parasite des conducteurs 211 et 212 oui constituent des sources 25 de bruit relativement importantes. Le dispositif d'intégration 203 comprend un condensateur 246 relié de manière à être chargé par le signal de sortie de i!amplificateur 221. Un côté du condensateur est relié à la jonction des résistances 227 et 229 et à la borne d'entrée ne provoauant pas d'inver-30 sion de l'amplificateur, et son autre cctë est relié au conducteur 219. La résistance 2"39 qui aide à fixer la tension de polarisation de l'entrée ne provoquant pas d'inversion constitue aussi une résistance de fuite pour le condensateur intégré. Le dispositif 204 de commutation comprend un thyristor triode 35 248 à blocage inverse et une diode Zener 249. Comme on le verra plus en détail dans la suite, l'anode du thyristor 248 est reliée directement à la sortie non régulée de l'alimention 207 par un fil 251. 71 16862 -14- 2088489 La cathode du thyristor est reliée au conducteur 219, et un condensateur 252 est monté entre l'anode et la cathode du thyristor. Ce condensateur a tendance à supprimer les perturbations transitoires provenant du système de distribution. L'anode de la diode Zener 5 249 est reliée à la grille du thyristor, et une résistance 253 est montée entre la grille et le conducteur 219. La cathode de la diode Zener est reliée au condensateur 246 de l'intégrateur par l'intermédiaire d'une résistance 256 et du bobinage 217 du transformateur 201. La diode Zener détermine la valeur à laquelle doit être chargé le 10 condensateur 246 pour déclencher le thyristor. Dans le mode de réalisation préféré, cette diode a une tension de Zener de 16 volts. L'interrupteur 206 comprend un jeu de contacts 258 et un bobinage 259. Les contacts 258 sont normalement fermés et sont montés en série avec le conducteur 211. Ils sont destinés à s'ouvrir en in-1 5 terrompant le passage du courant dans le conducteur lorsque le bobinage 259 est sous tension. Le cas échéant, on peut disposer des jeux analogues de contacts sur le conducteur neutre 212 et/ou dans les autres conducteurs du système de distribution. L'alimentation 207 reçoit de l'énergie alternative du système de distribution et fournit une énergie continue au reste du système de protection. Ce dispositif comprend un redresseur biphasé en pont comprenant des diodes 261 à 264. Une entrée du pont est reliée au conducteur 212 par un fil 266, et l'autre à une extrémité du bobinage 259 par un fil 267. L'autre extrémité du bobinage est reliée au ccn-ducteur 211. Le courant normal absorbé par le système de protection est inférieur à la valeur minimale nécessaire pour mettre sous tension le bobinage 259 et pour ouvrir les contacts 258. Un condensateur 269 est monté entre les deux entrées du pont redresseur. Ce condensateur coopère avec le bobinage 259 en formant un filtre efficace 3° destiné à supprimer les perturbations transitoires du système de distribution. La borne de sortie négative du pont redresseur est reliée au conducteur 219 et la borne positive au conducteur T34 par l'intermédiaire d'une diode 271 et d'une résistance 272 destinée à limiter le courant. Pour conserver de l'espace, on peut 'donner à la 55 résistance 272 la forme de deux ou plusieurs résistances à faible dissipation montées en série. Le fil 251 qui transporte le courant vers l'anode du thyristor 248, est relié à la borne positive du Lont 71 16862 -15- 2088489 en amont de la diode 271. Une diode Zener 273 est montée entre les bornes de sortie du pont. Cette diode permet de supprimer les pointes de la tension du système de distribution pour empêcher un déclenchement erroné de l'interrupteur lors de telles pointes. 5 Cette diode a une tension do4*upture ou de Zener supérieure à la tension du système de distribution et du signal de sortie du pont. Par exemple, lorsque la tension efficace du système de distribution est égale à 120 volts, le signal de sortie non filtré du pont a une tension de crête de l'ordre de 170 volts, et la diode Zener 10 273 peut avoir une tension de rupture de l'ordre de 200 volts. Un condensateur 274 de filtrage est monté à la sortie de l'alimentation entre les conducteurs 234 et 219. l'oscillateur 208 comprend un dispositif bilatéral 276 de commutation, connu dans le commerce sous le nom de "diac". Une 15 résistance 277 est montée entre le conducteur 234 et la borne du "diac". la jonction de la résistance et de la borne "diac" est reliée à une extrémité d'un bobinage 278 à plusieurs tours du transformateur 209. l'autre extrémité de ce bobinage est reliée à la seconde borne du "diac" par l'intermédiaire d'un condensateur 279. La jonc-20 tion du condensateur et de la seconde borne est reliée au conducteur commun 219. Le transformateur 209 assure le couplage du signal de sortie de l'oscillateur 208 aux conducteurs. Ce transformateur comprend un noyau toroïde 281 fabriqué en matière à perméabilité magnétique 25 élevée. Le bobinage 278 est enroulé autour de ce noyau et les conducteurs passent à travers celui-ci. L'oscillateur 208 a un double rôle . D'abord, il fournit or-signal à haute fréquence couplé aux conducteurs pour assurer la protection contre un court-circuit du neutre et contre les effets 30 d'une connexion entre un autre conducteur et un conducteur non ir:-tégé. Ensuite, il régule le signal de sortie de l'alimentation à une tension correspondant à la tension de déclenchement du "diac', Dans le mode de réalisation préféré, le "diac" a une tension de déclenchement de l'ordre de 32 volts et l'oscillateur régule la iif-35 férence de potentiel entre les conducteurs 234 et 219 à une valeur de l'ordre de 32 à 38 volts, comme on le verra plus en détail dans la suite. 71 16862 -16- 2088489 On va maintenant décrire brièvement le fonctionnement et l'utilisation du système de protection de la figure 10. En l'absence d'un défaut de mise à la masse, les courants dans les conducteurs 211 et 212 créent un flux magnétique nul dans le noyau 216 et un 5 signal nul à la sortie du bobinage 217. Le signal de sortie de l'amplificateur 221 est aussi nul, la tension aux bornes du condensateur 246 restant à la valeur pour laquelle l'entrée ne provoquant pas d'inversion de l'amplificateur opérationnel est polarisée. Gomme cette valeur est inférieure à la tension de rupture de la diode 10 Zener 249 qui commande le déclenchement du thyristor 248, ce dernier ne conduit pas. Dans ce cas, le courant tiré de l'alimentation 207 est inférieur à la valeur qui provoque la mise sous tension du bobinage 259 et les contacts 258 restent fermés. En cas de défaut de mise à la masse, les courants dans les 15 conducteurs 211 et 212 ne sont plus équilibrés et il se forme un signal de défaut dans le bobinage secondaire 217. Ce signal est amplifié par l'amplificateur 201, puis redressé par la diode 226 et parvient au condensateur 246 par l'intermédiaire de la résistance 227 de charge. Lorsque le condensateur 246 est chargé à la valeur 20 déterminée par la tension de rupture de la diode Zener 249, le thyristor 248 conduit et accroît de façon importante le courant tiré de l'alimentation 207. Cette augmentation du courant provoque la mise sous tension du bobinage 259 de manière que les contacts 2 58 s'ouvrent, en interrompant le passage du courant dans le système de 25 distribution. L'oscillateur 208 fonctionne de façon continue. Le condensateur 279 est chargé par le courant qui passe dans la résistance et le bobinage 278 du transformateur 209. Lorsque la tension entre le condensateur 279 et le bobinage 278 atteint la tension de déclen-30 chement du "diac" 276, celui-ci conduit et décharge le condensateur 279 dans le bobinage 278. Lorsque la charge de ce condensateur tombe au-dessous de la valeur minimale nécessaire pour maintenir le "diac" à l'état conducteur, ce dernier ne conduit plus. La charge du condensateur 279 recommence alors à croître grâce au courant 35 provenant de la résistance 277, et le cycle se répète. Le signal de sortie de l'oscillateur est couplé aux conducteurs par le transformateur 209. Si le conducteur neutre vient à être mis à la masse 71 16862 -17- 2088489 du côté de charge du transformateur 201, le transformateur 209 induit un courant de 'Réaction" dans ce conducteur. Ce courant passe dans le conducteur neutre et atteint la masse du côté de la charge du transformateur et revient au conducteur neutre 5 par la connexion à la masse au niveau de la source. Ce courant produit dans les conducteurs un déséquilibre détecté par le transformateur différentiel, et les contacts 258 s'ouvrent. De façon analogue, il existe un courant induit dans le conducteur 211 lors à*un courant de réaction, si ce conducteur vient au contact d'un conduc-10 teur non protégé ou s'il se referme sur lui-même des deux côtés du système de protection. La fréquence de 11 oscillateur 208 dépend des valeurs de la résistance 277 et du condensateur 279, de la résistance du bobinage 278, de la tension de déclenchement du "diac" 276 et de la tension 15 de sortie de l'alimentation 207. Dans le mode de réalisation préféré, on choisit ces valeurs de manière que la fréquence de l'oscillateur soit plusieurs fois supérieure à celle du système de distribution. Cette fréquence varie dans une certaine mesure avec la tension 12 tont u/redresseur, mais cette variation n'influe pas défavorable-20 ment sur le fonctionnement du dispositif. On choisit les valeurs du condensateur 228 et de la résistance 229 à la sortie de l'amplificateur de manière qu'elles laissent passer les signaux à la fréquence du signal de l'oscillateur. Ainsi, ces composants forment une dérivation à la résistance de charge 227 et augmentent la sen-25 sibilité du dispositif aux courants de "réaction". On peut maintenant décrire brièvement la manière dont l'oscillateur régule le signal de sortie de l'alimentation. Si l'oscillateur n'est pas relié à l'alimentation, la tension aux "cornes du condensateur 274 est pratiquement égale à la tension de crête du 30 pont redresseur, c'est-à-dire qu'elle est de l'ordre de 17C volts. Cependant, le fonctionnement du "diac" 276 empêche que la tensicr: n'atteigne cette valeur. On choisit les valeurs de la résistance 277 et du condensateur 279 de manière que le "diac" déclenche chaque fois que la tension aux bornes du condensateur 274 atteint envi-35 ron 38 volts. Lorsque le"diac" déclenche, le condensateur de filtrage se décharge dans la résistance 277 et le "diac". Ce dernier cesse de conduire lorsque la tension aux bornes du condensateur 274 chute à 71 16862 -18- 2088489 environ 32 volts. Ainsi, la tension aux bornes du condensateur de filtrage est régulée à une valeur comprise entre 32 et 38 volts. Le dispositif de la figure 10 interrompt de façon 5 fiable la distribution lors de l'existence de faible courant de défauts et il est pratiquement incapable de provoquer des déclenchements erronés. Dans le mode de réalisation préféré, on choisit le gain de l'amplificateur 221, les valeurs des composants de l'intégrateur 203 et la tension de rupture de la diode Zener .249 de ma-10 nière que le thyristor 248 conduise, en provoquant l'interruption du passage du courant dans le circuit de distribution, lors de l'existence de courant de défauts de l'ordre de 4 milliampères. L'utilisation de la diode Zener montée en série avec la grille du thyristor donne une tension de seuil plus élevée et une valeur de 15 déclenchement mieux déterminée qu'il n'est possible de le faire autre ment. Le fonctionnement de l'intégrateur 203 assure que les courants importants de défauts provoquent un déclencnement plus rapide que les faibles courants. La résistance de fuite 239 empêche les petites perturbations, par exemple le bruit, d'agir sur le condensateur 20 246 et de provoquer un déclenchement erroné. Ce bobinage 259 de l'interrupteur et les condensateurs 269 et 252 assurent un filtrage efficace qui empêche les perturbations transitoires du système de distribution de provoquer un déclenchement erroné, et la diode Zener 273 empêche aussi un déclenchement erroné du fait des pertur-25 bâtions transitoires importantes, par exemple les surtensions à i'ali mentation. On peut réaliser le circuit de la figure 10 sous forme d'un petit module qu'on monte facilement dans le boîtier 11 du disjoncteur, comme indiqué par la référence 62 sur les figures 1 à 3. 30 Bien qu'on ait utilisé sur la figure 10 un nouveau jeu de références pour ces éléments, certains correspondent à des éléments des figures 1 à 3. Ainsi, le transformateur 201 correspond par exemple au transformateur 46, et le bobinage 259 au bobinage 58. De façon analogue, le conducteur 21î d'alimentation et le conducteur neutre 212 cor-35 respondent au conducteur d'alimentation 48 et au conducteur neutre 49 respectivement. 71 16862 2088489 -19- La description précédente concerne donc un disjoncteur perfectionné comportant un dispositif sensible aux défauts de mise à la masse. Le disjoncteur convient pour la protection de la vie humaine des chocs électriques, et on peut aussi le monter sur 5 un panneau de manière qu'il protège individuellement contre les défauts de mise à la masse plusieurs circuits montés en dérivation. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans 10 pour autant sortir du cadre de ladite invention, qui est défini dans les revendications annexées. 71 16862 2088489 REVENDICATIONS 1. Disjoncteur électrique destiné à être monté sur un panneau en vue de protéger un circuit individuel monté en dérivation et comportant un petit boîtier en matière isolante, un jeu de contacts 5 électriques monté dans le boîtier et mobile entre les positions et d'ouverture et de fermeture,/un dispositif de mise en action placé dans le boîtier, associé aut contactset destiné à déplacer ceux-ci vers leur position d'ouverture lorsqu'"il passe dans ceux—ci un courant dépassant une valeur prédéterminée, ledit disjoncteur étant 10 caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif très sensible aux défauts de mise à la masse, placé dans le boîtier, associé auxdits contacts et destiné à provoquer le déplacement de ceux-ci vers leur position d'ouverture lorsqu'il existe un courant de défaut de mise à la masse de l'ordre de 5 milliampères. 15 2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif sensible aux défauts est associé audits/contacta par l'intermédiaire d'une partie au moins du dispositif de mise en action. 3. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce 20 que le dispositif sensible aux défauts comprend un dispositif détecteur destiné à contrôler le passage du courant dans les conducteurs d'un circuit monté en dérivation et à produire un signal de défaut lorsque l'intensité du courant allant vers le circuit en dérivation n'est pas égale à l'intensité du circuit revenant par 25 les conducteurs du circuit monté en dérivation, un dispositif à bobine comportant un bobinage et une armature montés de manière à provoquer le déplacement des contacts vers leur position d'ouverture lors de la mise sous tension dudit bobinage, et un dispositif de mise en condition du signal placé entre le dispositif de détec-30 tion et le dispositif à bobines et destiné à mettre sous tension le bobinage lors de l'existence d'un signal de défaut. 4. Disjoncteur selon la revendication 3» caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend un transformateur différentiel ayant un noyau toroïde en matière magnétique, plusieurs bcbi- 35 nages primaires passant dans le noyau et destinés à être montes en série avec les conducteurs du circuit monté en dérivation,, et un bobinage secondaire enroulé sur le noyau et relié au dispositif de détection. 2088489 5. Disjoncteur selon la revendication 3. caractérisé en ce que le dispositif de mise en condition du signal comprend une mémoire de flux magnétique associée de manière à recevoir le signal de défaut provenant du dispositif de détection et à mettre en më-5 moire ce signal sous forme d'un signal de flux magnétique, un dispositif associé à la mémoire et destiné à lire le signal de flux mis en mémoire, et un dispositif associé au bobinage du dispositif à bobine et destiné à mettre sous tension ledit bobinage lors de la lecture du signal de flux de la mémoire. 10 6. Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de mise en condition de signal comprend un dispositif de modulation destiné à recevoir le signal de défaut du dispositif de détection et à moduler un signal porteur par ce signai de défaut, un dispositif d'amplification destiné à augmenter l'am-15 plitude du signai modulé provenant du dispositif de modulation, et un dispositif destiné à démoduler le signal modulé amplifié de manière à restituer le signai de défaut et à mettre sous tension le bobinage de la bobine lorsqu'il existe un signal de défaut. 7. Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce 20 que le dispositif de mise en condition de signal comprend un amplificateur opérationnel destiné à amplifier ce signal, un dispositif d'intégration du signal de sortie de l'amplificateur, et un dispositif de commutation destiné à mettre sous tension le bobinage de la bobine lorsque le signai de sortie de l'intégrateur atteint une valeur 25 prédéterminée- S. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un indicateur associé au dispositif sensible aux défauts, visible de l'extérieur du boîtier destiné à indiquer le déplacement des contacts dans leur position d'ouverture sous l'ac-30 tion d'un courant de défaut de mise à la masse. 9. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en. ;e qu'il comprend un dispositif de commutation d'essai associé au dispositif sensible aux défauts et destiné à simuler un défaut pour vérifier le fonctionnement du dispositif sensible aux défauts. 71 16862 71 16862 -22- 2088489 10. Ensemble de panneau destiné à être utilisé à l'entrée d'un bâtiment pour distribuer le courant de lignes principales alimentant le bâtiment à plusieurs circuits montés en dérivation, du type qui comprend un boîtier, un jeu de bornes d'entrée monté 5 dans le boîtier destiné à être associé aux lignes principales, plusieurs disjoncteurs placés dans le boîtier et associés chacun aux bornes d'entrée et destinés à être associés au conducteur d'un circuit séparé monte en dérivation, les disjoncteurs comportant chacun un jeu de contacts destinés à interrompre le passage du 10 courant vers le circuit .en dérivation associé lorsque ce courant dépasse une valeur prédéterminée, caractérisé en ce que l'un au moins des disjoncteurs comporte un dispositif très sensible aux défauts de mise à la masse, associé aux contacts du disjoncteur et destiné à interrompre le passage du courant vers le circuit associé 15 monté en dérivation lorsqu'il existe un courant de défaut de mise à la masse de l'ordre de 50 milliampères ou moins dans ledit circuit monté en dérivation.