BRANCH CIRCUIT BREAKER WITH AN ELECTRONIC TRIP DEVICE AND REMOTELY CONTROLLED CALIBRATION

Abstract: 1. Multi-size branch circuit breaker, inserted downstreams of an energy counter (11) in an alternating distribution network for the supply of an electrical low-voltage installation of a consumer, the size changing of the circuit breaker being remotely controlled by the technical agent by means of a remote control circuit (34) arranged in the housing of the counter, said circuit breaker comprising : a mechanism for manual operating (18, 20) and for automatic tripping when a fault occurs, controlled by a trip relay (22), an intensity sensor (28) to detect the current flowing in each phase conductor (R, S, T) of the network, an electronic assembly for processing the signal emitted by the sensor (28) in order to deliver a tripping order to the relay (22) when said current exeeds a predetermined function, and adjusting means of said signal, comprising a voltage divider resistive bridge (32) arranged between the sensor (28) and the electronic assembly ; the resistive bridge (32) of the circuit breaker being constituted by a series resistance (R9) and a shunt resistance, and the remote control circuit (34) comprising a size switch (CM1) connected electrically with the resistive bridge (32) by a link circuit (40, 42) able to generate the variation of the shunt resistance by operating the size switch (CM1).

Description: DIS3ONCTEUR DE BRANCHEMENT A DECLENCHEUR ELECTRONIQUE ET A TELECALIBRACE. L'invention est relative à un disjoncteur de branchement à calibres multiples inséré en aval d'un compteur d'énergie dans un réseau alternatif de distribution pour l'alimentation de l'installation électrique à basse tension d'un abonné, le changement de calibre du. disjoncteur étant pi loté à distance par l'agent grâce à un circuit de télécommande logé dans le poffret du compteur, le disjoncteur comprenant : : - un mécanisme d'actionnement manuel et de déclenchement automatique sur défaut piloté par un relais de déclenchement, - un capteur d'intensité pour détecter le courant circulant dans chaque conducteur de phase du réseau, - un bloc électronique de traitement du signal émis par le capteur pour délivrer un ordre de déclenchement au relais quand ledit courant dépasse une fonction prédéterminée, - et des moyens d'ajustage dudit signal comprenant un pont résistif diviseur de tension agencé entre le capteur et le bloc électronique. La demande de brevet français NO 81 20992 du 6-11-1981 se rapporte à un disjoncteur du genre mentionné. Le commutateur de calibre est néanmoins accolé ou intégré au disjoncteur, et accouplé mécaniquement au curseur d'un pont résis tif ou d'un potentiomètre branché en parallèle aux bornes du redresseur. Le commutateur est formé par un actionneur pas à pas à commande électromécanique télécommandé depuis le coffret du compteur par un générateur auxiliaire associé à un présélecteur de calibre. L'agencement d'un tel dispo sitif est compliqué et onéreux. Il a été envisagé de sortir du bottier du disjoncteur de branchement représenté à la figure 3 de la demande de hre vet français N0 81 05153, le pont résistif diviseur de ten sion et le commutateur manuel, pour les placer à proximité du compteur, mais une défectuosité du circuit de liaison, par rupture d'un ou plusieurs fils, ou par court-circuit entre deux fils peut entraver le bon fonctionnement du disjoncteur, soit par absence d'alimentation du module électronique de traitement du signal entrainant la paralysie du disjoncteur, soit par un réglage non contrôlé du calibre susceltible d'engendrer un déclenchement intemfestif. Le circuit de liaison entre le circuit de téléca- librage et le disjoncteur nécessite obligatoirement trois fils pilote. La demande de brevet français 81 20991 du 6-11-81 a résolu le problème de télécalibrage en conservant tous les organes du module de déclenchement du disjoncteur et en prévoyant à proximité du compteur un deuxième module de surveillance de la puissance souscrite par l'abonné. Ce dispositif performant à deux modules électroniques est néanmoins compli qué et onéreux. La présente invention a pour but de remédier aux inconvé nients précités et de permettre la réalisation d'un dispo sitif de télecalibrage simple et fiable autorisant la continuité du fonctionnement du disjoncteur indépendammènt de ltétat du circuit de liaison, Le disjoncteur de branchement selon'l'invention est caractérisé par le fait que le pont résistif du disjoncteur est formé par une résistance série et une résistance shunt et que le circuit de télécommande comporte un commutateur de calibre CM1 connecté électriquement au pont résistif par un circuit de liaison 40, 42 susceptible de provoquer la variation de la résistance shunt par actionne ment du commutateur de calibre CM1. Le ie capteur de courant étant associé à un redresseur alimentant le pont résistif, la résistance série est branchée entre l'une des bornes du redresseur et un point de raccordement avec un conducteur de liaison, et que la résistance shunt comporte une résistance connectée à la borne de polarité opposée du redresseur et à l'autre conducteur de liaison. Le commutateur de calibre C?iî du circuit de télécommande coopère avec une pluralité de plots de sélection A, B, C autorisant la mise en série avec la résistance d'une boucle d ei résistance variable-- entre zéro et l'infini selon la position du commutateur CM1, le calibre maximum corres pondant à la position A du commutateur CM1 pour la mise en. court-circuit des condu-cteurs- de liaison, le calibre infé rieur intervenant #sur le plot C correspondant à une résis tance infinie de la boucle et à l'absence de résistance shunt, tandis que le calibre intermédiaire s'opère sur le plot B par insertion d'une résistance prédéterminée. Les avantages de ce dispositif sont les suivants; - circuit de liaison à deux fils, - en cas de court-circuit volontaire du circuit de# liaison, le disjoncteur n'est pas. paralysé et reste #en service sur le-calibre maximum, en cas de coupure accidientelle ou volontaire du circuit de liaison, ou d'une défectuosité du commutateur de cali bre, le disjoncteur fonctionne toujours sur: le calibre -min-imum, -en mesurant la résistance de La boucle du circuit de liaison, on peut détecter toute fraude. A cet effet, le commutateur de calibre peut être positionné sur un plot de télédéclenchement pour la mise en service d'un circuit de -co.ndamnation susceptible d'interrompre. à distance la four niture d'électricité, sans possibilité de refermeture du disjoncteur par L'abonné, D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res sortiront plus clairement da la description qui va suivre de différents modes de réalisation donnés à titre d'exem ples non limitatifs¯ et représentés aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente le schéma électrique d'un disjonc teur de branchement à déclencheur électronique associé à un dispositif de télécalibrage- selon l'invention; ; - la figure 2 illustre le schéma du dispositif de télécalibrage; - les figures 3 à 5 montrent les schémas électriques équivalents du pont résistif pour différentes positions A, B, C du commutateur de calibre CM1; - la figure 6 est une variante de réalisation du pont resistif selon la figure 1. Sur la figure 1 est représente' un disjoncteur de branchement 10 tétrapolaire connecté électriquement en aval d'un ccmpteur il d'énergie dans un réseau alternatif de distribution pour l'alimentation de l'installation électrique à basse tension d'un client ayant souscrit un abonnement auprès d'une compagnie-de distribution. Le compteur 11 est toge dans un coffret électrique extérieur accessible à l'agent distributeur, alors que le disjoncteur 10 est disposé dans le local de l'abonné, séparé du coffret par une certaine distance. Le disjoncteur i10 peut être du type bipolaire dans le cas d'une distrsbution monophasée avec neutres Le disjoncteur- 10 de branchement est à calibres multiples et comporte un mécanisme de manoeuvre 12 des contacts mobiles 16, ces derniers étant insérés dans les conducteurs actifs de phase R, S, T et de neutre N du réseau. Le mécanisme 12 est actionné soit manuellement par un bouton de déclenchement 18 et un bouton de réarmement 20, soit automatiquement par l'intermédiaire d'une barre de déclenchement associée à un relais électromagnétique 22, notamment du type polarisé. La bobine 24 de commande du relais de déclenchement 22 est pilotée par un modle électronique 26 de commande susceptible de surveiller l'intensité du courant dans les conducteurs actifs du réseau et d'élaborer un ordre d'ouverture au relais 22 en cas de dépassement du calibre sélectionné correspondant à la puissance souscrite par l'abonné. Le module électronique 26 de commande du disjoncteur 10 est à propre courant du type décrit dans le brevet fran Gais NO 81 05153 auquel on se reportera pour de plus amples détails; il comprend notamment un capteur de courant 28 associé à chacune des phases du réseau pour détecter le courant dans chaque conducteur de phase, et un bloc éiectron-ique de traitement 30 du signal émis par le capteur pour délivrer à la bobine 24 un signal de déclenchement quand- le courant dépasse une fonction de courant prédéterminée. Chaque capteur 28 est formé par un transformateur d'intensité dont l'enroulement secondaire est branché à un pont redresseur à# diodes D11 à a. ; D15 à D18-; D 19 à 22 Les sorties- des ponts sont reliées en parallèle et connectées aux bornes dtune diode Zener D10 et diun condensateur C4 d'emmagasinage. Entre le condensateur C4 et le bloc électronique de traitement 30 est agencé un pont résistif 32 divis-eur de tension pour le réglage du calibre, la ten sion prélevée à la sortie du pont résistif 32 étant pro portionnelle à l1intensiter -du courant traversant les cap teurs 28 après réglage par le pont 32. La sortie du pont 32 est reliée à un condensateur C1 shunte par une diode Zeùer Dr, qui protège le circuit de traitement'30# Le circuit 30 comporte un prem#ier amplificateur opérationnel A01 piloté par un circuit de polarisation à résistance R3 et diode D3, associé à l'entrée négative, et par un cir cuit de temporisation à résistance R1 et condensateur C2 connecté à l'entrée positive. Un circuit de décharge à résistance R2 et diode D2 est branché en parallèle aux bornes du condensateur C2 pour assurer une compensation en température. La sortie de l'amplificateur A01 est reliée par une diode D6 à la gâchette d'un thyristor Th1 connecté en sé#rie avec la bobine 24 du relais 22 de déclenchement. Lors de l'apparition d'une surcharge détectée par l'un des capteurs 28, le condensateur C2 est chargé à travers la résistance R1, et dès que la tension aux bornes de Ca dépasse la valeur de la tension appliquée a# l'entrée négail¯¯¯r tfve, l'amplificateur A01 se débloque pour amorcer le thyristor Th1, qui devient conducteur en entratnant le déclenchement du disjoncteur. Le premier amplificateur opérationnel A01 forme un circuit de déclenchement à long retard, la temporisation étant fournie par la charge progressive du condensateur C2 à travers la résistance R1. Un deuxième amplificateur opérationnel A02 est polarisé d'une manière analogue par un circuit de polarisation raccordé à l'entrée négative et comprenant une diode D4 en série avec une résistance Re, L'entrée positive de l'amplificateur AOa est reliée au condensateur C1 à travers une résistance R13 et une diode Zener D8. La sortie de. l'amplificateur A02 est branchée à la gâchette du thyristor Th1 par l'intermédiaire d'une diode D5. Lorsque la tension aux bornes du condensateur C1 est importante et dépasse le seuil de conduction de la diode D8, cette dernière devient conductrice et débloque l'amplificateur A02 qui délivre un signal de déclenchement au thyristor Th1 entratnant l'excitation du relais 22. Ce deuxième ampli. ficateur A02 constitu-e un circuit de déclenchement à court-retard intervenant en cas de surcharge d'une valeur supérieure à celle provoquant le déclenchement à long retard du premier amplificateur A01. Selon L'invention, le réglage du calibre est commandé à distance au moyen d'un circuit de télécommande 34, placé à l'intérieur du coffret du compteur 11. Le circuit 34 comporte une borne de raccordement 36 reliée électriquement à une prise 38 auxiliaire du disjoncteur 10 par deux conducteurs de liaison 40, 42. L'un des plots de la prise 38 auxiliaire est connecté au pôle positif des ponts redresseurs Dii à D22 par l'intermédiaire d'une résistance série R9, tandis que l'autre plot est relié au pôle négatif par une résistance RIt' Une diode D23 est insérée entre le point de raccordement 44 de la résistance Rg et la cathode de la diode Zener.D1 pour empêcher la décharge du condensateur C1 dans le pont résistif 32. Le circuit de télécommande 34 (fig. 2) renferme un commutateur de calibre CM1 dont le curseur de réglage coopère avec une pluralité de plots A, B, C, 1 > ,... de sélection correspondant chacun à un fonctionnement prédéterminé du disjoncteur 10. A la borne 36 du circuit 34 est associée une boucle 46 de ré résistance variable selon la position du commutateur CM1 sur lesplots A, a et C. Cette' boucle 46 est mise en série par les conducteurs de liaison 40, 42 avec la résistance R12 pour constituer la résistance shunt agencée entre le point 44 et le pôle négatif. La boucle 46 du circuit 34 comporte un premier conducteur 40a connecté au curseur du commutateur CMt, et un deuxième conducteur 42a branché aux plots AS 8J C, D respectivement par une liaison 48 à court-circu#it, par une résistance R11 > ' par un circuit ouvert, et par un circuit d'injection 50 d'une tension de déclenchement à distance. Le circuit d'injection 50 est équipé d'une alimentation 52 et d'un commutateur auxiliaire CMZ dont la mise en service assure le télédéclenchement du disjoncteur 10. La résistance de la boucle 46 peut être ccntrôlée au moyen d'un appareil de mesure 54 raccordé au circuit, 34 de manière fixe ou temporaire On remarque que le pont résistif 32 diviseur de tension est formé par les résistances R9 et R12 du module électronique 26, et par la boucle 46 du circuit de télécommande 34. Le fonctionnement du disjoncteur à propre courant et à télécalibrage selon l'invention est le suivant : Lorsque le curseur du commutateur de calibre CM1 se trouve sur le plot A, la boucle 46 présente une résistance nulle, et la résistance shunt du pont résistif 32 se limite à la résistance R12 correspondant au calibre Me plus élevé, par exemple 90 A (fig. 3). Le pont résistif 32 diviseur de tersion est ainsi formé par la résistance série Rg et par la résistance shunt R12 et coopère avec les condensateurs C4 et C1 pour constituer une cellule de filtrage en Il. La diode D23 empêche la décharge du condensateur C1 dans -la résistance R12. il en résulte que la composante alternative résultante à la sortie de la cellule est invariable quel que soit la nautre du courant de surcharge, en cas de défaut monophasé ou triphasé. L'actionnement du commutateur CMt sur le plot B en#ratne l'insertion des la résistance R11. La résistance shunt du pont 3t est constituée par la somme des résistances R11 et R12 (fige 4 > et correspond à un calibre intermédiaire, par exemple 75 A. En position C du commutateur CM1 (fig. 5), la boucle 46 présente une résistance infinies L'absence de résistance shunt permet néanmoins le fonctionnement du module 26 sur le calibre minimum (par exemple 60 A), déterminée par la résistance série R9. On remarque que le changement de calibre par le commutateur est esttélécommandé par l'#agent depuis le circuit 34 grâce aux deux conducteurs de liaison 40, 42. Fn cas de courtcircuit volontaire des deux conducteurs 40, 42, le module électronique 26 de commande du disjoncteur reste toujours en- service sur le calibre maximum. Une coupure accidentelle ou volontaire d'un ou -des deux conducteurs 40, 42, ou un mauvais contact du commutateur CM1 n'entravent pas le fonctionnement du module 26#qui est alors réglé sur le calibre minimum. Grâce à l'apparei} de mesure 54 la surveillance de la résistance de la boucle 46 permet de contrôler le calibre du disjoncteur 10 et de détecter toute fraude. Lorsque la puissance souscrite par 11 abonné ne correspond pas au calibre affiché par le commutateur CM1, il est possible de condamner à distance le branchement de l'abonné en position# nant le commutateur de calibre CM1 sur le plot D, et en fermant le commutateur auxiliaire CM2 du circuit 50. La boucle 46 applique une tension permanente à ltentrée du bloc élec tronque 30 faisant aussitôt intervenir le circuit de déclenchement à court-retard de l'amplificateur opérationnel A02 il en résulte l'ouverture des contacts 16 du disjonc- teur 10 et l'interruption de la fourniture d'électricité à l'abonné. Le branchement est condamné aussi longtemps que le commutateur de calibre CM1 demeure sur le plot D et que le commutateur auxiliaire CM2 reste fermé. Selon la variante de la Fig. 6, la résistance shunt R12 est remplacée par une pluralité de résistances élémentaires R20, Ra1, R22 ^ Rx en parallèle, dont l'insertion par un ou des commutateurs associés correspond aux différents calibres du disjoncteur. Selon une autre variante (non représentée), la valeur de la résistance shunt R1a est réglable autorisant un calibrage local du disjoncteur,. indépendamment du télécalibrage par le circuit 34. L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de mise en oeuvre plus particulièrement décrits et repré- sentes aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au con traire à toute variante restant dans le cadre des équi#a lences électrotechniques.

Claims: REVENDICATIONS 1. Disjoncteur de branchement à calibres multiples inséré en aval d'un compteur d'énergie dans un réseau alternatif de distribution pour l'alimentation de l'installation électrique à basse tension d'un abonnés le changement de calibre du disjoncteur étant piloté à distance par l'agent grâce à un circuit de télécommande logé dans le coffret du compteur, le disjoncteur comprenant : : - un mécanisme d'actionnement manuel et de déclenchement automatique sur défaut piloté par un relais de déclenchementi - un capteur d'intensité pour détecter le courant-circu- lant dans chaque conducteur de phase du réseau, - un bloc électronique de traitement du signal émis par le capteur pour délivrer un ordre de déclenchement au relais quand ledit courant dépasse une fonction prédéterminée, - et des moyens d'ajustage dudit signal comprenant un pont résîstif diviseur de tension agencé entre le capteur et le bloc électronique, caractérisé par le fait que le pont résistif (32) du dis joncteur est formé par une résistance série (R9) et une résistance shunt, et que le circuit de télécommande (34), comporte un commutateur de calibre CMt connecté électriquement au pont resisttf (32) par un circuit de liaison (40, 42) susceptible de provoquer la variation de la résistance shunt par actionnement du commutateur de calibre CM. 2. Disjoncteur de branchement selon la revendication 1, dans lequel chaque capteur de courant est associé à un redresseur alimentant le pont résistif, caractérisé par le fait que la résistance série R9 est branchée entre l'une des bornes du redresseur D11 à D22 et un point de raccordement (44) avec un conducteur de liaison (40), et que la résistance shunt comporte une résistance (ri2) connectée à la borne de polarité opposée du redresseur, et à l'autre conducteur de liaison (42). 3. Disjoncteur de branchement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le commutateur de calibre du circuit de télécommande (34) coopère avec une pluralité de plots de sélection A, B, C ... autorisant la mise en série avec la résistance (R12) d'une boucle 446) de résistance variable entre zéro et l'infini selon la position du commutateur (CM,), le calibre maximum correspondant à la position A du commutateur (CM1) pour la mise en courtcircuit des conducteurs de liaison 40, 42, le calibre in férieur intervenant sur le plot C correspondant à une résistance infinie de la boucle et à l'absence de résistance shunt, tandis que le calibre intermédiaire s'opère sur le plot B par insertion d'une résistance 4. Disjoncteur de branchement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le circuit de télécommande (34) peut être équipé d'un appareil de surveillance (54) de la résistance de la boucle (46). 5. Disjoncteur de branchement selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que le circuit de télécommande (34) comporte un circuit de condamnation (50) à distance devenant actif lorsque le commutateur de calibre (CM1) est positionné sur un plot D de télédéclenchement distinct des plots de sélection A, B, C. 6. Disjoncteur de branchement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le circuit de condamnation (50) comprend une alimentation t52! et un commutateur auxiliaire (CM2) pour l'inJection d'une tension de déclenchement dans le circuit de la résistance shunt, la tension restant maintenue lorsque le commutateur de calibre (CM1) demeure sur le plot D, et en position de fermeture du commutateur auxiliaire (CM2). 7. Disjoncteur de branchement selon la revendication 2, 3, 4, 5 ou 6, comprenant un premier condensateur de filtrage (C4) branché au parallèle aux bornes du redresseur, et un deuxième condensateur (C1) d'emmagasinage connecté à l'entrée du bloc électronique, caractérisé par le fait qu'use diode (D23) est insérée entre le point de raccordement (44) de la résistance série (Rg) et l'entrée du bloc électronique pour empêcher la décharge du deuxième condensa- teur (C1) dans la résistance shunt.

Inventors: CANONNE, PAUL, LEGRAND, MICHEL
Applicants: MERLIN GERIN
Application year: 1983
Main classification: H01H71
IPC codes: H01H71