Dispositif pour contrôler l'état de l'isolement d'au moins un circuit électrique d'alimentation. La présente invention a pour objet un dispositif pour contrôler l'état de ]'isolement d'au moins un circuit électrique d'alimenta tion.
Le dispositif suivant l'invention est carac térisé en ce qu'il est agencé, d'une part, de faon que ce circuit reçoive, pendant les pério des sans charge, une tension de contrôle par l'intermédiaire de deux enroulements au moins qui sont, montés en série sur un relais, < lui sont disposés pour actionner une seule armature de ce relais et qui, au point de vue du nombre de spires et de leur résistance ohmique, sont construits de façon que, si un faible courant dû à un léger défaut d'isole ment de ce circuit circule dans ces enroule ments sous ladite tension de contrôle, ils atti rent l'armature qui leur est associée, d'autre part, de faeon que, lorsque ladite armature est attirée, premièrement,
l'un des enroule ments 'montés en série soit débranché et deuxièmement, que ce circuit soit relié à son réseau d'alimentation seulement à travers l'au tre desdits enroulements, cet autre enroule ment ayant un nombre de spires et une résis tance ohmique tels qu'il ne puisse pas, d'une part, maintenir à lui seul ladite armature attirée sous ]'effet dudit faible courant et., d'autre part, qu'il soit capable d'assurer ce résultat. lorsque le courant.
qui le traverse est égal au courant correspondant à la charge minimum de ce circuit, et en ce que des moyens sont prévus qui sont agencés de faon que ladite armature puisse, quand elle est attirée, commander un circuit destiné à don ner des avertissements.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution préférée du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 est le schéma de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en perspective d'un relais employé dans le schéma de la fig. 1. Le dispositif dont le schéma se trouve à la fi,. 1, comprend un relais < 1 muni de trois enroulements 1, 2 et 3 montés sur un noyau commun en fer doux (non visible à la fig. 1) et deux armatures (non visibles non plus en fig. 1) dont l'une est actionnée par les enrou lements 1. et 2 et dont l'autre est actionnée par l'enroulement 3. Une réalisation mécani que convenable de ce relais est représentée à la fig. 2 et est décrite en détail plus loin. Chacune des armatures est disposée de façon à commander l'une, un contacteur 4 et l'autre, un contacteur 5.
Le relais 4 est branché dans un circuit reliant une source de courant continu à un réseau d'éclairage B par l'intermédiaire d'un interrupteur 6 à commande manuelle, de telle sorte que, pendant les périodes de temps où aucune charge n'est présente dans ce réseau, une tension de contrôle déterminée provenant de ladite source de courant. continu s'applique à, lui. La source de courant continu peut être constituée, par exemple par un redresseur L alimenté en courant alternatif par l'inter médiaire d'un transformateur I' et à partir d'une source de courant. alternatif qui est représentée sous la forme d'une phase R d'un circuit d'alimentation triphasé R, S, T.
L'en roulement 1 est étudié de telle sorte que, au point de vue du nombre des spires et de la valeur ohmique de la résistance qu'il présente, quand il est branché dans le circuit allant de la source de courant continu au circuit de charge B, il soit capable d'attirer l'armature qui lui est associée lorsqu'un faible courant. parcourt son enroulement, ce faible courant étant occasionné par un léger défaut d'isole ment se manifestant dans le circuit B et par la. tension de contrôle déterminée en question.
L'enroulement. 2 associé avec la même arma ture que l'enroulement 1 est monté en série avec celui-ci et de façon que leurs effets s'ajoutent, par l'intermédiaire du contact 4a du contacteur 4 et est étudié de telle sorte que, au point de vue du nombre des spires et de la valeur ohmique de la résistance, cet enroulement soit incapable d'attirer l'arma ture et même de la maintenir attirée lorsqu'il est parcouru par le même faible courant que l'enroulement 1. Aussi, l'enroulement 1 est-il formé d'un très grand nombre de spires de fil fin à grande résistance, tandis que l'en roulement 2 est formé d'un nombre de spires considérablement plus faible de fil plus gros.
De plus, l'enroulement 2 est étudié de manière à. suffire à lui seul pour maintenir l'armature attirée par le courant qui parcourt son cir cuit en présence de la charge minimum nor male du circuit B (sous une tension de fonc tionnement normale) par exemple sous l'in fluence du courant qui circule lorsqu'une seule lampe à incandescence montée dans le circuit B est traversée par le courant.
Le troi sième enroulement 3, qui est monté directe ment en série avec l'enroulement 2 est étudié de telle sorte que, au point de vue du nombre de ses spires et de la valeur ohmique de la résistance qu'il présente, il n'attire l'arma ture associée à lui qu'en présence d'un cou rant plus fort tel que celui qui circule lors- qu'une charge relativement. s@rande est enclen chée dans le circuit B.
La borne positive de la source L de cou rant continu est connectée à, l'une des bornes de l'enroulement 1 par le contact. 6a de l'in terrupteur 6 qui est du type à. commande ma nuelle. Le courant. continu venant du troi sième enroulement 3 traverse un autre con tact 6b de l'interrupteur 6 pour passer dans le circuit B (lui peut comprendre un certain nombre de branchements parallèles 7, 8 et 9.
La borne négative de la source L de courant continu est mise à, la terre, cette connexion étant interrompue périodiquement par un dis positif, ceci étant fait dans un but qui sera exposé plus loin. L'interrupteur 6 à com mande manuelle est capable d'occuper deux positions dans l'une desquelles la totalité du relais A est mise au repos par ouverture des contacts 6a et 6b, tandis que, dans cette même position, L'arrivée R du courant alternatif est connectée directement.
au circuit B par l'in termédiaire du contact 6c de l'interrupteur 6, de façon à fournir du courant au circuit B, par exemple pour alimenter une lampe 7(c montée en série avec un contacteur associé 7b monté dans le circuit de branchement 7. Dans Fautre position que peut prendre l'interrup teur 6, le circuit P. n'est plus relié directement à l'arrivée du courant alternatif et est con necté à l'enroulement 3 du relais par l'inter médiaire du contact 6b de l'interrupteur 6.
L'enroulement 2 du relais A est, connecté à l'arrivée du courant alternatif par le con tact 4b du contacteur 4, de façon à être excité par le courant alternatif quand l'armature associée est attirée, tandis que cet enroule ment 2 est déconnecté en même temps que l'en roulement 1 de la source L de courant continu, par suite de l'ouverture du contact 4a du con tacteur 4.
L'enroulement 3 qui est étudié pour atti rer l'armature du relais _l., qui commande le contacteur 5 est connecté à l'arrivée R du cou rant alternatif par le contact. 5a de ce con tacteur, de façon à, se trouver excité par le courant alternatif quand cette armature est attirée, l'enroulement 2, s'il est. connecté à cette arrivée R de courant par le contact 4b, est en même temps court-circuité par le con tact 5a.
lie système comprend un circuit avertis seur comprenant un relais 10, le contact 4c du contacteur 4, les contacts 11.a et 1'2a des con tacteurs principaux 11 et 12, un contact 13 monté sur une porte ou disposée clans des con ditions analogues pour annoncer l'ouverture de la porte, enfin, une source de courant con tinu constituée ici, à titre d'exemple, par une batterie V. On conçoit que cette source de courant continu a toutefois avantage à être constituée par un redresseur qui peut être le redresseur L qui alimente les enroulements du relais A bien que, pour simplifier le schéma de câblage, on ait représenté une source de courant séparée.
Le contact l0a du relais 7.0 est monté dans un circuit partant de la source V de courant continu et passant par une sonnette électrique 1.4 placée à un poste de contrôle central.
Le système comprend également un deuxième circuit avertisseur comprenant un relais 7.5, le contact. 5b du contacteur 5, et la source de courant continu V. Le contact 15a du relais 15 est monté dans un circuit partant de la source de courant continu V et passant par un appareil sonore 16 destiné à donner l'alarme, par exemple une sirène.
Le fonctionnement de ce système de relais est le suivant: Quand toutes les charges du circuit B sont déconnectées et que l'interrupteur 6 à com mande manuelle se trouve dans la position indiquée, une tension de contrôle est appliquée à ce circuit à partir du redresseur L en pas sant par les trois enroulements 1, 2 et 3 qui sont montés en série. Les contacteurs 4 et 5 du relais A occupent les positions indiquées lorsqu'aucun courant ne passe.
Si les contac teurs principaux 11 et 1.2 des circuits C et D se trouvent dans la position ouverte, c'est- à-dire dans la position pour laquelle ces cir cuits sont isolés de l'arrivée de courant alter natif R, S, <I>T,</I> et si le contact 13 est fermé, le circuit du relais avertisseur 10 est fermé et son contact 10a. est ouvert, de sorte que la sonnerie 14 ne retentit pas. De même, le cir cuit avertisseur 15 est fermé et son contact 15a. est. ouvert, de sorte que l'appareil sonore 16 destine à donner l'alarme ne fonctionne pas non plus.
Si, par contre, il se produit quelque part dans le circuit B Lui léger défaut d'ïsolement, la tension de contrôle y provoque un léger passage de courant qui a pour effet d'exciter l'enroulement 1 (ainsi que les enroulements 2 et 3 bien que dans une mesure plus faible, voir inappréciable) à un degré suffisant pour lui permettre d'attirer l'armature associée, de sorte que le contacteur 4 est commandé et provoque l'ouverture du contact 4a, la ferme ture du contact 4b et l'ouverture du contact 4c.
L'enroulement 1 se trouve ainsi décon necté du redresseur L, et le contacteur 4 est ramené automatiquement par l'armature asso ciée à sa, position originale; ceci assure la con nexion entre l'enroulement 1. et la tension de contrôle. Chaque fois que le contacteur fonc tionne, l'arrivée de courant alternatif est connectée à l'enroulement 2, par suite de la fermeture du contact 4b, mais, comme le dé faut d'isolement est faible, le passage du cou rant à, travers cet enroulement est insuffisant pour maintenir l'armature attirée. Il en résulte que le contacteur 4 oscille continuellement entre ses deux positions s'il se produit dans le circuit B un défaut d'isolement. Par suite de ce fonctionnement du contacteur 4, son contact 4c se trouve ouvert.
Ceci a pour effet d'ouvrir le circuit du relais 10, de sorte que la sonnette électrique 1.4 retentit par inter mittence suivant les oscillations du contac teur 4.
Si une faible charge comme celle qui ré sulte par exemple du fonctionnement d'une lampe à incandescence 8a se trouve branchée dans le circuit B et si l'interrupteur 6 occupe la position représentée, le contacteur 4 est com mandé par le passage du courant provenant (le l'arrivée L, comme déjà décrit. Toutefois, en pareil cas, le courant alternatif qui arrive dans ces conditions et qui parcourt l'enroule ment 2, par suite de la fermeture du contact 4b est suffisant pour maintenir attirée l'ar- mature avec laquelle le contacteur 4 est asso cié. Il s'ensuit que la sonnette électrique 14 re tentit continuellement.
Ceci se produit égale ment si la. charge est constituée par une petite résistance 8a placée dans le circuit 8 qui com prend un contact monté sur une porte ou un contact d'alerte thermique. Cette résistance peut être constituée par exemple par une lampe rouge.
Le circuit du relais 10 peut également être ouvert par l'ouverture du contact 13, la son nerie 14 retentit alors continuellement.
Si une charge plus forte est présente dans le circuit. B, par exemple, si un contact. des tiné à. donner l'alarme en cas d'incendie ferme le circuit de branchement 9 à travers une ré sistance très faible 9a., le courant alternatif arrivant de R et parcourant les enroulements 2 et 3 après le fonctionnement du contacteur 4 est assez fort pour permettre à l'enroule ment 3 d'attirer son armature et de comman der le contacteur 5. Ceci provoque l'interrup tion du circuit du relais 15 au contact 5b et ferme le contact 15a; ceci déclenche le fonc tionnement de l'avertisseur d'incendie 16.
Le système qui est représenté en fig. 1 est également étudié pour contrôler l'isolement de circuits d'alimentation triphasés et mono phasés lorsque ceux-ci ne sont pas chargés. Si l'on considère tout d'abord le circuit triphasé C, son contacteur principal 11 est équipé de trois contacts auxiliaires llr, 11s et I.lt qui sont fermés quand le circuit est privé de cou rant et par l'intermédiaire desquels chacune des phases du circuit d'alimentation C peut être connectée, par les trois enroulements 1, 2, 3 du relais t1, à la source L de courant con tinu, dans le but de déceler un défaut d'isole ment.
Le trajet du courant passe également par une résistance 17 montée en série avec les dits enroulements, afin de protéger l'enroule ment 3 de courants de court-circuit et par un contact 6d de l'interrupteur 6, ce contact 6d étant fermé quand l'interrupteur 6 occupe la position montrée à la fig. 1 et, en outre, par un commutateur rotatif multiple E que l'on va décrire maintenant.
Ce commutateur rotatif multiple E com- prend un axe sir lequel se trouvent des disques 18 à 24 entraînés à une vitesse constante par un moteur 25 par l'intermédiaire d'engrenages appropriés 26. Ce moteur 25 est excité depuis les phases R<I>et.</I> S par l'intermédiaire du con tact 4d du contacteur 4 et par un contact. 6c de l'interrupteur 6 qui est. fermé en même temps que les contacts 6cc et 6b. Les disques 18 à 24 actionnent respectivement des contacts 18a à 24a, de façon à les fermer et. à. les ou vrir à des moments différents et pendant des périodes de temps différentes.
Le circuit partant du relais .l et traver sant le contact 6d passe par les contacts 18a., 7.9a et 20a, du commutateur rotatif E. Chacun de ces contacts est connecté à l'un des con tacts auxiliaires llr, Ils et 1.11 dans L'ordre indiqué.
Chacun des disques correspondants 18, 19 et 20 est muni d'une came y1, .Y2 ou Y, de façon à fermer les contacts correspondants 18a, 19a ou 20a. Ces cames se succèdent et il y a 60 entre la première et la deuxième et également 60 entre la deuxième et la troi sième, elles recouvrent chacune également 60 . Il en résulte que, pendant la rotation du com mutateur E, les enroulements du relais se trouvent connectés successivement aux trois phases du circuit. d'alimentation triphasé C. Le contact 24a est. actionné par le dernier dis que 24 et est. susceptible de relier la borne négative du redresseur L à la terre.
Le disque 24 est pourvu d'une came rc, pour fermer ce contact, cette came enveloppant la même moi tié de la. circonférence du rotor que les trois cames J1, y2, Ja. S'il p a une mise à, terre dans l'une des phases du circuit d'alimenta tion C, le relais J répond, par conséquent, pendant l'intervalle de temps où une des ca mes y1, y2 et y3 ferme le contact correspon dant 18a,
19a ou 20a. Un. cadran 27 monté à une extrémité du rotor et une aiguille 28 montée sur l'axe de ce rotor indiquent de fa çon visible à laquelle des phases le relais est. connecté à, chaque instant.
Le circuit du relais peut aussi être fermé, à certains intervalles de temps qui sont d6ter- minés par le commutateur rotatif E, sur deux quelconques des phases du circuit d'alimenta- tion C, la liaison entre la terre et la borne négative de la source de courant continu L étant interrompue pendant ces intervalles de temps, c'est-à-dire aux moments où le contact 21a chi commutateur rotatif E n'est pas fermé par la came iv. En vue de la détermination de ces intervalles de fonctionnement, le disque 18 est pourvu d'une deuxième came z1, tandis que chacun des disques 21, 22, 23 est muni respectivement d'une came z,4,
z ou z6, ces cames z1 et z4 à z6 se trouvant sur la deuxième moitié de la circonférence du rotor. Les con tacts 21a et 22a sont connectés, d'une part, à la borne négative de la source de courant con tinu 1, et, d'autre part, aux contacts auxiliai res Ils et 111, tandis que le contact 23a est connecté, d'une part, au relais A. en parallèle avec les contacts 18a à 20a, et, d'autre part, an eoiitact auxiliaire Ils.
S'il se produit un défaut d'isolement entre les première et deuxième phases du circuit d'alimentation C, le circuit, venant du relais A se ferme par le contact- 18a, pendant l'intervalle de temps où ce contact est fermé par la came zi, par les contacts llr et 11s et par le contact 21a sur la borne négative de la source de courant con tinu. Le relais réagit, par conséquent, pendant l'intervalle de temps où le contact 21a, est fermé, cet intervalle de temps représentant la moitié de la durée de fermeture du contact. 18a.
Si un défaut d'isolement se produit entre les première et troisième phases, le circuit du relais se ferme par le contact 18a, les contacts 11r et 11t et le contact 22a sur la borne né gative de la source de courant continu L pen dant un e & tain intervalle de temps, pendant lequel les cames z1 et z5 ferment, simultané ment les contacts qui leur sont associés. Le relais A réagit, par conséquent, pendant ce laps < le temps.
Enfin, s'il s'est produit. un dé faut d'isolement entre les deuxième et troi sième phases, le circuit du relais se ferme par le contact 23c, les contacts 11.s et 11t et. le contact 22c sur la, borne négative de la source de courant continu L pendant un certain laps de temps, pendant que les cames z5 et z6 fer ment simultanément les contacts qui leur sont associés. Il en résulte que le relais A répond donc pendant ce laps de temps.
Il suffit d'ob server le cadran 27 pour voir pendant lequel des six intervalles de temps cycliques la son nerie 14 ou l'appareil avertisseur 16 fonc tionne pour déterminer instantanément l'em placement du défaut d'isolement qui se pro duit dans ou entre les phases.
En plus du contrôle, au moyen du relais r1, du circuit d'alimentation triphasé C, le commutateur rotatif E peut également. con trôler, au moyen du relais A, le circuit D qui est représenté sous la forme d'un circuit d'alimentation monophasé branché entre les phases S et T de l'arrivée du courant alter natif par le contacteur principal 12. Celui-ci est pourvu à cet effet de deux contacts auxi liaires 12s et 12t semblables aux contacts auxi liaires 11r, lls et 11t du contacteur 11 et est connecté au commutateur rotatif I; en paral lèle avec les contacts 11s et 11t.
Le relais J1 réagit donc aux défauts d'isolement survenant dans le circuit D pendant les mêmes laps clé temps qu'en ce qui concerne les deuxième et troisième phases du circuit C.
Le relais A qui est utilisé dans le système qui vient d'être décrit peut affecter diverses formes. A titre d'exemple, un relais de struc ture convenable est décrit ci-après en regard de la fig. 2. Ce relais comprend un noyau de fer doux 31 ayant la forme générale d'un H et placé horizontalement. Une des branches 32 de ce noyau 31 porte un enroulement 33 (qui correspond à l'enroulement 1 visible en fig. 1) constitué par un grand nombre de spires de fil fin, de façon que cet enroulement ait un grand nombre d'ampères-tours, ainsi qu'une grande résistance.
La branche adjacente 34 du noyau 31 porte un enroulement 35 (qui correspond à l'enroulement 2 visible en fig. 1) comportant un moins grand nombre de spires de fil plus gros. Les deux autres branches 36 du noyau 31 portent chacune la moitié d'un troisième enroulement 37 (qui coyrespond à l'enroulement 3 visible en fig. 1.) comportant un nombre de spires encore plus petit, ces spires étant constituées par du fil plus gros que celui des spires de l'enroulement 35. Avec les branches 32 et 34 du noyau de fer doux 31 coopère une armature 38 constituée par une barre rectiligne de fer doux fixée à un support 39 de profil en<B>U</B> et qui est monté sur un axe 40 pivotant dans un bâti ou un capot.
immobile (non représenté) du relais. L'arma ture 38 est munie, de préférence, de saillies 41 en forme de lames qui, lorsque se manifeste l'attraction de l'armature par les faces po laires des branches 32 et 34 du noyau 31, peu vent pénétrer dans des cavités correspondan tes 42 ménagées dans ces faces polaires, afin de réduire la réluctance. L'axe 40 porte un contacteur à mercure 43 qui correspond au contacteur 4 visible en fig. 1.
Aux deux au tres branches 36 du noyau 31 est associée une deuxième armature 44 construite et disposée de la même faon que l'armature 38, c'est- à-dire montée sur un support. 45 en forme d'U, ce qlll lui permet de pivoter sur un axe 46 monté pour pouvoir pivoter dans le bâti ou dans le capot et s'étendant parallèlement à l'axe 40.
En outre, l'armature 44 est munie d'un pont 47 qui, lorsque s'exerce l'attraction, vient buter contre deux contacts 48, les élé ments 47 et 48 formant le contact 5a du con tacteur 5 visible en fig. 1 (l'autre contact 5b n'est pas visible à la fig. 2). Les armatures 38 et 44 peuvent être de préférence, mais pas nécessairement, reliées au moyen d'un dispo sitif d'accouplement formé de deux biellettes 49 et 50 et d'un levier 51 monté à. pivotement dans le bâti du capot.
Ce dispositif d'accou plement fonctionne de manière à maintenir l'armature 38 dans sa position d'attraction quand l'armature 44 se trouve dans sa posi tion attirée même si aucune force magnétique n'agit sur l'armature 38. Comme la biellette 49 est reliée au support 39 de l'armature 38 au moyen d'un joint à bouton et boutonnière 52, l'attraction de l'armature 38 n'impose pas à l'armature 44 d'être amenée dans sa position attirée.
La fig. 2 est plus simple que la fig. 1, car on y a supprimé certains des contacts des con tacteurs 4 et 5.
Les deux enroulements 33 et 35 sont étu diés au point de vue de leur nombre de spires et de leur résistance ohmique, de telle sorte que la force magnétique produite par l'enrou lement 33 à lui seul, voire en même temps que celle produite par l'enroulement 35, pour un faible passage de courant à travers les enrou lements comme celui qui est. occasionné par un léger défaut d'isolement pour la tension de contrôle existante, soit capable d'attirer l'ar mature 38, mais que, par ailleurs, la force due à l'enroulement 3 5 seul pour un passage de courant de même intensité soit insuffi sante pour maintenir attirée l'armature 38.
Enfin, le troisième enroulement 37 est étudié de manière à n'attirer son armature 44 que sous l'effet d'un courant. correspondant à une charge plus forte qui pourrait. provoquer une chute de tension considérable dans l'enroule ment 35 si celui-ci demeurait en circuit.