EP3790034A1 - Auxiliary electronic protection module and associated shut-off device - Google Patents
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Definitions
- the invention lies in the field of the safety of electrical installations, and in particular of the interruption of the electrical power supply, commonly called a disconnection, in the event of the presence of an electrical fault in an installation.
- auxiliary protection modules with electronic microcontroller are also known, adapted to be connected to existing magneto-thermal circuit breakers. Such auxiliary electronic protection modules are configured to implement protection, for example, in the event of the appearance of electric arcs liable to occur in defective conductors or connections. In addition, auxiliary modules are configured to implement differential protection, and the electronic microcontroller is adapted to perform such a differential protection function, causing the power supply to be cut off.
- the circuit is supplied with a known reference voltage, at a supply point electrically connected to a connection point associated with the second handle.
- the modules 2, 4 are integrated in a one-piece housing which forms the housing of the disconnection device, with no electrical connection of position information other than the current flow line supplying the loads downstream of the disconnection module.
- the second handle 18 of the auxiliary protection module 4 is mechanically linked or polarized to the first handle 16 of the circuit breaker module 2.
- Another embodiment consists in mechanically connecting the two handles 16 and 18, the opening and closing of the handle 16 causing the handle 18 in the same positions.
- the mechanical link is in this case made by any suitable bidirectional mechanical link.
- the voltage read on the third input 45C of the processing unit 42 is equal to 0V if the switch 56 is open or if there is a loss of electrical supply inducing a loss of reference voltage.
- the average current value on the sliding window is calculated and compared with the threshold current value In at step 62.
- a sudden jump is characterized for example in that the maximum value (or peak value) of a half-cycle, called the current peak value, is greater than the average value of the peak values per half-cycle over a number of half-cycles previous ones. For example, it is checked whether the current peak value is greater than twice the average value of the peak values per half-cycle over 8 previous half-cycles.
- the auxiliary electronic protection module is configured to detect the movement of the lever of the trip mechanism of the associated magneto-thermal trip module, and to determine the cause of the trip as a function of voltage and current measurements. .
Abstract
L'invention concerne un module électronique auxiliaire de protection, adapté à être connecté à un module de disjonction magnéto-thermique (2) adapté à être branché dans une installation électrique et comportant un mécanisme de disjonction adapté à réaliser au moins une fonction de disjonction principale, le module électronique auxiliaire de protection (4) étant adapté à réaliser au moins une fonction de protection auxiliaire. Le module de disjonction magnéto-thermique (2) comporte une première manette (16), adaptée à être positionnée dans une première position armée dans laquelle le courant électrique circule dans l'installation électrique, et dans une deuxième position désarmée dans laquelle la circulation du courant électrique dans l'installation est interrompue, suite à une action manuelle ou à un déclenchement du mécanisme de disjonction. Le module électronique auxiliaire de protection (4) comporte une deuxième manette (18), qui est mécaniquement liée à la première manette (16) du module de disjonction magnéto-thermique (2), de sorte qu'elle suit la position de la première manette (16) du module de disjonction magnéto-thermique (2).The invention relates to an auxiliary electronic protection module, adapted to be connected to a magneto-thermal circuit breaker module (2) adapted to be connected to an electrical installation and comprising a circuit breaker mechanism adapted to perform at least one main circuit breaker function. , the auxiliary electronic protection module (4) being adapted to perform at least one auxiliary protection function. The magneto-thermal circuit breaker module (2) comprises a first lever (16), adapted to be positioned in a first armed position in which the electric current circulates in the electrical installation, and in a second disarmed position in which the circulation of the electric current in the installation is interrupted, following a manual action or tripping of the disconnection mechanism. The auxiliary electronic protection module (4) comprises a second handle (18), which is mechanically linked to the first handle (16) of the magneto-thermal circuit breaker module (2), so that it follows the position of the first handle (16) of the magneto-thermal circuit breaker module (2).
Description
La présente invention concerne un module électronique auxiliaire de protection, adapté à être connecté à un module de disjonction magnéto-thermique pour former un dispositif de disjonction, et d'un dispositif de disjonction associé.The present invention relates to an auxiliary electronic protection module, adapted to be connected to a magneto-thermal circuit breaker module to form a circuit breaker device, and to an associated circuit breaker device.
L'invention se situe dans le domaine de la sécurité des installations électriques, et en particulier de la coupure d'alimentation électrique, couramment appelée disjonction, en cas de présence d'un défaut électrique dans une installation.The invention lies in the field of the safety of electrical installations, and in particular of the interruption of the electrical power supply, commonly called a disconnection, in the event of the presence of an electrical fault in an installation.
De manière connue, différents défauts peuvent se présenter dans une installation électrique, alimentée par un réseau de fourniture d'électricité, et mettre en péril la sécurité des équipements branchés dans l'installation, voire dans certains cas présenter un risque d'incendie ou un danger physique pour un opérateur.In a known manner, various faults can occur in an electrical installation, supplied by an electricity supply network, and endanger the safety of the equipment connected to the installation, or even in certain cases present a risk of fire or a physical danger to an operator.
Pour assurer la sécurité des installations électriques on utilise des appareils appelés disjoncteurs, configurés pour effectuer une coupure d'alimentation très rapide suite à une détection de courant de surcharge. De manière classique, un disjoncteur comprend des contacts fixe et mobile, le contact mobile étant adapté à se déplacer entre une position ouverte dans laquelle il est séparé du contact fixe, et donc la circulation de courant électrique est coupée, et une position fermée dans laquelle le contact mobile est en appui contre le contact fixe et la circulation de courant électrique est possible. Le disjoncteur comprend également un mécanisme de déclenchement de coupure électrique qui entraîne le passage en position ouverte des contacts du disjoncteur, ainsi qu'une manette de réarmement, adaptée à être déplacée de la position ouverte vers la position fermée du mécanisme de déclenchement. La manette de réarmement est en général accessible à un opérateur sur une face du boîtier contenant le disjoncteur, et est déplaçable manuellement entre une position désarmée (correspondant à la position d'ouverture des contacts) et une position armée (correspondant à la position de fermeture des contacts), et vice-versa. Le passage de la manette de la position armée à la position désarmée est entraîné automatiquement par le déclenchement d'une coupure électrique, ou manuellement par un opérateur.To ensure the safety of electrical installations, devices called circuit breakers are used, configured to cut the power supply very quickly following an overload current detection. Conventionally, a circuit breaker comprises fixed and movable contacts, the movable contact being adapted to move between an open position in which it is separated from the fixed contact, and therefore the flow of electric current is cut off, and a closed position in which the moving contact rests against the fixed contact and the flow of electric current is possible. The circuit breaker also comprises an electrical cut-off tripping mechanism which causes the circuit breaker contacts to go into the open position, as well as a reset handle, adapted to be moved from the open position to the closed position of the tripping mechanism. The reset handle is generally accessible to an operator on one side of the box containing the circuit breaker, and can be moved manually between a disarmed position (corresponding to the open position of the contacts) and an armed position (corresponding to the closed position. contacts), and vice versa. The passage of the lever from the armed position to the disarmed position is automatically triggered by the triggering of a power cut, or manually by an operator.
On connaît d'une part des modules de disjonction magnéto-thermiques compacts, également appelés MCB pour « Miniature Circuit Breaker ». De tels modules sont particulièrement compacts, et déclenchent une coupure d'alimentation en cas de défaut thermique, par exemple dû à la présence dans l'installation d'une charge en dysfonctionnement qui surchauffe, et en cas de défaut magnétique, qui se produit par exemple en présence d'un court-circuit.On the one hand, compact magneto-thermal circuit breaker modules are known, also called MCBs for “Miniature Circuit Breaker”. Such modules are particularly compact, and trigger a power cut in the event of a thermal fault, for example due to the presence in the installation of a load in malfunction which overheats, and in the event of a magnetic fault, which occurs for example in the presence of a short-circuit.
On connaît également des modules auxiliaires de protection à microcontrôleur électronique, adaptés à être connectés à des disjoncteurs magnéto-thermiques existants. De tels modules électroniques auxiliaires de protection sont configurés pour mettre en oeuvre une protection par exemple, en cas d'apparition d'arcs électriques susceptibles de se produire dans des conducteurs ou connexions défectueuses. De plus, des modules auxiliaires sont configurés pour mettre en œuvre une protection différentielle, et le microcontrôleur électronique est adapté à réaliser une telle fonction de protection différentielle, entraînant la coupure de l'alimentation.Auxiliary protection modules with electronic microcontroller are also known, adapted to be connected to existing magneto-thermal circuit breakers. Such auxiliary electronic protection modules are configured to implement protection, for example, in the event of the appearance of electric arcs liable to occur in defective conductors or connections. In addition, auxiliary modules are configured to implement differential protection, and the electronic microcontroller is adapted to perform such a differential protection function, causing the power supply to be cut off.
Les modules auxiliaires de protection peuvent être vendus séparément, ou conjointement avec des modules disjoncteurs magnéto-thermiques, formant alors des dispositifs de disjonction complets, adaptés à réaliser des fonctions de disjonction pour de multiples causes, et donc à assurer une protection optimisée d'une installation électrique.Auxiliary protection modules can be sold separately, or in conjunction with thermal-magnetic circuit breaker modules, thus forming complete circuit breakers, suitable for performing circuit breaker functions for multiple causes, and therefore ensuring optimized protection of a Electrical Installation.
Cependant, il est difficile, à l'heure actuelle, de connaître la cause du déclenchement d'un dispositif de disjonction de ce type. En effet, un opérateur peut constater que la manette de réarmement d'un dispositif de disjonction se trouve en position d'ouverture des contacts (position désarmée), sans toutefois être capable de déterminer si la manette a été actionnée manuellement ou si le changement de position a été déclenché par le déclenchement du mécanisme de disjonction, et si le mécanisme de disjonction a été déclenché, quelle en est la cause, à savoir un déclenchement pour un défaut thermique, magnétique, différentiel ou une apparition d'arc électrique. Or les actions correctives à apporter dans une installation électrique dépendent du défaut électrique qui est à la source du déclenchement de la protection. Par exemple, un défaut thermique indique la présence d'une charge électrique en dysfonctionnement, un défaut d'arc électrique indique un risque d'incendie...However, it is difficult, at the present time, to know the cause of tripping of a circuit breaker of this type. In fact, an operator can see that the reset lever of a circuit breaker is in the contact open position (disarmed position), without however being able to determine whether the lever has been actuated manually or if the change of position. position has been triggered by tripping of the trip mechanism, and if the trip mechanism has been tripped, what is the cause, i.e. tripping for a thermal, magnetic, differential fault or occurrence of an electric arc. However, the corrective actions to be taken in an electrical installation depend on the electrical fault which is the source of the protection tripping. For example, a thermal fault indicates the presence of a malfunctioning electrical load, an electric arc fault indicates a risk of fire, etc.
Il existe donc un besoin d'enrichir les dispositifs disjoncteurs par la détermination et l'indication de l'origine du déclenchement du mécanisme de disjonction.There is therefore a need to enrich the circuit breaker devices by determining and indicating the origin of the tripping of the circuit breaker mechanism.
A cet effet, l'invention propose un module électronique auxiliaire de protection, adapté à être connecté à un module de disjonction magnéto-thermique adapté à être branché dans une installation électrique alimentée par un réseau de fourniture d'électricité et comportant un mécanisme de disjonction adapté à réaliser au moins une fonction de disjonction principale. Le module électronique auxiliaire de protection comportant un mécanisme de déclenchement auxiliaire, indépendant du mécanisme de disjonction du module de disjonction magnéto-thermique, adapté à réaliser au moins une fonction de protection auxiliaire. Le module de disjonction magnéto-thermique comporte une première manette, adaptée à être positionnée dans une première position armée dans laquelle le courant électrique circule dans l'installation électrique, et dans une deuxième position désarmée dans laquelle la circulation du courant électrique dans l'installation est interrompue, suite à une action manuelle ou à un déclenchement du mécanisme de disjonction, le module électronique auxiliaire de protection comportant une deuxième manette, adaptée à être positionnée dans une première position armée, et dans une deuxième position désarmée.To this end, the invention provides an auxiliary electronic protection module, suitable for being connected to a magneto-thermal circuit breaker module suitable for being connected to an electrical installation supplied by an electricity supply network and comprising a circuit breaker mechanism. suitable for performing at least one main disjunction function. The auxiliary electronic protection module comprising an auxiliary tripping mechanism, independent of the mechanism circuit breaker of the magneto-thermal circuit breaker module, suitable for performing at least one auxiliary protection function. The magneto-thermal circuit breaker module comprises a first lever, adapted to be positioned in a first armed position in which the electric current circulates in the electrical installation, and in a second disarmed position in which the circulation of the electric current in the installation. is interrupted, following a manual action or a tripping of the disjunction mechanism, the auxiliary electronic protection module comprising a second handle, adapted to be positioned in a first armed position, and in a second disarmed position.
La deuxième manette du module électronique auxiliaire de protection est mécaniquement liée à la première manette du module de disjonction magnéto-thermique, de sorte que ladite deuxième manette suit la position de la première manette du module de disjonction magnéto-thermique.The second handle of the auxiliary electronic protection module is mechanically linked to the first handle of the magneto-thermal circuit breaker module, so that said second handle follows the position of the first handle of the magneto-thermal circuit breaker module.
Avantageusement, le module électronique auxiliaire de protection selon l'invention comporte une manette qui est liée à la manette du module de disjonction magnéto-thermique et suit le mouvement de celle-ci.Advantageously, the auxiliary electronic protection module according to the invention comprises a handle which is linked to the handle of the magneto-thermal circuit breaker module and follows the movement of the latter.
Le module auxiliaire de protection selon l'invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou selon toutes les combinaisons acceptables.The auxiliary protection module according to the invention can have one or more of the characteristics below, taken independently or in any acceptable combination.
La liaison mécanique comprend un appui et un ressort de rappel, agencés de sorte que le passage de la première manette en première position armée entraine le passage de la deuxième manette en première position armée, et le passage de la première manette en deuxième position désarmée entraine automatiquement le passage de la deuxième manette en deuxième position désarmée sous l'effet du ressort de rappel.The mechanical connection comprises a support and a return spring, arranged so that the passage of the first lever in the first armed position causes the passage of the second lever in the first armed position, and the passage of the first lever in the second disarmed position automatically switching the second lever to the second disarmed position under the effect of the return spring.
La liaison mécanique comprend un lien mécanique bidirectionnel entre la première manette et la deuxième manette.The mechanical link includes a bidirectional mechanical link between the first joystick and the second joystick.
Le module électronique auxiliaire de protection comporte un circuit électrique de détermination de la position de la deuxième manette, ledit circuit étant fermé lorsque la deuxième manette est dans la première position et ouvert lorsque la deuxième manette est dans la deuxième position.The auxiliary electronic protection module comprises an electrical circuit for determining the position of the second lever, said circuit being closed when the second lever is in the first position and open when the second lever is in the second position.
Le circuit est alimenté par une tension de référence connue, en un point d'alimentation connecté électriquement à un point de connexion associé à la deuxième manette.The circuit is supplied with a known reference voltage, at a supply point electrically connected to a connection point associated with the second handle.
Le circuit comporte un condensateur réservoir connecté entre un convertisseur fournissant la tension de référence et ledit point de connexion.The circuit comprises a reservoir capacitor connected between a converter supplying the reference voltage and said connection point.
Le module électronique auxiliaire de protection comporte en outre une unité de traitement, ledit point de connexion étant connecté à une entrée de ladite unité de traitement.The auxiliary electronic protection module further comprises a processing unit, said connection point being connected to an input of said processing unit.
Le module électronique auxiliaire de protection comporte en outre un module de mise en forme de tension fournissant une image de la tension du réseau d'alimentation en entrée de ladite unité de traitement.The auxiliary electronic protection module further comprises a voltage shaping module supplying an image of the voltage of the supply network at the input of said processing unit.
L'unité de traitement est configurée pour comparer ladite image de la tension du réseau d'alimentation à une tension représentative de la position de la deuxième manette, et déterminer, en fonction de la comparaison, si la première manette est passée en deuxième position.The processing unit is configured to compare said image of the voltage of the power supply network with a voltage representative of the position of the second handle, and to determine, as a function of the comparison, whether the first handle has moved to the second position.
Le module électronique auxiliaire de protection comporte en outre un capteur de courant électrique circulant dans le module de disjonction magnéto-thermique, et un module de mise en forme de courant, branché en sortie du capteur de courant et fournissant une image du courant mesuré en entrée de l'unité de traitement, ladite unité de traitement étant configurée pour mémoriser des valeurs de courant mesuré sur une fenêtre temporelle glissante de durée prédéterminée.The auxiliary electronic protection module also comprises an electric current sensor circulating in the magneto-thermal circuit breaker module, and a current shaping module, connected to the output of the current sensor and providing an image of the current measured at the input. of the processing unit, said processing unit being configured to store current values measured over a sliding time window of predetermined duration.
L'unité de traitement est configurée pour comparer au moins une valeur de courant, mesurée avant passage en deuxième position de la deuxième manette, à une valeur de courant de seuil, et à déterminer, en fonction du résultat de la comparaison, une cause dudit passage en deuxième position parmi une opération manuelle et un déclenchement du mécanisme de disjonction du module de disjonction magnéto-thermique.The processing unit is configured to compare at least one current value, measured before passing to the second position of the second handle, with a threshold current value, and to determine, as a function of the result of the comparison, a cause of said change to second position among a manual operation and triggering of the circuit breaker mechanism of the magneto-thermal circuit breaker.
L'unité de traitement est configurée pour analyser des valeurs de courant mesurées avant passage en deuxième position de la deuxième manette, et en fonction d'un résultat d'analyse, déterminer si le déclenchement du mécanisme de disjonction est dû à un défaut thermique ou à un défaut magnétique.The processing unit is configured to analyze current values measured before switching to the second position of the second handle, and depending on an analysis result, to determine whether the tripping of the trip mechanism is due to a thermal fault or to a magnetic fault.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de disjonction comportant un module de disjonction magnéto-thermique et un module électronique auxiliaire de protection connectés, dans lequel le module électronique auxiliaire de protection est du type décrit brièvement ci-dessus.According to another aspect, the invention relates to a circuit breaker device comprising a magneto-thermal circuit breaker module and an auxiliary electronic protection module connected, in which the auxiliary electronic protection module is of the type described briefly above.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- [
Fig 1 ] lafigure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de disjonction selon l'invention, formé d'un module de disjonction et d'un module auxiliaire de protection associés, dans un premier état fermé; - [
Fig 2 ] lafigure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de disjonction selon l'invention, formé d'un module de disjonction et d'un module auxiliaire de protection associés, dans un deuxième état ouvert; - [
Fig 3 ] lafigure 3 est la vue du mécanisme d'un module électronique auxiliaire de protection selon un mode de réalisation, dans un premier état fermé; - [
Fig 4 ] lafigure 4 est la vue du mécanisme d'un module électronique auxiliaire de protection selon un mode de réalisation, dans un deuxième état ouvert; - [
Fig 5 ] lafigure 5 représente schématiquement un dispositif de disjonction, formé d'un module de disjonction et d'un module auxiliaire de protection associés selon un mode de réalisation ; - [
Fig 6 ] lafigure 6 est un synoptique des principales étapes d'un procédé mis en œuvre par un module électronique auxiliaire de protection selon un mode de réalisation ; - [
Fig 7 ] lafigure 7 illustre schématiquement des courbes de mesure de tension en fonction du temps dans un premier cas d'utilisation d'un dispositif de disjonction ; - [
Fig 8 ] lafigure 8 illustre schématiquement des courbes de mesure de tension en fonction du temps dans un deuxième cas d'utilisation d'un dispositif de disjonction ; - [
Fig 9 ] lafigure 9 illustre schématiquement des courbes de mesure de tension en fonction du temps dans un troisième cas d'utilisation d'un dispositif de disjonction ; - [
Fig 10 ] lafigure 10 illustre schématiquement des courbes de mesure de tension en fonction du temps dans un quatrième cas d'utilisation d'un dispositif de disjonction.
- [
Fig 1 ] thefigure 1 is a schematic perspective view of a circuit breaker device according to the invention, formed of a circuit breaker module and an associated auxiliary protection module, in a first closed state; - [
Fig 2 ] thefigure 2 is a schematic perspective view of a circuit breaker device according to the invention, formed of a circuit breaker module and an associated auxiliary protection module, in a second open state; - [
Fig 3 ] thefigure 3 is the view of the mechanism of an auxiliary electronic protection module according to one embodiment, in a first closed state; - [
Fig 4 ] thefigure 4 is the view of the mechanism of an auxiliary electronic protection module according to one embodiment, in a second open state; - [
Fig 5 ] thefigure 5 schematically shows a circuit breaker, formed of a circuit breaker module and an associated auxiliary protection module according to one embodiment; - [
Fig 6 ] thefigure 6 is a block diagram of the main steps of a method implemented by an auxiliary electronic protection module according to one embodiment; - [
Fig 7 ] thefigure 7 schematically illustrates voltage measurement curves as a function of time in a first case of using a circuit breaker device; - [
Fig 8 ] thefigure 8 schematically illustrates voltage measurement curves as a function of time in a second case of using a circuit breaker device; - [
Fig 9 ] thefigure 9 schematically illustrates voltage measurement curves as a function of time in a third case of using a circuit breaker device; - [
Fig 10 ] thefigure 10 schematically illustrates voltage measurement curves as a function of time in a fourth case of use of a circuit breaker.
Les
Le module de disjonction magnéto-thermique 2 met en œuvre des fonctions de disjonction, pour cause de défaut thermique ou magnétique, dites fonctions de disjonction principales.The magneto-thermal
Le module électronique auxiliaire de protection 4 met en œuvre des fonctions de protection, pour cause de défaut différentiel ou de détection d'arc électrique, ou une autre fonction de protection par exemple la protection contre les surtensions, dites fonctions de protection auxiliaires. Le mécanisme du module électronique auxiliaire de protection 4 est indépendant du mécanisme de disjonction du module de disjonction magnéto-thermique 2.The auxiliary
Chaque module 2, 4 comporte un boîtier externe 6, 8. Ces modules sont couplés pour former le dispositif de disjonction 1, via un moyen de connexion électrique et mécanique, qui n'est pas représenté sur ces figures. De préférence, les formes des boîtiers externes 6, 8 sont corrélées, en particulier les dimensions sont choisies de manière à réaliser un emboîtement mécanique aisé.Each
Selon une variante, les modules 2, 4 sont intégrés dans un boîtier monobloc qui forme le boîtier du dispositif de disjonction, sans lien électrique d'information de position autre que la ligne de circulation du courant alimentant les charges en aval du module de disjonction.According to a variant, the
Chaque boîtier 6, 8 comporte une face 10, 12, dite face avant, destinée à être facilement accessible à un opérateur après installation du dispositif de disjonction.Each
Sur les faces avant respectives 10, 12, chaque module 2, 4comporte des connecteurs 14a, 14b, 14c, 14d, destinés à recevoir des conducteurs électriques.On the respective front faces 10, 12, each
De plus, une première manette de réarmement 16 est placée sur la face avant 10 du boîtier 6 du module de disjonction 2, et une deuxième manette de réarmement 18 est placée sur la face avant 12 du boîtier 8 du module auxiliaire de protection 4.In addition, a
Dans le mode de réalisation illustré, chaque manette 16, 18 est adaptée à pivoter autour d'un axe, entre une première position et une deuxième position décrites plus en détail ci-après.In the illustrated embodiment, each
La deuxième manette 18 du module auxiliaire de protection 4 est mécaniquement liée ou polarisée à la première manette 16 du module de disjonction 2.The
Selon un mode de réalisation, la manette 18 est liée par un appui unidirectionnel sur la manette 16, et polarisée par un ressort de rappel. La fermeture de la manette 16 entraine la fermeture de la manette 18 par action de l'appui unidirectionnel sur la manette 18. L'ouverture de la manette 16 entraine l'ouverture automatique de la manette 18 sous l'effet du ressort de rappel.According to one embodiment, the
Un autre mode de réalisation consiste à lier mécaniquement les deux mannettes 16 et 18, l'ouverture et fermeture de la manette 16 entrainant la manette 18 dans les mêmes positions. La liaison mécanique est dans ce cas réalisée par tout lien mécanique bidirectionnel adapté.Another embodiment consists in mechanically connecting the two
Dans le mode de réalisation de la
Dans le mode de réalisation de la
Le passage du premier état au deuxième état est par exemple déclenché par le déclenchement du mécanisme de protection du module de disjonction 2, ce qui entraîne l'ouverture des contacts du module de disjonction et une modification de la position de la manette 16. En variante, le passage du premier état vers le deuxième état est déclenché par une manipulation manuelle d'un opérateur.The change from the first state to the second state is for example triggered by the triggering of the protection mechanism of the
Grâce à l'asservissement mécanique décrit ci-dessus, le pivotement de la manette 16 entre la première position et la deuxième position entraîne le pivotement analogue de la manette 18.By virtue of the mechanical servo-control described above, the pivoting of the
Les
Divers éléments du mécanisme du module auxiliaire de protection 4 visibles dans cette vue sont des éléments connus, qui ne seront pas décrits en détail ici. Seuls quelques éléments intervenant plus particulièrement dans la mise en œuvre de l'invention sont décrits ci-après.Various elements of the mechanism of the
Le module auxiliaire de protection 4 comprend un mécanisme de déclenchement 54 qui comprend une platine 20 qui est associée, via des pièces de liaisons 22, 24 et un bras 26 qui est adapté à se déplacer en lien avec le pivotement de la manette 18 entre la première position (
De plus selon l'invention, un circuit 30 de détermination de la position de la deuxième manette 18 est ajouté. Ce circuit est alimenté en un premier point d'alimentation 32 par une tension de référence connue, et comprend un fil de connexion électrique 34.Furthermore, according to the invention, a
Comme illustré à la
Comme illustré à la
Avantageusement, avec un faible encombrement supplémentaire, et sans remettre en cause la conception d'un module auxiliaire de protection, la position de la manette de réarmement 18 est déterminée par lecture de la tension au deuxième point de connexion 36.Advantageously, with a small additional bulk, and without calling into question the design of an auxiliary protection module, the position of the
Avantageusement, grâce à l'asservissement mécanique de la manette 18 du module auxiliaire de protection à la manette 16 du module de disjonction 2, la position de la manette de réarmement 16 du module de disjonction 2 est déterminée grâce au circuit 30, sans modification du module de disjonction magnéto-thermique 2.Advantageously, thanks to the mechanical slaving of the
La
Le module auxiliaire de protection 4 comporte une unité de traitement 42, par exemple un microcontrôleur (MCU), qui est un composant électronique adapté à réaliser des calculs à partir de mesures de tension et de courant reçues en entrée.The
Le module auxiliaire de protection 4 comprend également un capteur de courant 44, adapté à mesurer le courant circulant dans le module de disjonction 2, le capteur de courant 44 étant connecté à un module 46 de mise en forme de courant. Le module 46 est adapté à générer une image du courant mesuré compatible avec les spécifications de l'unité de traitement 42, et une sortie du module 46 de mise en forme du courant est connectée à une première entrée 45A de l'unité de traitement 42.The
Le module auxiliaire de protection 4 comprend en outre un module 48 de mise en forme de la tension, qui reçoit en entrée une mesure de tension fournie par le réseau d'alimentation, et effectue une mise en forme de la tension compatible avec les spécifications de l'unité de traitement 42. Par exemple, dans un mode de réalisation, le module 48 met en œuvre un pont diviseur de tension. La sortie du module 48 de mise en forme de la tension fournit une image de la tension du réseau à une deuxième entrée 45B de l'unité de traitement 42.The
Le circuit 30 de détermination de la position de la manette, qui fait partie du module auxiliaire de protection 4, comprend un convertisseur de tension 50, adapté à convertir une tension alternative en tension continue, pour fournir une tension d'alimentation de référence continue (Vcc), et un condensateur réservoir 52, qui est connecté au mécanisme 54 de déclenchement de la manette. Une des bornes du condensateur réservoir 52 est connectée à la masse (notation GND sur la figure).The
La position de la manette 18 du module auxiliaire de protection 4 est représentée schématiquement par un interrupteur 56, qui peut être fermé (position 55), ou ouvert (position 57). Le condensateur réservoir 52 est connecté à l'interrupteur 56 via le conducteur 34, et l'interrupteur 56 est également connecté à une troisième entrée 45C de l'unité de traitement 42.The position of the
La tension lue sur la troisième entrée 45C de l'unité de traitement 42 est égale à 0V si l'interrupteur 56 est ouvert ou s'il y a une perte d'alimentation électrique induisant une perte de tension de référence.The voltage read on the
Avantageusement, grâce à l'ajout d'un condensateur réservoir 52, il est possible de distinguer entre ces deux cas de figure, ou en d'autres termes, de déterminer si la perte de tension au niveau de la troisième entrée du microcontrôleur est due à une ouverture de l'interrupteur 56 (c'est-à-dire un changement de position de la manette) ou à une perte d'alimentation en tension. Par exemple, il est possible que le module auxiliaire de protection ne soit plus alimenté si une coupure est intervenue en amont du réseau d'alimentation, sans que le dispositif de disjonction 1 n'ait déclenché.Advantageously, thanks to the addition of a
Selon une variante, le condensateur réservoir 52 est remplacé par une pile, rechargeable ou non, ou par une alimentation externe, par exemple une alimentation 24V, ou par tout autre moyen de fourniture d'une tension d'alimentation de référence continue.According to one variant, the
L'unité de traitement 42 mémorise les valeurs de tension et de courant reçues sur les première, deuxième et troisième entrées sur des fenêtres temporelles glissantes de durées prédéterminées, par exemple de durée comprise entre 0 et 80 ms, soit 8 demi-cycles à la fréquence réseau de 50 Hz.The
L'unité de traitement 42 est configurée pour mettre en œuvre un procédé de détermination de cause de déclenchement du mécanisme de disjonction, dont un mode de réalisation est illustré à la
Lors d'une première étape 60 il est déterminé si la manette du module de disjonction magnéto-thermique est passée en position « désarmée » à cause d'une ouverture de circuit par le mécanisme de déclenchement du module de disjonction magnéto-thermique 2.During a
Pour cela, l'unité de traitement 42 détermine si la valeur de tension reçue sur la troisième entrée, issue du circuit 30, est égale à 0V, et relève l'instant temporel TC de passage à 0V de cette tension.For this, the
Deux cas de figure différents sont distingués :
- Cas 1 : le module auxiliaire de
protection 4 est alimenté via le module de disjonction magnéto-thermique 2, appelé également « alimentation amont » ; - Cas 2 : le module de
protection 4 est alimenté directement par le réseau électrique, appelé également « alimentation aval »
- Case 1: the
auxiliary protection module 4 is supplied via the magneto-thermalcircuit breaker module 2, also called “upstream power supply”; - Case 2: the
protection module 4 is supplied directly by the electrical network, also called "downstream supply"
Les
Les
La
Dans cette situation, il est déduit que le mécanisme de disjonction a été déclenché, la manette 18 du module auxiliaire de protection 4 et par conséquent la manette 16 du module de disjonction 2 est en passée en position « désarmée » à l'instant Tc.In this situation, it is deduced that the trip mechanism has been triggered, the
La
En d'autres termes, lorsque le module auxiliaire de protection 4 est alimenté via le module de disjonction magnéto-thermique 2, une perte de tension simultanée ou quasi simultanée sur la deuxième entrée et sur la troisième entrée de l'unité de traitement 42 indique que la manette du module de disjonction magnéto-thermique est passée en position « désarmée », par action manuelle ou par disjonction magnéto-thermique.In other words, when the
La
La
En d'autres termes, lorsque le module auxiliaire de protection 4 est alimenté directement par le réseau électrique, une perte de tension simultanée ou quasi simultanée sur la deuxième entrée et sur la troisième entrée de l'unité de traitement indique que la manette du module de disjonction magnéto-thermique est passée en position « désarmée ».In other words, when the
En référence aux
De retour à la
Par exemple, dans un mode de réalisation, on utilise une série de valeurs de courant I dans une fenêtre glissante de durée choisie, par exemple égale 80 ms soit 8 demi-cycles à la fréquence réseau de 50 Hz, et on compare la valeur maximum de courant mesurée dans cette fenêtre glissante à la valeur de courant de seuil In.For example, in one embodiment, a series of current values I is used in a sliding window of chosen duration, for example equal to 80 ms, i.e. 8 half-cycles at the network frequency of 50 Hz, and the maximum current value measured in this sliding window is compared with the threshold current value In.
Selon une variante, la valeur moyenne de courant sur la fenêtre glissante est calculée et comparée à la valeur de courant de seuil In à l'étape 62.According to one variant, the average current value on the sliding window is calculated and compared with the threshold current value In at
La valeur de courant de seuil In est spécifique du fonctionnement du module de disjonction 2, et indique la valeur de courant au-delà de laquelle une surcharge de courant nécessitant le déclenchement de la disjonction est détectée.The threshold current value In is specific to the operation of the
La valeur de courant de seuil In est par exemple renseignée par un opérateur lors d'une phase d'installation du dispositif de disjonction 1, et mémorisée par l'unité de traitement 42.The threshold current value In is for example entered by an operator during an installation phase of the circuit breaker 1, and stored by the
Si la valeur de courant I obtenue à partir de la série de valeurs de courant dans la fenêtre glissante est inférieure à la valeur de courant de seuil In, alors il est déterminé que l'ouverture des manettes 16, 18 a été effectuée par une opération manuelle (étape 64).If the current value I obtained from the series of current values in the sliding window is less than the threshold current value In, then it is determined that the opening of the
Si la valeur de courant I obtenue à partir de la série de valeurs de courant dans la fenêtre glissante est supérieure à la valeur de courant de seuil In (étape 62), l'étape de comparaison 62 est suivie d'une analyse (étape 66) effectuée sur un intervalle temporel prédéterminé, par exemple de durée 80 ms soit 8 demi-cycles à la fréquence 50 Hz, pour détecter l'apparition d'un saut brusque dans les valeurs de courant mesurées.If the current value I obtained from the series of current values in the sliding window is greater than the threshold current value In (step 62), the
Un saut brusque est caractérisé par exemple en ce que la valeur maximale (ou valeur pic) d'un demi-cycle, dite valeur pic courante, est supérieure à la valeur moyenne des valeurs pic par demi-cycle sur un nombre de demi-cycles précédents. Par exemple, il est vérifié si la valeur pic courante est supérieure au double de la valeur moyenne des valeurs pic par demi-cycle sur 8 demi-cycles précédents.A sudden jump is characterized for example in that the maximum value (or peak value) of a half-cycle, called the current peak value, is greater than the average value of the peak values per half-cycle over a number of half-cycles previous ones. For example, it is checked whether the current peak value is greater than twice the average value of the peak values per half-cycle over 8 previous half-cycles.
En cas de détermination d'absence d'un saut brusque de courant suite à l'analyse effectuée à l'étape 66, il en est déduit que le mécanisme de disjonction a été déclenché suite à un défaut thermique (étape 68).In the event of a determination of the absence of a sudden jump in current following the analysis carried out in
En cas de détermination de présence d'un saut brusque de courant suite à l'analyse effectuée à l'étape 66, il en est déduit que le mécanisme de disjonction a été déclenché suite à un défaut magnétique (étape 70).If the presence of a sudden jump in current is determined following the analysis carried out in
Ainsi, grâce à l'analyse de l'évolution du courant mesuré sur un intervalle temporel précédant l'ouverture du circuit, il est possible de déterminer la cause du passage de la manette du module de disjonction magnéto-thermique en position désarmée, et donc de détecter le déclenchement du mécanisme de disjonction et d'en déterminer la cause, sans modification du module de disjonction magnéto-thermique.Thus, thanks to the analysis of the evolution of the current measured over a time interval preceding the opening of the circuit, it is possible to determine the cause of the passage of the handle of the magneto-thermal circuit breaker module in the disarmed position, and therefore detect the triggering of the trip mechanism and determine the cause, without modifying the magneto-thermal circuit breaker module.
Dans un mode de réalisation, le module auxiliaire de protection est en plus équipé d'un module de communication radio, et les causes de disjonction déterminées sont alors transmises par une communication sans fil à un dispositif distant, par exemple un concentrateur adapté à effectuer des actions centralisées sur une installation électrique et à transmettre des informations au client ou à un opérateur de maintenance.In one embodiment, the auxiliary protection module is additionally equipped with a radio communication module, and the determined causes of tripping are then transmitted by wireless communication to a remote device, for example a concentrator adapted to perform actions centralized on an electrical installation and to transmit information to the customer or to a maintenance operator.
Avantageusement, le module électronique auxiliaire de protection selon l'invention est configuré pour détecter le mouvement de la manette du mécanisme de disjonction du module de disjonction magnéto-thermique associé, et pour déterminer la cause du déclenchement en fonction de mesures de tension et de courant.Advantageously, the auxiliary electronic protection module according to the invention is configured to detect the movement of the lever of the trip mechanism of the associated magneto-thermal trip module, and to determine the cause of the trip as a function of voltage and current measurements. .
Claims (13)
le module électronique auxiliaire de protection (4) comportant un mécanisme de déclenchement auxiliaire, indépendant du mécanisme de disjonction du module de disjonction magnéto-thermique, adapté à réaliser au moins une fonction de protection auxiliaire,
le module de disjonction magnéto-thermique (2) comportant une première manette (16), adaptée à être positionnée dans une première position armée dans laquelle le courant électrique circule dans l'installation électrique, et dans une deuxième position désarmée dans laquelle la circulation du courant électrique dans l'installation est interrompue, suite à une action manuelle ou à un déclenchement du mécanisme de disjonction,
le module électronique auxiliaire de protection (4) comportant une deuxième manette (18), adaptée à être positionnée dans une première position armée, et dans une deuxième position désarmée,
caractérisé en ce que ladite deuxième manette (18) du module électronique auxiliaire de protection (4) est mécaniquement liée à la première manette (16) du module de disjonction magnéto-thermique (2), de sorte que ladite deuxième manette (18) suit la position de la première manette (16) du module de disjonction magnéto-thermique (2).Auxiliary electronic protection module, adapted to be connected to a magneto-thermal circuit breaker module (2) adapted to be connected to an electrical installation supplied by an electricity supply network and comprising a circuit breaker mechanism adapted to achieve at least one main disjunction function,
the auxiliary electronic protection module (4) comprising an auxiliary tripping mechanism, independent of the circuit breaker mechanism of the magneto-thermal circuit breaker module, suitable for performing at least one auxiliary protection function,
the magneto-thermal circuit breaker module (2) comprising a first lever (16), adapted to be positioned in a first armed position in which the electric current circulates in the electrical installation, and in a second disarmed position in which the circulation of the electrical current in the installation is interrupted, following a manual action or tripping of the disconnection mechanism,
the auxiliary electronic protection module (4) comprising a second lever (18), adapted to be positioned in a first armed position, and in a second disarmed position,
characterized in that said second handle (18) of the auxiliary electronic protection module (4) is mechanically linked to the first handle (16) of the magneto-thermal circuit breaker module (2), so that said second handle (18) follows the position of the first handle (16) of the magneto-thermal circuit breaker module (2).
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