EP4248534A1 - Appareillage de protection à coupure électronique - Google Patents

Appareillage de protection à coupure électronique

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EP4248534A1
EP4248534A1 EP21815996.0A EP21815996A EP4248534A1 EP 4248534 A1 EP4248534 A1 EP 4248534A1 EP 21815996 A EP21815996 A EP 21815996A EP 4248534 A1 EP4248534 A1 EP 4248534A1
Authority
EP
European Patent Office
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electronic
electronic cut
protection device
current line
cut
Prior art date
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Pending
Application number
EP21815996.0A
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German (de)
English (en)
Inventor
Benjamin PIDANCIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hager Electro SAS
Original Assignee
Hager Electro SAS
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Publication date
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    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
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    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0826Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches

Definitions

  • the invention relates to an electronic cut-off protection device.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks and aims to provide a solution to avoid the problems associated with the electric arc while providing a small size protective equipment.
  • the invention relates to an electronic cut-off protection device according to claim 1.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the front of an electronic cut-off protection device according to the invention associated with a support rail
  • FIG. 2 shows a perspective view of the rear of the electronic cut-off protection device according to the invention associated with the support rail
  • FIG. 3 shows a sectional view of the electronic cut-off protection device according to the invention associated with the support rail
  • FIG. 4 represents a view of an electrical diagram of the electronic cut-off protection device according to the invention.
  • an electronic cut-off protection device comprises at least:
  • an electronic protection trip unit 2 electrically connected with said current sensor 1, T and able and intended at least to process said acquisition signal and, if necessary, to emit a protection trip control signal representative of the appearance of a fault (figure 4),
  • a galvanic isolation mechanism 4 comprising at least a first pair of contacts with a first fixed contact 5 and a first movable contact 6 arranged on the phase current line L and a second pair of contacts with a second contact fixed 7 and a second movable contact 8 arranged on the neutral current line N, said galvanic isolation mechanism 4 being able and intended to be actuated by a control mechanism 30 of the joystick type arranged to open or close the first and second pairs of contacts or by said actuator 3 (FIGS. 1, 3 and 4).
  • said electronic cut-off protection device is characterized in that it comprises:
  • an electronic cut-off unit 9 comprising at least one electronic cut-off component 10, 11 of power disposed respectively on said au least one phase current line L, said electronic cut-off unit 9 being able and intended to be controlled in tripping by said protection tripping control signal representative of the appearance of a fault to open said at least one electronic component cut-off 10, 11 (FIGS. 3 and 4),
  • a power supply 33 configured to supply the electronic protection trip unit 2 and the electronic cut-off unit 9 (figure 4),
  • the actuator (3) is configured to actuate the opening of the first and second contact pairs following the opening of said at least one electronic cut-off component (10, 11),
  • the electronic cut-off protection device comprises a box 12 in modular format (FIGS. 1, 2 and 3).
  • modular format we mean a format which preferably complies with the UTE C61-920 standard.
  • the electronic cut-off protection device makes it possible to cut in the event of the appearance of a fault without generating an electric arc between the first and second pairs of contacts.
  • the cut is performed solely electronically by the electronic cut-off unit 9 following the appearance of a fault.
  • the electronic protection trip unit 2 and the electronic cut-off unit 9 are configured to open said at least one electronic cut-off component 10, 11 when a fault appears, so as to interrupt the flow of current in the L-phase current line.
  • the actuator 3 is configured to open the first and second pairs of contacts, so as to ensure galvanic isolation upstream and downstream of the electronic cut-off protection device.
  • the actuator 3 is configured to open the first and second pairs of contacts following the opening of said at least one electronic cut-off component 10, 11. This opening of the first and second pairs of contacts does not generate an electric arc .
  • the galvanic isolation mechanism 4 is not used in the present invention to perform a cut-off in the event of a fault, but only to perform a galvanic isolation function. As a result, it is no longer necessary to provide a breaking chamber as is the case usually for electrical protection devices with arc breaking.
  • the electromechanical elements which are usually used to perform arc breaking are replaced, such as a bimetallic strip and/or a magnetic relay or equivalent, by the electronic breaking unit 9, in order to perform the same protection functions.
  • This advantageous configuration thus makes it possible to free up space in the box 12 in modular format in order to place the electronic cut-off unit 9 therein.
  • the electronic breaking protection device can replace a traditional modular device using arc breaking.
  • the electronic cut-off unit 9 allows fast cut-off of the order of a microsecond.
  • the invention makes it possible to greatly increase the breaking capacity and the service life, that is to say the endurance, of the electronic cut-off protection device subjected to faults, all in a modular space.
  • the electronic cut-off unit 9 is electrically connected to the electronic protection trip unit 2 (FIG. 4).
  • the electronic protection trip unit 2 can comprise a microcontroller 31 and, if necessary, a power driver 32 (FIG. 4).
  • the electronic protection trip unit 2 preferably makes it possible to process the signals coming from the measurement sensor(s) 1 which may be representative of a fault of the short-circuit and/or overload and/or differential type. and to trigger the electronic cut-off unit 9 and therefore the opening of the electronic cut-off component 10, 11 (FIGS. 3 and 4).
  • These signals coming from the current sensor(s) 1, T can represent an image of the current I in the phase L current line and/or an image of the differential current Al between the L phase current line and the line neutral current N.
  • These signals can be processed by a measurement unit 34 that comprises the electronic protection trip device 2 and which is represented in FIG. 4.
  • the measurement unit 34 is preferably electrically connected on the one hand to said at least one current sensor 1, T and on the other hand to the microcontroller 31 .
  • a measurement of the voltage between the phase current line L and the neutral current line N can also be performed.
  • This network voltage measurement is used to detect overvoltage/undervoltage type faults.
  • the measurement unit 34 is electrically connected on the one hand to the phase current line L and to the neutral current line N (see FIG. 4).
  • the microcontroller 31 is preferably configured to drive the power driver 32 from the signals coming from the current sensor(s) 1, T and which are preferably processed beforehand by the measurement unit 34.
  • the microcontroller 31 can also be configured to perform other functionality, such as communicating with other electrical devices.
  • the power driver 32 is preferably configured to drive the electronic cut-off component 10, 11 from the signals coming from the microcontroller 31 .
  • the power driver 32 ensures the proper functioning and integrity of said at least one electronic cut-off component 10,11.
  • Said at least one current sensor 1, T can preferably consist of a current sensor 1 (FIG. 4) and/or a differential current sensor T (FIGS. 3 and 4).
  • the current sensor 1 is able and intended at least to measure the current flowing in said at least one L-phase current line and to emit an acquisition signal representative of the image of the current I flowing in said at least least one phase current line L.
  • the current sensor 1 makes it possible to detect faults of the overload and/or short-circuit type.
  • the differential current sensor T is able and intended at least to measure the differential current flowing between said at least one phase current line L and the neutral current line N and to emit an acquisition signal representative of the image of the differential current Al between the phase current line L and the neutral current line N.
  • the differential current sensor T makes it possible to detect the differential faults.
  • the current sensor 1 may consist of a measurement shunt ( Figure 4). Alternatively, the current sensor could very well use another technology such as Rogowski, current transformer, Hall effect sensor or similar.
  • the differential current sensor T may consist of a differential measurement toroid (FIGS. 3 and 4).
  • the power supply 33 may consist of a non-isolated AC/DC converter and be electrically connected in parallel between the phase current line L and the neutral current line N (FIG. 4).
  • said housing 12 has a generally parallelepipedic shape with a first main face 13 and a second main face 14, and side faces, respectively rear 15, lower 16 , front 17 and upper 18 extending from one to the other of the first and second main faces 13, 14, and with a width, that is to say the gap between the first and second main faces, equal to an integer number of times a predetermined distance, called modulus.
  • the format of the box 12 is modular and the result is a modular electronic cut-off protection device.
  • the electronic cut-off protection device shown in Figures 1, 2 and 3 has a width of two modules. This example is not limiting.
  • said electronic cut-off unit 9 is arranged in the housing 12 on the side of the rear side face 15.
  • the electronic cut-off unit 9 is arranged in the vicinity of the rear side face 15, that is to say closer to the rear side face 15 than to the front side face 17.
  • this location used in the prior art for the breaking chamber is now dedicated to the electronic breaking unit 9 and more particularly to the electronic breaking components which make it possible to interrupt and establish the current without using of arc.
  • This location is ideal because it makes it possible to best dissipate the joule losses generated in particular by the electronic cut-off components 10, 11 of the electronic cut-off unit 9 on the rear side face 15 of the casing 12.
  • said electronic cut-off unit 9 is preferably arranged in the housing 12 facing the rear side face 15.
  • This configuration further optimizes the dissipation of joule losses.
  • the actuator 3, the galvanic isolation mechanism 4 and the control mechanism 30 form an electromechanical sub-assembly which is arranged in the housing 12 on the side of the front face 17 from which the control mechanism 30 projects.
  • this electromechanical subassembly is arranged in the vicinity of the front side face 17, that is to say closer to the front side face 17 than to the rear side face 15.
  • the actuator 3, the galvanic isolation mechanism 4 and the control mechanism 30 form an electromechanical subassembly and said electronic cut-off unit 9 is arranged in the housing 12 between the electromechanical sub-assembly and the rear side face 15.
  • the differential current sensor 1′ that it comprises preferably forms part of this electromechanical subassembly (FIG. 3).
  • said rear side face 15 is made of metallic material.
  • This choice of material makes it possible to optimize thermal conduction between the electronic power cut-off components 10, 11 with a support rail 22, for example a DIN rail, described below.
  • said rear side face 15 comprises at least one heat sink 19.
  • the heat sink 19 makes it possible to optimize thermal convection with the ambient air.
  • the heat sink 19 preferably comprises a plurality of fins 20.
  • said rear side face 15 comprises fastening means 21 to a support rail 22, preferably metallic.
  • the fixing means 21 make it possible to associate the electronic cut-off protection device with a support rail 22 of the DIN rail type.
  • the first main face 13 and / or the second main face 14 and / or the rear side face 15 and / or the lower side face 16 and / or the side face front 17 and/or the upper side face 18 comprises(do) at least one heat evacuation orifice 23.
  • Said at least one heat evacuation orifice 23 allows the evacuation of the air heated by the electronic cut-off unit 9. This advantageous configuration also makes it possible to improve the heat dissipation by evacuation of the hot air.
  • said at least one electronic cut-off component 10, 11 comprises at least one power transistor, preferably two power transistors.
  • the two power transistors are preferably connected in series, for example head to tail, on the phase L current line.
  • this power transistor may consist of a bipolar transistor or a field effect transistor. It is controlled by the power driver 32 so as to conduct the electric current or not.
  • the current sensor 1 is preferably a measurement shunt, located between the two transistors in FIG. 4 and preferably connected in series.
  • the electronic architecture of the electronic cut-off protection device makes it possible to consider adding additional protection functions.
  • the electronic cut-off protection device can perform a differential circuit breaker protection function, but also other functions, for example current and voltage measurement, protection against electric arc faults in the installation as well as adjustment of the tripping curve or even remote control. All of these features can be added without the hassle of bulk.
  • the electronic cut-off protection device according to the invention can thus be complete in terms of protection functions and functionalities.
  • the electronic cut-off protection device When the electronic cut-off protection device performs a differential circuit breaker protection function, it preferably comprises a differential current sensor T (FIG. 3) making it possible to detect faults of the differential fault type.
  • a differential current sensor T FOG. 3

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Abstract

L'invention concerne un appareillage de protection à coupure électronique comprenant - une ligne de courant de phase et une ligne de courant de neutre, - un capteur de mesure (1'), - un déclencheur électronique de protection relié électriquement avec ledit capteur de mesure (1') pour traiter ledit signal d'acquisition et pour émettre un signal de commande de déclenchement de protection représentatif de l'apparition d'un défaut, - un mécanisme d'isolation galvanique (4) comprenant une première et deuxième paires de contacts, configuré pour être actionné par un mécanisme de commande (30) ou par un actionneur (3), caractérisé en ce que ledit appareillage de protection électronique comprend - une unité de coupure électronique (9), comprenant un composant électronique de coupure (10, 11) de puissance disposé respectivement sur ladite ligne de courant de phase, et étant apte et destinée à être pilotée en déclenchement par ledit signal de commande de déclenchement de protection représentatif de l'apparition d'un défaut pour ouvrir ledit au moins un composant électronique de coupure (10, 11), en ce que l'actionneur (3) est configuré pour actionner l'ouverture des première et deuxième paires de contact consécutivement à l'ouverture dudit composant électronique de coupure (10, 11), et en ce que l'appareillage de protection électronique comprend un boîtier (12) au format modulaire.

Description

Description
Titre de l'invention : Appareillage de protection à coupure électronique
[0001 ] (L’invention concerne un appareillage de protection à coupure électronique.
[0002] Les appareillages de protection électriques avec coupure par arc, de type disjoncteur modulaire ou disjoncteur différentiel modulaire, sont soumis à de fortes contraintes lors de l’apparition de courts-circuits sur l’installation. Il en résulte que le produit peut être endommagé et ses performances peuvent être dégradées. A terme, des dégâts peuvent être provoqués sur l’installation électrique. De plus, le développement et la mise au point de ces appareillages de protection avec coupure par arc, demeure un réel défi technique.
[0003] Par ailleurs, la durée de vie de ce type d’appareillage de protection est limitée car les effets de l’arc électrique entre les contacts et dans la chambre de coupure dégradent l’appareillage de protection et polluent son environnement. Les performances en pouvoir de coupure sont également limitées par la taille et la mise en œuvre de la chambre de coupure, ainsi que les propriétés de l’arc électrique.
[0004] La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et vise à proposer une solution permettant d’éviter les problèmes liés à l’arc électrique tout en proposant un appareillage de protection à faible encombrement.
[0005] A cet effet, l’invention concerne un appareillage de protection à coupure électronique selon la revendication 1.
[0006] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à plusieurs modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
[0007] [Fig. 1 ] représente une vue en perspective de l’avant d’un appareillage de protection à coupure électronique selon l’invention associé à un rail de support,
[0008] [Fig. 2] représente une vue en perspective de l’arrière de l’appareillage de protection à coupure électronique selon l’invention associé au rail de support,
[0009] [Fig. 3] représente une vue en coupe de l’appareillage de protection à coupure électronique selon l’invention associé au rail de support, et [0010] [Fig. 4] représente une vue d’un schéma électrique de l’appareillage de protection de coupure électronique selon l’invention.
[0011 ] En référence aux figures, un appareillage de protection à coupure électronique comprend au moins :
[0012] - au moins une ligne de courant de phase L et une ligne de courant de neutre N (figure 4),
[0013]- au moins un capteur de courant 1 , 1’ apte et destiné au moins à mesurer le courant circulant dans ladite au moins une ligne de courant de phase L ou le courant différentiel entre la ligne de courant de phase L et la ligne de courant de neutre et à émettre un signal d’acquisition représentatif de l’image du courant circulant dans ladite au moins une ligne de courant de phase L ou une image du courant différentiel entre la ligne de courant de phase L et la ligne de courant de neutre N (figure 4),
[0014] - un déclencheur électronique de protection 2 relié électriquement avec ledit capteur de courant 1 , T et apte et destiné au moins à traiter ledit signal d’acquisition et le cas échéant à émettre un signal de commande de déclenchement de protection représentatif de l’apparition d’un défaut (figure 4),
[0015] - un actionneur 3 relié électriquement avec ledit déclencheur électronique de protection 2 (figures 3 et 4),
[0016] - un mécanisme d’isolation galvanique 4 comprenant au moins une première paire de contacts avec un premier contact fixe 5 et un premier contact mobile 6 disposés sur la ligne de courant de phase L et une deuxième paire de contacts avec un deuxième contact fixe 7 et un deuxième contact mobile 8 disposés sur la ligne de courant de neutre N, ledit mécanisme d’isolation galvanique 4 étant apte et destiné à être actionné par un mécanisme de commande 30 de type manette agencé pour ouvrir ou fermer les première et deuxième paires de contacts ou par ledit actionneur 3 (figures 1 , 3 et 4).
[0017] Conformément à l’invention, ledit appareillage de protection à coupure électronique est caractérisé en ce qu’il comprend :
[0018] - une unité de coupure électronique 9, comprenant au moins un composant électronique de coupure 10, 11 de puissance disposé respectivement sur ladite au moins une ligne de courant de phase L, ladite unité de coupure électronique 9 étant apte et destinée à être pilotée en déclenchement par ledit signal de commande de déclenchement de protection représentatif de l’apparition d’un défaut pour ouvrir ledit au moins un composant électronique de coupure 10, 11 , (figures 3 et 4),
[0019] - une alimentation électrique 33 configurée pour alimenter le déclencheur électronique de protection 2 et l’unité électronique de coupure 9 (figure 4),
[0020] en ce que l’actionneur (3) est configuré pour actionner l’ouverture des première et deuxième paires de contact consécutivement à l’ouverture dudit au moins un composant électronique de coupure (10, 11 ),
[0021 ] et en ce que l’appareillage de protection à coupure électronique comprend un boîtier 12 au format modulaire (figures 1 , 2 et 3).
[0022] On entend par format modulaire, un format qui est de préférence conforme à la norme UTE C61 -920.
[0023] Avantageusement, l’appareillage de protection à coupure électronique selon l’invention permet de réaliser une coupure en cas d’apparition d’un défaut sans générer d’arc électrique entre les première et deuxième paires de contacts. Il en résulte que la coupure est effectuée uniquement électroniquement par l’unité de coupure électronique 9 à la suite de l’apparition d’un défaut. En effet, le déclencheur électronique de protection 2 et l’unité de coupure électronique 9 sont configurés pour ouvrir ledit au moins un composant électronique de coupure 10, 11 lors de l’apparition d’un défaut, de sorte à interrompre la circulation du courant dans la ligne de courant de phase L.
[0024] L’actionneur 3 est configuré pour ouvrir les première et deuxième paires de contacts, de sorte à assurer une isolation galvanique en amont et en aval de l’appareillage de protection à coupure électronique. Ainsi, l’actionneur 3 est configuré pour ouvrir les première et deuxième paires de contacts consécutivement à l’ouverture dudit au moins un composant électronique de coupure 10, 11. Cette ouverture des première et deuxième paires de contacts ne génère pas d’arc électrique. Ainsi, le mécanisme d’isolation galvanique 4 n’est pas utilisé dans la présente invention pour réaliser une coupure en cas de défaut, mais uniquement pour réaliser une fonction d’isolation galvanique. Il en résulte qu’il n’est plus nécessaire de prévoir de chambre de coupure comme c’est le cas habituellement pour les appareillages de protection électrique avec coupure par arc. Par ailleurs, les éléments électromécaniques qui servent habituellement à réaliser une coupure par arc sont remplacés, tels qu’un bilame et/ou un relais magnétique ou équivalent, par l’unité de coupure électronique 9, afin de réaliser les mêmes fonctions de protection. Cette configuration avantageuse permet ainsi de libérer de l’espace dans le boîtier 12 au format modulaire pour y placer l’unité de coupure électronique 9. Ainsi, il est possible de contenir les différents composants électroniques et électromécaniques de l’appareillage de protection à coupure électronique selon l’invention, c’est-à-dire au moins : la ligne de courant de phase L, la ligne de courant de neutre N, le capteur de courant 1 , T, le déclencheur électronique de protection 2, l’actionneur 3, le mécanisme d’isolation galvanique 4, une partie du mécanisme de commande 30 et l’unité de coupure électronique 9, à l’intérieur d’un boîtier 12 au format modulaire. Avantageusement, l’appareillage de protection à coupure électronique selon l’invention peut remplacer un appareillage modulaire traditionnel utilisant la coupure par arc. L’unité de coupure électronique 9 permet une coupure rapide de l’ordre de la microseconde. L’invention permet d’augmenter grandement le pouvoir de coupure et la durée de vie, c’est-à-dire l’endurance, de l’appareillage de protection à coupure électronique soumis à des défauts, le tout dans un encombrement modulaire.
[0025] L’unité de coupure électronique 9 est reliée électriquement au déclencheur électronique de protection 2 (figure 4).
[0026] Par exemple, le déclencheur électronique de protection 2 peut comprendre un microcontrôleur 31 et le cas échéant un driver de puissance 32 (figure 4).
[0027] Dans tous les cas, le déclencheur électronique de protection 2 permet de préférence de traiter les signaux provenant du ou des capteurs de mesure 1 qui peuvent être représentatifs d’un défaut de type court-circuit et/ou surcharge et/ou différentielle et de piloter en déclenchement l’unité de coupure électronique 9 et donc l’ouverture du composant électronique de coupure 10, 11 , (figures 3 et 4).
[0028] Ces signaux provenant du ou des capteurs de courant 1 , T peuvent représenter une image du courant I dans la ligne de courant de phase L et/ou une image du courant différentiel Al entre la ligne de courant de phase L et la ligne de courant de neutre N. Ces signaux peuvent être traités par une unité de mesure 34 que comprend le déclencheur électronique de protection 2 et qui est représentée à la figure 4. L’unité de mesure 34 est de préférence d’une part reliée électriquement audit au moins un capteur de courant 1 , T et d’autre part au microcontrôleur 31 .
[0029] Une mesure de la tension entre la ligne de courant de phase L et la ligne de courant de neutre N peut également être réalisée. Cette mesure de la tension réseau permet la détection les défauts de type surtension/sous-tension. Dans ce cas, l’unité de mesure 34 est reliée électriquement d’une part à la ligne de courant de phase L et à la ligne de courant de neutre N (voir figure 4).
[0030] Le microcontrôleur 31 est de préférence configuré pour piloter le driver de puissance 32 à partir des signaux provenant du ou des capteurs de courant 1 , T et qui sont préalablement traités de préférence par l’unité de mesure 34. Le microcontrôleur 31 peut également être configuré pour effectuer d’autres fonctionnalités, telles que communiquer avec d’autres appareils électriques.
[0031 ] Le driver de puissance 32 est de préférence configuré pour piloter le composant électronique de coupure 10, 11 à partir des signaux provenant du microcontrôleur 31 . Le driver de puissance 32 permet d’assurer le bon fonctionnement et l’intégrité dudit au moins un composant électronique de coupure 10,11.
[0032] Ledit au moins un capteur de courant 1 , T peut consister de préférence en un capteur de courant 1 (figure 4) et/ou un capteur de courant différentiel T (figures 3 et 4).
[0033] Le capteur de courant 1 est apte et destiné au moins à mesurer le courant circulant dans ladite au moins une ligne de courant de phase L et à émettre un signal d’acquisition représentatif de l’image du courant I circulant dans ladite au moins une ligne de courant de phase L. Le capteur de courant 1 permet de détecter les défauts de type surcharge et/ou court-circuit.
[0034] Le capteur de courant différentiel T est apte et destiné au moins à mesurer le courant différentiel circulant entre ladite au moins une ligne de courant de phase L et la ligne de courant de neutre N et à émettre un signal d’acquisition représentatif de l’image du courant différentiel Al entre la ligne de courant de phase L et la ligne de courant de neutre N. Le capteur de courant différentiel T permet de détecter les défauts différentiels. [0035] Le capteur de courant 1 peut consister en un shunt de mesure (figure 4). De manière alternative, le capteur de courant pourrait très bien utiliser une autre technologie de type Rogowski, transformateur de courant, capteur à effet Hall ou similaire.
[0036] Le capteur de courant différentiel T peut consister en un tore de mesure différentiel (figures 3 et 4).
[0037] L’alimentation électrique 33 peut consister en un convertisseur AC/DC non isolé et être reliée électriquement en parallèle entre la ligne de courant de phase L et la ligne de courant de neutre N (figure 4).
[0038] De préférence et comme l’illustrent les figures 1 , 2 et 3, ledit boîtier 12 présente une forme globalement parallélépipédique avec une première face principale 13 et une deuxième face principale 14, et des faces latérales, respectivement arrière 15, inférieure 16, avant 17 et supérieure 18 s'étendant de l'une à l'autre des première et deuxième faces principales 13, 14, et avec une largeur, c'est-à-dire l'écart entre les première et deuxième faces principales, égale à un nombre entier de fois une distance prédéterminée, appelée module.
[0039] Grâce à cette disposition avantageuse, le format du boîtier 12 est modulaire et il en résulte un appareillage de protection à coupure électronique modulaire.
[0040] L’appareillage de protection à coupure électronique représenté aux figures 1 , 2 et 3 présente une largeur de deux modules. Cet exemple n’est pas limitatif.
[0041 ] De préférence et comme l’illustre la figure 3, ladite unité de coupure électronique 9 est disposée dans le boîtier 12 du côté de la face latérale arrière 15.
[0042] Ainsi, l’unité de coupure électronique 9 est disposée au voisinage de la face latérale arrière 15, c’est-à-dire plus près de la face latérale arrière 15 que de la face latérale avant 17.
[0043] Avantageusement cet emplacement utilisé dans l’art antérieur pour la chambre de coupure, est désormais dédié à l’unité électronique de coupure 9 et plus particulièrement aux composants électroniques de coupure qui permettent d’interrompre et d’établir le courant sans utiliser d’arc. Cet emplacement est idéal car il permet de dissiper au mieux les pertes joules générées notamment par les composants électroniques 10, 1 1 de coupure de l’unité électronique de coupure 9 sur la face latérale arrière 15 du boîtier 12.
[0044] Dans ce cas et comme l’illustre la figure 3, ladite unité de coupure électronique 9 est préférentiellement disposée dans le boîtier 12 en regard de la face latérale arrière 15.
[0045] Cette configuration permet encore d’optimiser la dissipation des pertes joules.
[0046] De préférence et comme le montre la figure 3, l’actionneur 3, le mécanisme d’isolation galvanique 4 et le mécanisme de commande 30 forment un sous- ensemble électromécanique qui est disposé dans le boîtier 12 du côté de la face avant 17 de laquelle le mécanisme de commande 30 est saillant.
[0047] Ainsi, ce sous-ensemble électromécanique est disposé au voisinage de la face latérale avant 17, c’est-à-dire plus près de la face latérale avant 17 que de la face latérale arrière 15.
[0048] Préférentiellement et comme l’illustre la figure 3, l’actionneur 3, le mécanisme d’isolation galvanique 4 et le mécanisme de commande 30 forment un sous- ensemble électromécanique et ladite unité de coupure électronique 9 est disposée dans le boîtier 12 entre le sous-ensemble électromécanique et la face latérale arrière 15.
[0049] Lorsque l’appareillage de protection à coupure électronique réalise une fonction de protection de disjoncteur différentiel, alors le capteur de courant différentiel 1’ qu’il comporte fait de préférence partie de ce sous-ensemble électromécanique (figure 3).
[0050] Préférentiellement, ladite face latérale arrière 15 est en matériau métallique.
[0051 ] Ce choix de matériau permet d’optimiser la conduction thermique entre les composants électroniques de coupure 10, 11 de puissance avec un rail de support 22, par exemple un rail DIN, décrit ci-après.
[0052] De préférence, ladite face latérale arrière 15 comprend au moins un dissipateur thermique 19.
[0053] Avantageusement, le dissipateur thermique 19 permet d’optimiser la convection thermique avec l’air ambiant. [0054] Dans ce cas et comme l’illustre la figure 2, le dissipateur thermique 19 comprend de préférence une pluralité d’ailettes 20.
[0055] Cette géométrie permet d’optimiser la convection thermique avec l’air ambiant.
[0056] Préférentiellement et comme le montrent les figures 2 et 3, ladite face latérale arrière 15 comprend des moyens de fixation 21 à un rail de support 22 de préférence métallique.
[0057] Avantageusement, les moyens de fixation 21 permettent d’associer l’appareillage de protection à coupure électronique à un rail de support 22 de type rail DIN.
[0058] Préférentiellement et comme l’illustrent les figures 1 et 2, la première face principale 13 et/ou la deuxième face principale 14 et/ou la face latérale arrière 15 et/ou la face latérale inférieure 16 et/ou la face latérale avant 17 et/ou la face latérale supérieure 18 comporte(nt) au moins un orifice d’évacuation thermique 23.
[0059] Ledit au moins un orifice d’évacuation thermique 23 permet l’évacuation de l’air chauffé par l’unité électronique de coupure 9. Cette configuration avantageuse permet également d’améliorer la dissipation thermique par évacuation de l’air chaud.
[0060] De préférence et comme l’illustre la figure 4, ledit au moins un composant électronique de coupure 10, 11 comprend au moins un transistor de puissance, préférentiellement deux transistors de puissance. Les deux transistors de puissance sont de préférence montés en série, par exemple de façon tête-bêche, sur la ligne de courant de phase L.
[0061 ] Par exemple, ce transistor de puissance peut consister en un transistor bipolaire ou un transistor à effet de champs. Il est piloté par le driver de puissance 32 de manière à conduire ou non le courant électrique.
[0062] Le capteur de courant 1 est de préférence un shunt de mesure, situé entre les deux transistors sur la figure 4 et relié de préférence en série.
[0063] Avantageusement, l’architecture électronique de l’appareillage de protection à coupure électronique permet d’envisager l’ajout de fonctions de protection supplémentaires. [0064] Ainsi, l’appareillage de protection à coupure électronique peut réaliser une fonction de protection de disjoncteur différentiel, mais également d’autres fonctionnalités par exemple la mesure de courant et de tension, la protection contre les défauts d’arcs électriques dans l’installation ainsi que le réglage de la courbe de déclenchement ou encore le pilotage à distance. Toutes ces fonctionnalités peuvent être ajoutées sans difficultés d’encombrement. L’appareillage de protection à coupure électronique selon l’invention peut ainsi être complet en termes de fonctions de protection et de fonctionnalités.
[0065] Lorsque l’appareillage de protection à coupure électronique réalise une fonction de protection de disjoncteur différentiel, il comprend de préférence un capteur de courant différentiel T (figure 3) permettant de détecter des défauts de type défauts différentiels.
[0066] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Appareillage de protection à coupure électronique comprenant au moins :
- au moins une ligne de courant de phase (L) et une ligne de courant de neutre (N),
- au moins un capteur de courant (1 , T) apte et destiné au moins à mesurer le courant circulant dans ladite au moins une ligne de courant de phase (L) ou le courant différentiel entre la ligne de courant de phase (L) et la ligne de courant de neutre (N) et à émettre un signal d’acquisition représentatif de l’image du courant circulant dans ladite au moins une ligne de courant de phase (L) ou une image du courant différentiel entre la ligne de courant de phase (L) et la ligne de courant de neutre (N) ,
- un déclencheur électronique de protection (2) relié électriquement avec ledit capteur de courant (1 ) et apte et destiné au moins à traiter ledit signal d’acquisition et le cas échéant à émettre un signal de commande de déclenchement de protection représentatif de l’apparition d’un défaut,
- un actionneur (3) relié électriquement avec ledit déclencheur électronique de protection (2),
- un mécanisme d’isolation galvanique (4) comprenant au moins une première paire de contacts avec un premier contact fixe (5) et un premier contact mobile (6) disposés sur la ligne de courant de phase (L) et une deuxième paire de contacts avec un deuxième contact fixe (7) et un deuxième contact mobile (8) disposés sur la ligne de courant de neutre (N), ledit mécanisme d’isolation galvanique (4) étant apte et destiné à être actionné par un mécanisme de commande (30) de type manette agencé pour ouvrir ou fermer les première et deuxième paires de contacts ou par ledit actionneur (3), caractérisé en ce que ledit appareillage de protection à coupure électronique comprend :
- une unité de coupure électronique (9), comprenant au moins un composant électronique de coupure (10, 11 ) de puissance disposé respectivement sur ladite au moins une ligne de courant de phase (L), ladite unité de coupure électronique (9) étant apte et destinée à être pilotée en déclenchement par ledit signal de commande de déclenchement de protection représentatif de l’apparition d’un défaut pour ouvrir ledit au moins un composant électronique de coupure (10, 11 ),
- une alimentation électrique (33) configurée pour alimenter le déclencheur électronique de protection (2) et l’unité électronique de coupure (9), en ce que l’actionneur (3) est configuré pour actionner l’ouverture des première et deuxième paires de contact consécutivement à l’ouverture dudit au moins un composant électronique de coupure (10, 11 ), et en ce que l’appareillage de protection à coupure électronique comprend un boîtier (12) au format modulaire.
[Revendication 2] Appareillage de protection à coupure électronique selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit boîtier (12) présente une forme globalement parallélépipédique avec une première face principale (13) et une deuxième face principale (14), et des faces latérales, respectivement arrière (15), inférieure (16), avant (17) et supérieure (18) s'étendant de l'une à l'autre des première et deuxième faces principales (13, 14), et avec une largeur, c'est- à-dire l'écart entre les première et deuxième faces principales, égale à un nombre entier de fois une distance prédéterminée, appelée module.
[Revendication 3] Appareillage de protection à coupure électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite unité de coupure électronique (9) est disposée dans le boîtier (12) du côté de la face latérale arrière (15).
[Revendication 4] Appareillage de protection à coupure électronique selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que l’actionneur (3), le mécanisme d’isolation galvanique (4) et le mécanisme de commande (30) forment un sous-ensemble électromécanique qui est disposé dans le boîtier (12) du côté de la face avant (17) de laquelle le mécanisme de commande (30) est saillant.
[Revendication 5] Appareillage de protection à coupure électronique selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l’actionneur (3), le mécanisme d’isolation galvanique (4) et le mécanisme de commande (30) forment un sous-ensemble électromécanique et en ce que ladite unité de coupure électronique (9) est disposée dans le boîtier (12) entre le sous- ensemble électromécanique et la face latérale arrière (15).
[Revendication 6] Appareillage de protection à coupure électronique selon l’une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que ladite face latérale arrière (15) est en matériau métallique.
[Revendication 7] Appareillage de protection à coupure électronique selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que ladite face latérale arrière (15) comprend au moins un dissipateur thermique (19).
[Revendication 8] Appareillage de protection à coupure électronique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dissipateur thermique (19) comprend une pluralité d’ailettes (20).
[Revendication 9] Appareillage de protection à coupure électronique selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ladite face latérale arrière (15) comprend des moyens de fixation (21 ) à un rail de support (22) de préférence métallique.
[Revendication 10] Appareillage électronique de protection selon l’une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la première face principale (13) et/ou la deuxième face principale (14) et/ou la face latérale arrière (15) et/ou la face latérale inférieure (16) et/ou la face latérale avant (17) et/ou la face latérale supérieure (18) comporte au moins un orifice d’évacuation thermique (23).
[Revendication 1 1] Appareillage de protection à coupure électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit au moins un composant électronique de coupure (10, 11 ) comprend au moins un transistor de puissance.
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