EP4625461A1

EP4625461A1 - Unité de contrôle pour un disjoncteur électrique et disjoncteur électrique associé

Info

Publication number: EP4625461A1
Application number: EP25166769.7A
Authority: EP
Inventors: Thomas Bianchi; Patrick PRIEUR; Yves Leveque
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2024-03-28
Filing date: 2025-03-27
Publication date: 2025-10-01
Also published as: US20250308827A1; JP2025156216A; CN120727519A; FR3160804B1; FR3160804A1; KR20250145542A

Abstract

Cette unité de contrôle (20) présente une face avant (22) s'étendant sur un plan avant (P22) où débouche un logement de connexion (301) refermable par un couvercle (308) et qui est configuré pour recevoir un module de connexion (300) en position assemblée. Des plages de contact (36) sont agencées au fond du logement. Le module de connexion présente une face avant (311A) avec un connecteur de sortie (316). En position assemblée, le couvercle refermé allonge une distance de ligne de fuite entre le connecteur de sortie et le plan avant au-delà d'une une distance d'isolement de classe 1 sous une tension inférieure ou égale à 690V. En l'absence du module de connexion, le couvercle refermé allonge une distance dans l'air entre chaque plage de contact et le plan avant (P22) au-delà d'une distance d'isolement de classe 2 sous une tension supérieure à 690V.

Description

La présente invention concerne une unité de contrôle d'un disjoncteur électrique, ainsi qu'un disjoncteur électrique comportant une telle unité de contrôle.
On connaît, notamment de EP-0 843 332-A1 , des disjoncteurs électriques comportant une unité de coupure et une unité de contrôle électronique. Une telle unité de contrôle est typiquement configurée pour mesurer en temps réel un état de fonctionnement du disjoncteur et pour commander l'ouverture de l'unité de coupure en cas d'un défaut de fonctionnement du disjoncteur. L'unité de contrôle est reçue, de manière réversible, dans un réceptacle ménagé dans l'unité de coupure et est située sur une face avant du disjoncteur, de manière qu'un utilisateur puisse y lire et/ou régler certains paramètres de fonctionnement du disjoncteur électrique. L'unité de contrôle est amovible, de sorte qu'un utilisateur puisse remplacer l'unité de contrôle en cas de disfonctionnement, sans avoir à déconnecter l'unité de coupure du reste de l'installation électrique.
Selon les applications, le disjoncteur électrique opère sous des tensions de plusieurs centaines voire milliers de Volts, et sous des courants allant jusqu'à plusieurs milliers d'Ampères. Le disjoncteur électrique en général, et l'unité de contrôle en particulier, doivent présenter un isolement électrique suffisante pour garantir la sécurité des personnes. Par exemple, la norme IEC 947-1:2019 - tableaux 13 et 15 - définit des classes d'isolement, qui correspondent à des distances minimales à respecter entre les points électrisés - ou susceptibles d'être électrisés - et l'utilisateur. Les distances d'isolement dépendent notamment de la classe d'isolement recherchée, et de la tension électrique sous laquelle le disjoncteur électrique opère. Dans le cadre de la présente description, on considère principalement deux intervalles de tension électrique, avec un premier intervalle correspondant à une tension inférieure ou égale à 690V, et un deuxième intervalle correspondant à une tension strictement supérieure à 690V. Pour une tension supérieure à 690V, la classe 1 d'isolement impose une distance dans l'air supérieure à 7 mm, et des lignes de fuites supérieures à 10 mm. La classe 2 d'isolation double ces distances. Pour une tension inférieure à 690 V, la classe 2 d'isolation demande une distance dans l'air supérieure à 10 mm.
EP 3 290 935-A1 décrit, par exemple, une unité de contrôle comprenant un boitier réalisé en un matériau isolant, dans lequel sont reçus plusieurs composants, tels qu'une carte électronique, des composants de division de tension, etc. Avec l'évolution des technologies et des besoins, il est avantageux de proposer, au besoin, une interface de connexion filaire, pour que l'utilisateur puisse transférer des données depuis et/ou vers l'unité de contrôle. Une interface de connexion est d'une part connectée à la carte électronique de l'unité de contrôle, et qui d'autre part offre à l'utilisateur un connecteur, par exemple un connecteur au format USB, notamment USB-C, ou un connecteur d'un autre format, sur lequel l'utilisateur peut connecter un appareil électronique apte à communiquer avec l'unité de contrôle.
On s'intéresse ici aux interfaces de connexion qui sont modulaires, c'est-à-dire qui font partie d'un module de connexion pouvant être connecté ou déconnecté de l'unité de contrôle.
Il est connu de connecter à l'unité de contrôle un module de connexion comprenant un câble de connexion avec un connecteur d'entrée, et un boitier avec un connecteur de sortie. Pour garantir les distances d'isolement, le câble de connexion est connecté à l'unité de contrôle par l'arrière, tandis que le boitier est fixé sur la face avant du disjoncteur. Une telle solution est peu pratique, car elle demande de retirer l'unité de contrôle de son réceptacle pour effectuer le branchement. De plus, le boitier fixé sur le disjoncteur est encombrant et risque d'être endommagé.
C'est à ces besoins qu'entend plus particulièrement remédier l'invention, en proposant une unité de contrôle qui permette la mise en place d'un module de connexion sans interruption de service, tout en garantissant la protection des personnes et en restant compacte.
À cet effet, l'invention concerne une unité de contrôle pour un disjoncteur électrique, l'unité de contrôle comprenant une face avant, qui présente une forme globalement plane et qui est géométriquement portée par un plan avant, la face avant étant orthogonale à un axe de profondeur et définissant une direction avant orientée vers l'utilisateur lorsque l'unité de contrôle est dans une configuration normale d'utilisation, l'unité de contrôle comprenant :

un boitier, qui est réalisé en un matériau isolant et dans lequel est ménagé un logement de connexion, le logement de connexion étant ménagé en retrait du plan avant et débouchant sur le plan avant,
une carte électronique, qui comprend une zone de connexion associée au logement de connexion, la zone de connexion étant située dans un fond du logement de connexion et comprenant plusieurs plages de contact électrique,
un module de connexion, qui est configuré pour être reçu dans le logement de connexion dans une position assemblée du module de connexion, l'unité de contrôle étant alors dans une configuration assemblée, le module de connexion comprenant :
- un corps, qui est réalisé en un matériau électriquement isolant, et qui comprend des moyens d'attache pour maintenir le module de connexion dans la position assemblée, le corps comprenant une face arrière, qui est située en regard de la zone de connexion lorsque l'unité de contrôle est dans la configuration assemblée, et une face avant, qui est orientée à l'opposé de la face arrière,
- un connecteur d'entrée, qui débouche sur la face arrière et qui est configuré pour être connecté à une ou plusieurs des plages de contact de la zone de connexion,
- un connecteur de sortie, qui est relié au connecteur d'entrée et qui débouche sur la face avant du module de connexion, le connecteur de sortie étant apte à recevoir un connecteur complémentaire pour qu'un utilisateur échange des données avec l'unité de contrôle,

les plages de contact sont situées en retrait du plan avant et sont éloignées du plan avant d'une distance, mesurée selon l'axe de profondeur, supérieure à un premier seuil prédéterminé,
le premier seuil est choisi de sorte qu'une distance dans l'air entre chaque plage de contact et le plan avant est supérieure à une distance d'isolement de classe 2 sous une tension supérieure à 690V, la distance dans l'air et la distance d'isolement de classe 2 étant selon la norme IEC 947-1:2019,
l'unité de contrôle comprend aussi un couvercle, qui est articulé par rapport au reste de l'unité de contrôle et qui est mobile entre une position fermée, où le couvercle obture le logement de connexion une face arrière du couvercle étant orientée vers le logement de connexion, et une position ouverte, où le couvercle n'empêche pas l'accès au logement de connexion,
lorsque le module de connexion est en position assemblée :
- le connecteur de sortie est situé en retrait du plan avant, de sorte qu'une face avant du couvercle est sensiblement alignée avec le plan avant, la face avant du couvercle étant orientée à l'opposé de la face arrière du couvercle,
- le couvercle en position fermée empêche l'accès au connecteur de sortie, de sorte qu'une distance de ligne de fuite entre le connecteur de sortie et le plan avant est supérieure à une distance d'isolement de classe 1 sous une tension inférieure ou égale à 690V, la distance de ligne de fuite étant selon la norme IEC947-1:2019.

Grâce à l'invention, lorsque la tension de fonctionnement envisagée est inférieure ou égale à 690V, il est possible d'équiper l'unité de contrôle d'un module de connexion tout en garantissant la sécurité de l'utilisateur par une distance d'isolement suffisante, à la fois lorsque le module de connexion est présent, la distance d'isolement étant mesurée à partir du connecteur de sortie, ou lorsque le module de connexion est absent, la distance d'isolement étant mesurée à partir des plages de contact. Le module de connexion est monté par l'avant, sans avoir à démonter l'unité de contrôle, et est reçu dans le boitier de l'unité de contrôle, qui reste ainsi compact.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle unité de contrôle peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible :

Le logement de connexion est délimité, vers l'arrière, par une paroi de fond, qui fait partie du boitier, qui est agencée en retrait par rapport au plan avant selon la direction avant et dans laquelle sont ménagées des ouvertures, les ouvertures débouchant dans le logement de connexion, et
les plages de contact électrique sont situés d'un côté arrière de la paroi de fond et sont accessibles depuis le logement de connexion au travers des ouvertures.
Chaque ouverture présente un profil respectant un indice de protection IP3x tel que défini dans la norme IEC 60529:2013.
Le connecteur d'entrée comprend des broches télescopiques, chaque broche télescopique étant configurée pour être connectée à une plage de contact respective,
alors qu'en configuration assemblé du module de connexion, la face arrière du module de connexion est en appui contre la paroi de fond.
Le boitier comprend une paroi périphérique, qui délimite le logement de connexion radialement à l'axe de profondeur,
- alors que le boitier comprend une rainure, qui est ménagée en creux dans la paroi périphérique et qui débouche dans le logement de connexion, la rainure s'étendant parallèlement à l'axe de profondeur,
- que le corps comprend une protubérance, qui est configurée pour être reçue dans la rainure lorsque le module de connexion est en position assemblée,
- et que la protubérance et la rainure coopèrent pour former un organe de détrompage de l'unité de contrôle.
L'unité de contrôle comprend, outre le logement de connexion, un deuxième logement, qui est ménagé dans le boitier et qui débouche sur la face avant de l'unité de contrôle,
- alors que la rainure débouche dans le deuxième logement,
- et que l'unité de contrôle comprend aussi une cale, qui est configurée pour être insérée dans le deuxième logement dans une position insérée, la cale comprenant une deuxième protubérance, de préférence une languette, qui obture au moins en partie la rainure lorsque la cale est en position insérée, empêchant l'assemblage du module de connexion dans le logement de connexion.
La cale en position insérée est indémontable.

La cale est avantageusement mise en place lorsque la tension de fonctionnement envisagée est supérieure à 690V ; empêchant la mise en place du module de connexion dans l'unité de contrôle. La sécurité de l'utilisateur est ainsi garantie par une distance d'isolement suffisante depuis les plages de contact.
L'invention concerne aussi un disjoncteur électrique, comprenant :

une unité de coupure, comprenant au moins un dispositif de coupure et un actionneur,
un exemplaire de l'unité de contrôle telle que décrite précédemment,

l'unité de coupure ménage un réceptacle, qui débouche sur une face frontale de l'unité de coupure,
l'unité de contrôle est reçue dans le réceptacle, de sorte que la face avant de l'unité de contrôle est sensiblement alignée avec la face frontale de l'unité de coupure.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, d'un mode de réalisation d'une unité de contrôle et d'un disjoncteur électrique, conformes à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

[Fig 1] la figure 1 représente respectivement, sur deux inserts a) et b), une vue en perspective et une vue en perspective partiellement éclatée d'un disjoncteur électrique conforme à l'invention, le disjoncteur électrique comprenant une unité de contrôle, elle aussi conforme à l'invention ;
[Fig 2] la figure 2 est une vue en perspective de l'unité de contrôle de la figure 1 ;
[Fig 3] la figure 3 représente, sur deux inserts a) et b), une vue en perspective de l'unité de contrôle de la figure 2 dans deux configurations différentes, l'unité de contrôle étant représentée avec un module de connexion à l'insert a) et sans le module de connexion à l'insert b) ;
[Fig 4] la figure 4 représente respectivement, sur deux inserts a) et b), une vue perspective du module de connexion de la figure 3, observé selon deux directions opposées,
[Fig 5] la figure 5 représente, sur trois inserts a), b) et c), une coupe d'un logement ménagé dans l'unité de contrôle et configuré pour recevoir le module de connexion, l'unité de contrôle étant représentée dans trois configurations différentes ;
[Fig 6] la figure 6 est une coupe de l'unité de contrôle de la figure 2 selon un plan VI-VI, le module de connexion étant caché ;
[Fig 7] la figure 7 représente, sur trois inserts a), b) et c), une vue en perspective de l'unité de contrôle de la figure 2 et un élément de l'unité de contrôle, et
[Fig 8] la figure 8 représente respectivement, sur deux inserts a) et b), une vue en perspective et une coupe de l'unité de contrôle.

Un disjoncteur électrique 10 est représenté en figure 1. Le disjoncteur électrique 10, dit aussi simplement disjoncteur 10, est ici un disjoncteur multipolaire, en particulier un disjoncteur tripolaire. Le nombre de pôles du disjoncteur 10 n'est pas limitatif. De façon connue, un disjoncteur électrique multipolaire comporte, pour chaque pôle électrique, des terminaux de puissance d'entrée et de sortie, qui sont respectivement raccordés ou isolés électriquement l'un de l'autre par un dispositif de coupure du disjoncteur. Le dispositif de coupure comprend par exemple des contacts mobiles séparables, qui sont reçus dans une chambre de coupure du disjoncteur électrique 10 et qui dont les mouvements sont contrôlés par un actionneur. Ainsi, le dispositif de coupure est déclenchable par l'actionneur. Les chambres de coupures sont ici matérialisées par trois grilles 12 visibles sur une face supérieure du disjoncteur 10, les autres éléments du dispositif de coupure n'étant pas représentés.
Le disjoncteur électrique 10 est destiné à être utilisé au sein d'une installation électrique, par exemple pour contrôler l'alimentation d'une machine-outil. Dans une configuration normale d'utilisation, le disjoncteur électrique 10 est généralement placé au sein d'une armoire électrique, le disjoncteur électrique 10 présentant une face frontale 14, qui est orientée vers l'utilisateur se tenant devant l'armoire électrique. L'armoire électrique n'est pas représentée.
Le disjoncteur électrique 10 comprend une unité de coupure 16, qui comporte en particulier chacune des chambres de coupures, ainsi que le dispositif de coupure et l'actionneur associé.
Le disjoncteur électrique 10 comprend avantageusement un plastron 18, qui est démontable de l'unité de coupure 16. Le plastron 18 est réalisé en un matériau électriquement isolant et s'étend globalement selon un plan frontal P14, qui définit une portion de la face frontale 14 du disjoncteur électrique 10, et par extension de l'unité de coupure 16. Le plastron 18 sert ainsi à protéger l'utilisateur du disjoncteur 10. À la figure 1 a), le plastron 18 est représenté assemblé à l'unité de coupure 16, ce qui correspond à une configuration d'utilisation normale du disjoncteur 10. À la figure 1 b), le plastron 18 est éloigné de l'unité de coupure 16, cette configuration se retrouvant par exemple lors d'une maintenance de l'unité de coupure 16
Le disjoncteur électrique 10 comprend aussi une unité de contrôle 20. L'unité de contrôle 20 est configurée pour analyser des états de l'unité de coupure 16 et est configurée pour déclencher l'actionneur en fonction des résultats de ces analyses, séparant ainsi les contacts séparables.
L'unité de contrôle 20 comprenant une face avant 22, La face avant 22 présente une forme globalement plane et est géométriquement portée par un plan avant P22, qui est orthogonal à un axe de profondeur A22 de l'unité de contrôle 20. La face avant 22 est orientée vers l'utilisateur lorsque l'unité de contrôle 20 est dans une configuration normale d'utilisation. La face avant 22 définit ainsi une direction avant D22, qui est parallèle à l'axe de profondeur A22. La direction avant D22 est représentée par une flèche. Les notions de directions telles que « avant », « arrière », « haut », « bas », etc., sont définies en relation aux éléments tels que représentés sur les dessins, sachant qu'il peut en être autrement dans la réalité.
Le plastron 18 comprend une fenêtre 19, par laquelle la face avant 22 de l'unité de coupure 20 est visible. La fenêtre 19 est préférentiellement obturée par un rabat transparent. Le rabat n'est pas représenté.
L'unité de contrôle 20 est assemblé à l'unité de coupure 16 de manière réversible. Dans l'exemple des figures 1 a) et 1 b), l'unité de contrôle 20 est représentée en configuration assemblée à l'unité de coupure 16. L'unité de contrôle 20 est représentée isolément à la figure 2.
L'unité de coupure 16 ménage un réceptacle, qui débouche sur une face frontale 14 de l'unité de coupure 16 et dans lequel est reçue l'unité de contrôle 20, de sorte que la face avant 22 de l'unité de contrôle 20 est sensiblement alignée avec la face frontale 14 de l'unité de coupure 16, comme notamment illustré à la figure 1 a). Le réceptacle n'est pas représenté.
On décrit à présent l'unité de contrôle 20, en référence aux figures 2 et 3.
L'unité de contrôle 20 comprend un boitier 30, qui est réalisé en un matériau isolant et qui forme un volume de réception de divers composants de l'unité de contrôle 20. Le boitier 30 loge en particulier une carte électronique 32, qui est partiellement visible sur la figure 3. La carte électronique 32 comprend un circuit imprimé et plusieurs composants électroniques tels qu'un microprocesseur, une diode électroluminescente, etc.
Dans l'exemple illustré, la carte électronique 32 comprend plusieurs portions, qui sont ici reliées les unes aux autres par des bus de communication. Les bus de communication ne sont pas représentés. Optionnellement, une ou plusieurs potions de la carte électronique 32 sont flexibles. Alternativement, la carte électronique 32 inclut plusieurs portions qui ne sont pas reliées les uns aux autres par des bus de communication. Alternativement, la carte électronique 32 est d'un seul tenant.
Le boitier 30 inclut un sous-ensemble avant 100. Par extension, le sous-ensemble 100 appartient à l'unité de contrôle 20. Le sous-ensemble avant 100 comprend une portion centrale 102, qui est globalement plane, qui présente un côté avant 102A et un côté arrière 102B opposé au côté avant 102A. La portion centrale 102 est ici configurée pour recevoir au moins un élément d'interface homme-machine 104. Le côté avant 102A de la portion centrale 102 est préférentiellement orienté selon la direction avant D22. Une interface homme machine est aussi désignée par son acronyme IHM, ou MHI en anglais. Les éléments d'interface homme machine 104 sont aussi notés simplement « éléments IHM » 104. Dans l'exemple illustré, la portion centrale 102 comprend plusieurs éléments IHM 104. Les éléments IHM 104 incluent ici trois voyants lumineux 104A, une portion transparente 104B, au travers de laquelle un écran peut être observé, et quatre boutons 104C. Ces exemples ne sont pas limitatifs, le type, le nombre et l'agencement des éléments IHM 104 pouvant être changés lors de la conception du sous-ensemble avant 100.
Le sous-ensemble avant 100 est assemblé au reste de l'unité de contrôle 20, en particulier au boitier 30, de manière réversible. Il est ainsi possible de remplacer le sous-ensemble avant 100 en cas de dysfonctionnement. La portion centrale 102 forme ainsi une portion de la face avant 22 de l'unité de contrôle 120.
L'unité de contrôle 20 comprend un module de connexion 300, qui est reçu dans un logement de connexion 301 ménagé dans le reste de l'unité de contrôle 20, dans une position assemblée du module de connexion 300. Par extension, l'unité de contrôle 20 est dans une configuration dite assemblée. Le logement de connexion 301 est ménagé en retrait du plan avant P22 et débouche sur la face avant 22.
Le module de connexion 300 est configuré pour être reçu de manière réversible dans le logement de connexion 301, le module de connexion 300 étant configuré pour être inséré dans le logement de connexion 301 selon un mouvement d'insertion, qui est un mouvement de translation parallèle à l'axe de profondeur A22 et orienté selon une direction arrière, c'est-à-dire selon une direction opposée à la direction avant D22.
L'unité de contrôle 20 comprend un couvercle 308, qui est articulé par rapport au boitier 30 et qui obture le logement de connexion 301. Le couvercle 308 est représenté dans une position fermée en figure 2, et dans une position ouverte en figure 3, révélant le logement de connexion 301. À la figure 3 a), le module de connexion 300 est représenté dans le logement de connexion 301, tandis qu'à la figure 3 b), le module de connexion est absent, révélant le logement de connexion 301.
Le couvercle 308 est ici articulé en rotation par rapport au boitier 30 autour d'un axe de charnière A308 parallèle au plan avant P22. Le couvercle 208 est ainsi imperdable. Le couvercle 308 présente une forme globalement plane et comprend une face avant 309A et une face arrière 309B, qui est orientée à l'opposé de la face avant 309A. Lorsque le couvercle 308 est en position fermée, la face avant 309A est orientée selon la direction avant D22, tandis que la face arrière 309B est orientée vers la paroi de fond 304.
On décrit à présent le module de connexion 300 et le logement de connexion 301 associé. Le logement de connexion 301 est représenté en perspective à la figure 3 b) et en coupe à la figure 5. Le deuxième module 300 de connexion est représenté isolément en figure 4 et en configuration assemblée aux figures 5 b) et 5 c).
Le logement de connexion 301 présente une forme sensiblement cylindrique selon un axe parallèle à l'axe de profondeur A22. Le logement de connexion 301 est délimité par une paroi périphérique 302, qui délimite le logement de connexion 301 radialement à l'axe de profondeur A22. Dans l'exemple illustré, le logement de connexion 301 comprend aussi une paroi de fond 304, qui délimite le logement de connexion 301 du vers l'arrière. En variante non représentée, la paroi de fond est absente. La paroi périphérique 302 et la paroi de fond 304 font donc ici partie du boitier 30. La paroi de fond 304 est agencée en retrait par rapport au plan avant P22 selon la direction avant D22, et débouche sur le plan avant P22.
Une portion de la carte électronique 32 est située en retrait du logement de connexion 301, ici du côté arrière de la paroi de fond et comprend une zone de connexion 34, la zone de connexion 34 comprenant au moins une plage de contact 36. Chaque plage de contact 36 comprend un élément conducteur sensiblement plat situé en surface de la carte électronique 32, chaque plage de contact 36 étant propre à être électriquement connectée à un connecteur complémentaire respectif appartenant au module de connexion 300, chaque connecteur complémentaire venant en appui sur la plage de contact 36 correspondante. Avantageusement, les plages de contact 36 font partie du circuit imprimé de la carte électronique 32, autrement dit sont fabriqués en même temps que la carte électronique 32. Dans l'exemple illustré, la zone de connexion 34 comprend cinq plages de contact 36.
Le logement de connexion 301 comprend ici des ouvertures 306, qui sont ménagée dans la paroi de fond 304 et qui débouchent dans le logement de batterie 301. La zone de connexion 34 et les plages de contacts 36 associé sont situées d'un côté arrière de la paroi de fond 304 et sont accessibles depuis le logement de connexion 301 au travers des ouvertures 306. Les cinq plages de contact 36, et par extension la deuxième zone de connexion 34B, sont ainsi associées au deuxième logement de connexion 301.
Dans l'exemple illustré, la deuxième zone de connexion 34B comprend cinq plages de contact 36, qui sont situées d'un côté arrière de la paroi de fond 304 et qui sont accessibles depuis le logement de connexion 301 au travers des ouvertures 306.
Chaque ouverture 306 présente un profil avec un cercle inscrit de diamètre strictement inférieur à 2,5 mm, de préférence inférieur à 2,0 mm, de manière à respecter un indice de protection IP3x tel que défini dans la norme IEC 60529:2013. Dans l'exemple illustré, pour chacune des ouvertures 306, le diamètre du cercle inscrit est égal à 1,9 mm. On réduit ainsi les risques d'introduction accidentelle d'objets au travers des ouvertures, réduisant les risques d'accident électrique. Chacune des ouvertures 36 est de préférence circulaire.
Chaque plage de contact 36 de la deuxième zone de connexion 34B est située en retrait du plan avant P22 et est éloigné du plan avant P22 d'une distance telle que, lorsque le couvercle 308 est en position fermée, une distance dans l'air entre chaque plage de contact 36 et le plan 22 est supérieure à un premier seuil S1 prédéterminé. Le premier seuil S1 est choisi de sorte qu'une distance dans l'air entre chaque plage de contact 36 et le plan avant P22 est supérieure à une distance d'isolement de classe 2 sous une tension supérieure à 690V, la distance dans l'air et la distance d'isolement de classe 2 étant selon la norme IEC947-1:2019. La distance dans l'air est appelée « clearance distance » en anglais. Le premier seuil S1 est avantageusement choisi supérieur ou égal à 14 mm.
On décrit à présent le module de connexion 300. Le module de connexion 300 comprend un corps 310, qui est réalisé en un matériau électriquement isolant Le corps 310 présente ici globalement une forme de parallélépipède et comprend un côté avant 311A, qui est orienté vers l'utilisateur lorsque le module de connexion 300 est en position assemblée, et un côté arrière 311B, qui est orienté à l'opposé du côté, autrement dit qui est situé en regard de la deuxième zone de connexion 34B lorsque l'unité de contrôle 20 est dans la configuration assemblée. Le corps 310 comprend aussi deux faces latérales 311C, qui sont orientées à l'opposé l'une de l'autre et qui relient la face avant 311A à la face arrière 311B. Le corps 310 comprend aussi une face supérieure 311D et une face inférieure 311E, qui sont orientées à l'opposé l'une de l'autre et qui relient, d'une part, la face avant 311A à la face arrière 311B et, d'autre part, les faces latérales 311C l'une à l'autre.
Le corps 310 comprend des moyens d'attache 312 pour maintenir le module de connexion 300 dans la position assemblée. Les moyens d'attache 312 sont ici deux clips élastiques, qui s'étendent depuis chacune des faces latérales 311C. Les moyens d'attaches 312 sont avantageusement réversibles, de sorte qu'un utilisateur puisse extraire le module de connexion 300 du logement de connexion 301, par exemple pour replacer le module de connexion 300 en cas de mauvais fonctionnement.
Le module de connexion 300 comprend aussi un connecteur d'entrée 314, qui débouche sur le côté arrière 311B et qui est configuré pour être connecté à une ou plusieurs des plages de contact 36 de la deuxième zone de connexion 34B.
Le connecteur d'entrée 314 comprend avantageusement des broches 315, de préférence des broches télescopiques - dites aussi « pogo-pin » en anglais -, chaque broche 315 étant configurée pour être connectée à une plage de contact 36 respective selon un mouvement de translation. Chaque broche 315 est ainsi un connecteur complémentaire du module de connexion 300, configuré pour être connecté à une plage de contact 36 respective, En configuration assemblé du module de connexion 300, la face arrière 311B est préférentiellement en appui contre la paroi de fond 304. Les broches 315 télescopiques permettent d'accommoder les jeux dimensionnels lorsque le module de connexion 300 est en position assemblée. On réduit ainsi l'encombrement de l'unité de contrôle 20, tout en garantissant un bon contact électrique entre le connecteur d'entrée 314 et les plages de contact 36 associées.
Le module de connexion 300 comprend aussi un connecteur de sortie 316. Le connecteur de sortie 316 est relié au connecteur d'entrée 314 au travers du corps 310 et débouche sur la face avant, le connecteur de sortie 316 étant apte à recevoir un connecteur complémentaire pour qu'un utilisateur échange des données avec l'unité de contrôle 20. Le connecteur complémentaire n'est pas représenté. Le module de connexion 300 est ainsi un module de connexion filaire. Dans l'exemple illustré, le connecteur de sortie est avantageusement au format dit USB Type-C. D'autres types de connecteurs sont bien entendu possible, pour autant que les contraintes d'encombrement soient respectées.
Lorsque le module de connexion 300 est en position assemblé, le couvercle 308 en position fermée empêche l'accès au connecteur de sortie 316, la face arrière 309B du couvercle 308 étant située en regard du connecteur de sortie 316.
Le connecteur de sortie 316 est situé en retrait du plan avant P22, de sorte lorsque le couvercle 308 est en position fermée, la face avant 309A est géométriquement portée par le plan avant P22. Une distance de ligne de fuite entre le connecteur de sortie 316 et le plan avant P22 est supérieure à une distance d'isolement de classe 1 sous une tension inférieure ou égale à 690V, la distance de ligne de fuite étant selon la norme IEC 947-1:2019. La distance de ligne de fuite est appelée « creepage distance » en anglais. La distance de ligne de fuite entre le connecteur de sortie 316 et le plan avant P22 est ainsi supérieure à 10mm. Lorsque le couvercle 308 est fermé, une distance dans l'air entre le connecteur de sortie 316 et le plan avant P22 est supérieure à une distance d'isolement de classe 1 sous une tension inférieure ou égale à 690V, la distance dans l'air étant selon la norme IEC947-1:2019. La distance dans l'air entre le connecteur de sortie 316 et le plan avant P22 est ainsi supérieure à 8 mm.
Dans l'exemple illustré, la distance de ligne de fuite entre le connecteur de sortie 316 et le plan avant P22 est égale à 11,5 mm, le couvercle 308 étant fermé, tandis que la distance dans l'air est égale à 11,5 mm.
Lorsque le module de connexion 300 est absent, une distance dans l'air entre les plages de contact 36 de la deuxième zone de connexion 34B et le plan avant P22 est supérieure à 14 mm, tandis qu'une distance de ligne de fuite entre les plages de contact 36 de la deuxième zone de connexion 34B et le plan avant P22 est supérieure à 20 mm, le couvercle 308 étant en position fermée.
Dans l'exemple illustré, le logement de connexion 301 est délimité par la paroi de fond 304, alors que la carte électronique 32 est située d'un côté arrière de la paroi de fond 304.
Plus généralement, et en référence à la figure 6, le boitier 30 comprend avantageusement une paroi intermédiaire 38, qui est globalement parallèle au plan avant P22 et qui est ménagée en retrait du plan avant P22, la carte électronique 32 étant située d'un côté arrière de la paroi intermédiaire 38. La paroi de fond 304 délimitant le logement de connexion 301 est avantageusement une portion de la paroi intermédiaire 38. Lorsqu'il est nécessaire de ménager une ouverture au travers d'une portion de la paroi intermédiaire 38 pour connecter un autre module fonctionnel, différent du module de connexion 300, à une autre zone de connexion ménagée sur la carte électronique 32, cette portion de la paroi intermédiaire 38 est préférentiellement située en retrait du plan avant P22 et est éloignée du plan avant P22 d'une distance, mesurée selon l'axe de profondeur A22, supérieure au premier seuil S1. On garantit ainsi une distance d'isolement suffisante entre la zone de connexion et l'utilisateur.
Selon un autre aspect de l'invention illustré aux figures 7 et 8, le boitier 30 comprend avantageusement une rainure 320, qui est ménagée en creux dans la paroi périphérique 302 et qui débouche dans le logement de connexion, la rainure 320 s'étendant parallèlement à l'axe de profondeur A22.
Le corps 310 du module de connexion 300 comprend une protubérance 322, par exemple une languette, qui est configurée pour être reçue dans la rainure 320 lorsque le module de connexion est en position assemblée, comme illustré en figure 3 a). La protubérance 322 s'étend en saillie sur le corps 310, ici sur la face supérieure 311D du corps 310. La protubérance 322 et la rainure 320 coopèrent pour former un organe de détrompage de l'unité de contrôle 20, l'organe de détrompage étant configuré pour ne permettre l'insertion du module de connexion 300 dans le logement de connexion 301 que dans une seule position.
Avantageusement, l'unité de contrôle 20 comprend, outre le logement de connexion 301, un deuxième logement 324, qui est ménagé dans le boitier 30 en retrait du plan avant P22 et qui débouche sur la face avant 22 de l'unité de contrôle 20. La rainure 320 débouche aussi dans le deuxième logement 324. Autrement dit, la rainure 320 forme un passage entre le logement de connexion 301 et le deuxième logement. L'unité de contrôle 20 comprend aussi une cale 340, qui est configurée pour être reçue dans le deuxième logement 324 dans une position insérée.
La cale 340 comprenant une deuxième protubérance 342, de préférence une languette, qui obture au moins en partie la rainure 320 lorsque la cale est en position insérée, de manière à empêcher l'assemblage du module de connexion 300 dans le logement de connexion 300 lorsque la cale 340 est préalablement reçue dans le deuxième logement 324.
Lorsque la cale 340 est en position insérée, la cale 340 est avantageusement indémontable, c'est-à-dire qu'il n'est pas possible de retirer la cale 340 du deuxième logement 324 sans endommager la cale 340 ou sans retirer l'unité de contrôle 20 de son réceptacle dans l'unité de coupure 16, pour ensuite désassembler l'unité de contrôle. À cet effet, la cale 340 comprend des organes de clipsage 344, ici deux pattes élastiques, qui coopèrent avec des renfoncements 326 ménagés en creux dans le deuxième logement 324. L'insertion de la cale 340 dans le deuxième logement 324 se fait avantageusement à la main et sans outil.
Ainsi, lorsque l'unité de contrôle 20 est prévue pour fonctionner sous des tensions supérieures à 690 V, la mise en place préalable de la cale 340 dans le deuxième logement 324 permet d'empêcher toute tentative ultérieure de de mise en place du module de connexion 300 dans le logement de connexion 301, qui risquerait d'exposer l'utilisateur à un risque puisque les distances et/ou les classes d'isolement ne seraient plus respectées.
Les modes de réalisation et les variantes mentionnées ci-dessus peuvent être combinés entre eux pour générer de nouveaux modes de réalisation de l'invention.

Claims

Unité de contrôle (20) pour un disjoncteur électrique (10), l'unité de contrôle (20) comprenant une face avant (22), qui présente une forme globalement plane et qui est géométriquement portée par un plan avant (P22), la face avant (22) étant orthogonale à un axe de profondeur (A22) et définissant une direction avant orientée vers l'utilisateur lorsque l'unité de contrôle (20) est dans une configuration normale d'utilisation, l'unité de contrôle (20) comprenant :
- un boitier (30), qui est réalisé en un matériau isolant et dans lequel est ménagé un logement de connexion (301), le logement de connexion (301) étant ménagé en retrait du plan avant (P22) et débouchant sur le plan avant (P22),

- une carte électronique (32), qui comprend une zone de connexion (32) associée au logement de connexion (301), la zone de connexion (32) étant située dans un fond du logement de connexion (301) et comprenant plusieurs plages de contact (36) électrique,

- un module de connexion (300), qui est configuré pour être reçu dans le logement de connexion (301) dans une position assemblée du module de connexion (300), l'unité de contrôle (20) étant alors dans une configuration assemblée, le module de connexion (300) comprenant :
• un corps (310), qui est réalisé en un matériau électriquement isolant, et qui comprend des moyens d'attache (312) pour maintenir le module de connexion (300) dans la position assemblée, le corps (310) comprenant une face arrière (311B), qui est située en regard de la zone de connexion (32) lorsque l'unité de contrôle (20) est dans la configuration assemblée, et une face avant (311A), qui est orientée à l'opposé de la face arrière (311B),

• un connecteur d'entrée (314), qui débouche sur la face arrière (311B) et qui est configuré pour être connecté à une ou plusieurs des plages de contact (36) de la zone de connexion (32),

• un connecteur de sortie (316), qui est relié au connecteur d'entrée (314) et qui débouche sur la face avant (311A) du module de connexion (300), le connecteur de sortie (314) étant apte à recevoir un connecteur complémentaire pour qu'un utilisateur échange des données avec l'unité de contrôle (20),

dans laquelle :
- les plages de contact (36) sont situées en retrait du plan avant (P22) et sont éloignées du plan avant (P22) d'une distance, mesurée selon l'axe de profondeur (A22), supérieure à un premier seuil (S1) prédéterminé,

- le premier seuil (S1) est choisi de sorte qu'une distance dans l'air entre chaque plage de contact (36) et le plan avant (P22) est supérieure à une distance d'isolement de classe 2 sous une tension supérieure à 690V, la distance dans l'air et la distance d'isolement de classe 2 étant selon la norme IEC 947-1:2019,

- l'unité de contrôle (20) comprend aussi un couvercle (308), qui est articulé par rapport au reste de l'unité de contrôle (20) et qui est mobile entre une position fermée, où le couvercle (308) obture le logement de connexion (301) une face arrière (309B) du couvercle étant orientée vers le logement de connexion (301), et une position ouverte, où le couvercle (308) n'empêche pas l'accès au logement de connexion (301),

- lorsque le module de connexion (300) est en position assemblée :
• le connecteur de sortie (316) est situé en retrait du plan avant (P22), de sorte qu'une face avant (309A) du couvercle (308) est sensiblement alignée avec le plan avant (P22), la face avant (309A) du couvercle (308) étant orientée à l'opposé de la face arrière (311B) du couvercle (308),

• le couvercle (308) en position fermée empêche l'accès au connecteur de sortie (316), de sorte qu'une distance de ligne de fuite entre le connecteur de sortie (316) et le plan avant (P22) est supérieure à une distance d'isolement de classe 1 sous une tension inférieure ou égale à 690V, la distance de ligne de fuite étant selon la norme IEC947-1:2019.
Unité de contrôle (20) selon la revendication 1, dans laquelle :
- le logement de connexion (301) est délimité, vers l'arrière, par une paroi de fond (304), qui fait partie du boitier (30), qui est agencée en retrait par rapport au plan avant (P22) selon la direction avant (D22) et dans laquelle sont ménagées des ouvertures (306), les ouvertures débouchant dans le logement de connexion (301),

- les plages de contact (36) électrique sont situés d'un côté arrière de la paroi de fond (304) et sont accessibles depuis le logement de connexion (301) au travers des ouvertures (306).
Unité de contrôle (20) selon la revendication 2, dans laquelle :
- chaque ouverture (306) présente un profil respectant un indice de protection IP3x tel que défini dans la norme IEC 60529:2013.
Unité de contrôle (20) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans laquelle :
- le connecteur d'entrée (314) comprend des broches télescopiques (315), chaque broche télescopique étant configurée pour être connectée à une plage de contact (36) respective,

- en configuration assemblé du module de connexion (300), la face arrière (311B) du module de connexion (300) est en appui contre la paroi de fond (304).
Unité de contrôle (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle :
- le boitier (30) comprend une paroi périphérique (302), qui délimite le logement de connexion (301) radialement à l'axe de profondeur (A22),

- le boitier (30) comprend une rainure (320), qui est ménagée en creux dans la paroi périphérique (302) et qui débouche dans le logement de connexion (301), la rainure (320) s'étendant parallèlement à l'axe de profondeur (A22),

- le corps (310) comprend une protubérance (322), qui est configurée pour être reçue dans la rainure (320) lorsque le module de connexion (300) est en position assemblée,

- la protubérance (322) et la rainure (322) coopèrent pour former un organe de détrompage de l'unité de contrôle (20).
Unité de contrôle (20) selon la revendication 5, dans laquelle :
- l'unité de contrôle (20) comprend, outre le logement de connexion (301), un deuxième logement (324), qui est ménagé dans le boitier (30) et qui débouche sur la face avant (22) de l'unité de contrôle (20),

- la rainure débouche (320) dans le deuxième logement (324),

- l'unité de contrôle (20) comprend aussi une cale (340), qui est configurée pour être insérée dans le deuxième logement (340) dans une position insérée, la cale (340) comprenant une deuxième protubérance (342), de préférence une languette, qui obture au moins en partie la rainure (320) lorsque la cale (340) est en position insérée, empêchant l'assemblage du module de connexion (300) dans le logement de connexion (301).
Unité de contrôle (20) selon la revendication 6, dans laquelle :
- la cale (340) en position insérée est indémontable.
Disjoncteur électrique (10), comprenant :
- une unité de coupure (16), comprenant au moins un dispositif de coupure et un actionneur,

- un exemplaire de l'unité de contrôle (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
dans lequel :
- l'unité de coupure (16) ménage un réceptacle, qui débouche sur une face frontale (14) de l'unité de coupure,

- l'unité de contrôle (20) est reçue dans le réceptacle, de sorte que la face avant (22) de l'unité de contrôle (20) est sensiblement alignée avec la face frontale (14) de l'unité de coupure (16).