Dispositif de rëencier,chement automatique des disjoncteurs électriques. Referencing device, automatic payment of electric circuit breakers.
La présente invention concerne un dispositif à base de composants électroniques et électromécaniques permettant le réenclenchement automatique des disjoncteurs électriques . Les principes revendiqus peuvent s'appliquer à tous les types de disjoncteurs, mais l'invention vise plus particulièrement les disjoncteurs à basse tension . Il arrive en effet que ceux-ci se déclenchent sous l'action d'un défaut de l'installation domestique ou sous l'action d'un coup de foudre par exemple .Si les occupants de l'habitation sont absents, l'installation reste sans courant et il peut en résulter de très graves pre'judi.ces conne, par exemple, la perte du contenu d'un congélateur ou le gel d'une installation de chauffage à circulation d'eau chaude ou l'arrêt d'ln système de surveillance et d'alarme
C'est pour pallier ces risques particulièrement aigus dans les residences secondaires qu'a été imaginé le dispositif objet de la présente invention . Il consiste en l'association d'un ensemble de composants électroniques objet de l'invention à un organe de manoeuvre mécanique qui se substitue à l'action manuelle pour réenclencher le disjoncteur déclenché .Cet organe pet être pneumatique, hydraulique, à moteur, électroaimant ou à tout autre moyen d'action connu produisant de lténergie mécanique libérée par un courant électrique . L'ensemble de composants électroniques est conçu pour réaliser les fonctions suivantes: 1) détecter la disparition de la tension en aval du disjoncteur 2) faire une tentative de resenclenchement de celui-ci 3) bloquer le dispositif si le déclenchement a été dû à un défaut interne permanent de l'installation 4) remettre le tout en position de veille si le réenclenchement est reussi
La figure 1 représente un exemple de schéms de principe du système
à base de composants électroniques, de type connu, réalisant ces
fonctions .L'organe de manoeuvre électromécanique peut outre incorporé
au disjoncteur au cours de la fabrication de celui-ci ou il peut être
indépendant et s'adapter au disjoncteur existant . Dans ce cas il est
avantageux d'utiliser un vérin à moteur comme organe de commande et
c'est cette disposition qui fait l'objet de la description suivante
donnée à titre d'exemple
En 1 se touve un transformateur alimenté en aval du disjoncteur
général auquel s'applique le dispositif . Il est connecté, d'une part a un bloc d'ales nt, filtrage es -egulation 2.The present invention relates to a device based on electronic and electromechanical components allowing automatic reset of electric circuit breakers. The principles claimed can apply to all types of circuit breakers, but the invention relates more particularly to low voltage circuit breakers. It happens that they are triggered by the action of a fault in the domestic installation or by the action of a lightning strike for example. If the occupants of the dwelling are absent, the installation remains without current and it can result in very serious pre'judi.ces conne, for example, the loss of the contents of a freezer or the freezing of a heating installation with circulation of hot water or the stopping of ln monitoring and alarm system
It is to alleviate these particularly acute risks in secondary residences that the device object of the present invention has been devised. It consists of the association of a set of electronic components object of the invention to a mechanical operating member which replaces manual action to reset the tripped circuit breaker. This member can be pneumatic, hydraulic, motor, electromagnet or any other known means of action producing mechanical energy released by an electric current. The set of electronic components is designed to perform the following functions: 1) detect the disappearance of the voltage downstream of the circuit breaker 2) make an attempt to reset it 3) block the device if the trip was due to a permanent internal fault of the installation 4) put everything back in standby position if the reclosing is successful
Figure 1 shows an example of system block diagrams
based on electronic components, of known type, performing these
The electromechanical actuator can also be incorporated
to the circuit breaker during the manufacturing thereof or it may be
independent and adapt to the existing circuit breaker. In this case it is
advantageous to use a motor actuator as a control member and
it is this arrangement which is the subject of the following description
given as an example
In 1 is a transformer supplied downstream of the circuit breaker
general to which the device applies. It is connected, on the one hand to a block of nt ales, filtering -regulation 2.
A titre d'exemple, on a représenté le cas où ce bloc est connecté à une source d'énergie interne telle qu'un petit accumulateu tmonté en tampon avec un chargeur pour alimenter l'ensemble du dispositif ; mais l'invention resterait valable pour une alimentation directe par le secteur au moyen d'une connexion faite en amont du disjoncteur, solution qui éviterait l'emploi d'un accumulateur
En 4 se trouvent les composants qui aétectent la disparition et l'apparition de la tension; ils comprennent deux temporisations ayant pour but de ne pas actionner le réenclencheur stil s'agit d'une coupure de caurant du secteur de faible durée inférieure à un temps T 1 et de bloquer le système tant que la tension du secteur n'est pas réapparue pendant un temps supérieur à un temps T 2 . Lorsqu'une interruption de tension dépasse en durée le temps T 1, l'ordre de manoeuvre est transmis au bloc 5 qui, d'une part met cet ordre en mémoire et, d'autre part, agit sur l'interrupteur statique 6 qui alimente alors le moteur 7 du verin
Cette alimentation se fait par l'intermédiaire d'un inverseur du sens de marche 8 . Le vérin accomplit alors sa course et pousse le poussoir ou le levier de réenclenchement du disjoncteur .Il faut pouvoir détecter la butée mécanique du vérin en fin de course à l'aller et au retour ; ce résultat est obtenu par un dispositif de detection de butée 9 qui consiste en la mesure du courant absorbé par le vérin ; en effet ce courant s'accroit brusquement lorsque le vérin bute sur le poussoir ou le levier en fin de course de réenclenchement . Cette détection du courant en butée s'enregistre en mémoire sur le bloc 10 après une légère temporisation de temps T 3 assurée par le bloc 9, elle inverse le contacteur 8 du moteur qui, fonctionnant en sens inverse ramène le vérin à sa position de repos.By way of example, the case is shown where this block is connected to an internal energy source such as a small accumulator mounted in buffer with a charger to supply the entire device; but the invention would remain valid for a direct supply by the sector by means of a connection made upstream of the circuit breaker, solution which would avoid the use of an accumulator
In 4 are the components that detect the disappearance and the appearance of tension; they include two time delays whose purpose is not to actuate the recloser stil it is a shortage of caurant of the sector of short duration less than a time T 1 and to block the system as long as the mains voltage has not reappeared for a time greater than a time T 2. When a voltage interruption exceeds in duration the time T 1, the maneuver order is transmitted to block 5 which, on the one hand puts this order in memory and, on the other hand, acts on the static switch 6 which then feeds the cylinder 7 motor
This power is supplied by means of a direction reverser 8. The jack then completes its stroke and pushes the push-button or the reset lever of the circuit breaker. It is necessary to be able to detect the mechanical stop of the jack at the end of the outward and return stroke; this result is obtained by a stop detection device 9 which consists in measuring the current absorbed by the jack; in fact, this current increases suddenly when the actuator abuts on the pusher or the lever at the end of the reset stroke. This detection of the current in abutment is stored in memory on the block 10 after a slight time delay T 3 ensured by the block 9, it reverses the contactor 8 of the motor which, operating in the opposite direction returns the actuator to its rest position .
De même qu'à son mouvement aller, sa butée en retour est détectée par la mesure du courant du moteur dans le dispositif 9
Une logique 11 constate ltéxécution complète du cycle par le contrôle de la me' moire 10 après une légère temporisation de temps T 4 et la détection de butée arrière controlée par le bloc 9, et remet le dispositif en état de repos mécanique. L'état de veille électrique sera obtenu lorsque la durée de réapparition du secteur sera supérieure au temps T2 .Il est à noter que la détection de l'accroissement de courant dans le moteur utilisez pour réaliser son arrêt en fin de course est temporisée ( temps
T 3 ) par le bloc 9 afin que le bloc de détection de butée ne tienne pas compte de la surintensite paysagère qui se produit à la mise sous tension du moteur et à son inversion de sens de marche
Le dispositif est complété fac Itativement par un voyant lumineux 13 qui indique qu'un cycle de réenclenchement a eu lieu, information mémorisée dans le bloc 12 et qui pourra êt remise à zéro par coupure de l'alimentation généraleRet par un poussoir 14 qui permet l'enclenchement du disjoncteur par le vérin .Ce dernier poussoir est utile dans le cas où la mise en place du vérin ne permettrait plus d'accéder manuellement à l'organe mécanique d'enclenchement du disjoncteur . Enfin, un bouton marche-arrêt 15 connecte le dispositif d'alimentation lorsqu'il est mis en position "marche" . En position"arrêt", il laisse néanmoins la batterie en situation de charge par le secteur .Le bloc 16 d'alimen- tation de la batterie joue plusieurs rôles obtenus par des moyens électroniques connus : il limite le courant de charge de la batterie et relie directement l'ensemble du système au secteur en cas de décharge de la batterie
L'exposé précédant permet de comprendre ce qui se passe quand le dispositif est mis en marche par une disparition de la tension en aval du disjoncteur, cette disparition pouvant être dùe à 4 causes: 1) coupure de courant du secteur d'une dure inférieure au temps T 1 donné 2) coupure de courant du secteur d'une durée supérieure au temps T 1 fixé 3) disjonction su défaut fugitif interne à l'installation 4) disjonction sur défaut permanent interne à l'installation
Dans le premier cas il ne se passe rien
Dans le deuxième cas, le disjoncteur ne déclenche pas mais le dispositif produira un cycle de réenclenchement qui sera sans effet et sans inconvénient
Dans le troisième cas qui peut être celui d'un défaut interne éliminé par un fusible ou d'un amorgage fugitif dû à une sutension atmosphérique le cycle de réenclenchement se produira comme il a e' été expliqué plus haut et le dispositif sera remis en état de veille
Dans le quatrième cas, le dispositif fera une tentative de réenclenchement mais le disjoncteur redoclenche aussitôt et le dispositif ne se remettra pas en état de veille en raison du fait que la tension n'aura pas réapparu pendant la durée T 2 de quelques secondes impose .As with its forward movement, its return stop is detected by measuring the motor current in the device 9
A logic 11 observes the complete execution of the cycle by checking the memory 10 after a slight time delay T 4 and the rear stop detection controlled by the block 9, and puts the device back into mechanical rest state. The electric standby state will be obtained when the duration of reappearance of the sector will be greater than time T2. It should be noted that the detection of the increase in current in the motor used to achieve its stop at the end of the race is timed (time
T 3) by block 9 so that the stop detection block does not take into account the landscape overcurrent which occurs when the motor is switched on and when the direction of travel reverses
The device is optionally supplemented by an indicator light 13 which indicates that a reset cycle has taken place, information stored in block 12 and which can be reset to zero by cutting off the general power supply Return by a push button 14 which allows the 'switching on of the circuit breaker by the jack. This last button is useful in the case where the setting up of the jack would no longer allow manual access to the mechanical device for switching on the circuit breaker. Finally, an on-off button 15 connects the supply device when it is put in the "on" position. In the "off" position, it nevertheless leaves the battery in a situation of charging by the mains. The battery supply block 16 plays several roles obtained by known electronic means: it limits the charging current of the battery and connects the entire system directly to the mains in the event of battery discharge
The foregoing description makes it possible to understand what happens when the device is started by a disappearance of the voltage downstream of the circuit breaker, this disappearance being able to be due to 4 causes: 1) power cut of the sector of a shorter duration at time T 1 given 2) mains power failure of a duration greater than time T 1 fixed 3) tripping on internal fugitive fault 4) tripping on permanent fault internal to the installation
In the first case nothing happens
In the second case, the circuit breaker does not trip but the device will produce a reclosing cycle which will have no effect and no inconvenience
In the third case which can be that of an internal fault eliminated by a fuse or of a fugitive ignition due to an atmospheric sutension the resetting cycle will occur as has been explained above and the device will be restored to Eve
In the fourth case, the device will make an attempt to reset but the circuit breaker immediately closes again and the device will not return to standby mode due to the fact that the voltage will not have reappeared for the duration T 2 of a few seconds required.
Les figures 2 et 3 montrent, à titre d'exemple, une réalisation du mécanisme d'action du vérin sur l'organe de commande du disjoncteur, la figure 2 se rapportant au cas d'un disjoncteur à commande par bouton poussoir 5 et la figure 3 au cas d'un disjoncteur à co-.mande par levier 6 . Dans le premier cas, le déplacement du vérin dcit se faire générale- ment suivant un axe horizontal et dans le deuxième cas, généralement suivant un axe vertical
La particularité du nécanicme est qu'il est universel et adaptable à ces 2 types de disjoncteurs quelles que soit leurs dimensions
A cet effet le vérin 1 est fixé sur une platine 2 le long de laquelle il peut coulisser par un moyen adéquat de façon à occuper exactement la position désirée .Cette platine se bloque au moyen de 2 vis 3 sur 2 équerres 4 de façon à constituer avec elles un étrier qui en,ambe-le disjoncteur et peut se fixer de façon rigide sur son tableau-support
La platine 2 peut occuper 2 positions-perpendiculaires selon que le vérin a son axe horizontal ou vertical . Le vérin est relié par un cable 7 au bloc des composants électroniques 8 sur lequel sont apparents le bouton "marche arrêt 9, le poussoir de cycle 10 et le voyant lumineux témoin d'execution d'un cycle 13
Les figures 4 et 5 montrent un exemple de réalisation du mode de liaison entre platine et équerres propre à procurer au vérin à volonté la position horizontale ou la position verticale et à régler la distance de la platine au tableau support du disjoncteur .Dans cette réalisation, les équerres 4 sont percées de 2 rangées de trous 5 et 6 et la platine porte un trou 7 et un téton 8 . Pour la position horizontale du vérin (fig.4) on peut introduire le téton 8 dans un des trous de la rangée 6 choisi de façon à obtenir ltécartement dsirk et le trou 7 reçoit une vis de bloquage passant également dans un des trous de la rangée 6 . Pour la position verticale du vérin (fig.5) on peut introduire le téton 8 dans un des trous des rangées 5 ou 6 de la platine et le trou 7 tombe en face d'un autre trou de la même rangée ; la condition nécessaire et suffisante pour en obtenir la possibilité étant que les écartements soient identiques entre les rangées de trous des équerres 4, entre les trous d'une même rangée et entre le téton 8 et le trou 7 . Cette disposition des supports du vérin n'est donnée qu'à titre d'exemple et des modifications concourrant au même but peuvent y être kpportées sans que leon s'écarte de la présente invention FIGS. 2 and 3 show, by way of example, an embodiment of the mechanism of action of the jack on the circuit breaker control member, FIG. 2 relating to the case of a circuit breaker controlled by push button 5 and the Figure 3 in the case of a lever-operated circuit breaker 6. In the first case, the displacement of the actuator generally takes place along a horizontal axis and in the second case, generally along a vertical axis
The peculiarity of the nécanicme is that it is universal and adaptable to these 2 types of circuit breakers whatever their dimensions
For this purpose the jack 1 is fixed on a plate 2 along which it can slide by an adequate means so as to occupy exactly the desired position. This plate is blocked by means of 2 screws 3 on 2 brackets 4 so as to constitute with them a stirrup which, ambe breaker and can be fixed rigidly on its support board
The plate 2 can occupy 2 perpendicular positions depending on whether the cylinder has its horizontal or vertical axis. The actuator is connected by a cable 7 to the block of electronic components 8 on which the "on off button 9, the cycle push-button 10 and the cycle execution indicator light 13 appear.
FIGS. 4 and 5 show an exemplary embodiment of the connection mode between plate and brackets suitable for providing the cylinder at will with the horizontal position or the vertical position and for adjusting the distance from the plate to the circuit-breaker support panel. In this embodiment, the brackets 4 are pierced with 2 rows of holes 5 and 6 and the plate carries a hole 7 and a stud 8. For the horizontal position of the jack (fig. 4) one can introduce the stud 8 into one of the holes in row 6 chosen so as to obtain the spacing dsirk and the hole 7 receives a locking screw also passing through one of the holes in the row 6. For the vertical position of the jack (fig.5), the stud 8 can be introduced into one of the holes in rows 5 or 6 of the plate and the hole 7 falls opposite another hole in the same row; the necessary and sufficient condition for obtaining the possibility of this being that the spacings are identical between the rows of holes of the brackets 4, between the holes of the same row and between the stud 8 and the hole 7. This arrangement of the supports for the jack is given only by way of example and modifications contributing to the same purpose can be made therewith without departing from the present invention.