FR2558020A1 - Protection individuelle electrique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES MOYENS DE PROTECTION DE L'HOMME CONTRE LES DANGERS D'ELECTRISATION OU ELECTROCUTION. IL COMPORTE UN CAPTEUR DE COURANT A TORE ENTOURANT UNE PARTIE DU CORPS HUMAIN TRAVERSABLE PAR UN COURANT ALTERNATIF OU VARIABLE, ACCIDENTEL - PAR EXEMPLE, TORE FORMANT BRASSARD OU TORE PORTE EN BANDOULIERE ENTOURANT LE COU ET UN BRAS. AU PASSAGE DU COURANT VARIABLE ACCIDENTEL, LE SIGNAL APPARAISSANT AUX BORNES DE L'ENROULEMENT DU CAPTEUR, AMPLIFIE, TRAITE, PROVOQUE, A DISTANCE, LA SUPPRESSION DE LA TENSION DANGEREUSE RESPONSABLE. UN COURANT VARIABLE DE CONTROLE, APPLIQUE PAR COUPLAGE MAGNETIQUE AU TORE, ET SUIVANT LA MEME VOIE QUE LE SIGNAL D'ACCIDENT GARANTIT UN FONCTIONNEMENT SUR DE LA TRANSMISSION, AINSI QUE D'AUTRES SECURITES. L'APPAREIL, PROTEGEANT AUSSI DES CONTACTS AVEC DEUX PHASES D'UN RESEAU, PEUT ETRE UTILISE EN TRAVAUX ELECTRIQUES A HAUTS RISQUES, OU TRAVAUX A RISQUES APPAREMMENT FAIBLES DE PROFESSIONNELS OU DE PARTICULIERS.

Description

La présente invention concerne les moyens de protection de 1' homme contre les dangers d'électrisation,pouvant aller jusqu'à ltélectrocution mortelle selon l'intensite et la durée de passage du courant à travers le corps humain.

Une protection collective est réalisée par les disjoncteurs différentiels sensibles à 30,I2 ou 6 mA pouvant supprimer la tension responsable d'accident lorsque l'homme est parcouru par un courant de cet ordre circulant entre phase et terre;toutefois ils n'vagissent pas si le courant circule dans son corps entre deux phases du meme reseau protege par differentiel sensible.

En outre,les disjoncteurs différentiels les plus sensibles sont difficilement utilisables dans les lieux humides,où ils seraient pourtant les plus nécessaires,en raison de leur declanchement intempestif par buees,condensations d'eau sur les isolants.

Le dispositif selon l'invention est une protection individuelle qui peut supprimer la tension dangereuse lorsqu'un courant dangereux circule a travers le corps humain entre deux phase d' un reseau ou d'un transformateur isolé du reseau aussi bien que pour un courant circulant entre phase et terre.

Un accident électrique,avec protection selon l'invention,est schematise planche I,fig I,;le bras droit de l'homme est entoure d'un tore à noyau magnétique fermé,capteur de courant,associe à divers circuits electroniques,amplificateur,traitement du signal, générateur de signal de controle de fonctionnement de la voie et dtidentification du capteur en service,et du moyen de transmissiw on à distance ,modulateur et emetteur;l'ensemble electronique et-::- ant à alimentation autonome,independante du secteur dangereux,par piles,batteries, cellules photovoltaiques,ou mixte.Lorsque l'homme touche accidentellement avec ses deux mains les deux fils de phase du rSseau,le courant qui le parcourt,captS par le capteur à tore,amplifié sous forme de signal à fréquence du réseau,50 ou 60 hertz,éventuellement mis en forme,est transmis sana fil conducteur électrique à la partie fixe du dispositif selon l'invention.

Cette derniers comporte un récepteur de l'emission issue de la partie portative du dispositif selon l'invention,d'un demodulateur avec amplification eventuelle des signaux BF issus de ce dernier,et des dispositifs commandant la coupure de la tension responsable du passage du courant à partir de variations de niveau ou de forme des signaux recus,par exemple,coupure pour un niau determine de la tension à frequence du réseau 50 ou 60 Hz,ou à alteration,par ce signal à frequence du secteur, 50 ou 60 Hz, d'un signal de controle,telle que la suppression periodique à frequence du secteur, de ce signal,ou baisse periodique, ou alteration,par le signal d'accident,50 ou 60 Hz,d'un code d'impulsions constituant le signal de controle;;ou,ce dernier etant à frequence inferieure à celle du reseau,par exemple 30 Hz,l'accident electrique se traduit par la presence d'une frequence plus elevee,50 ou 60 Hz dans le signal recu, aisement utilisable pour actionner la coupure de tension responsable d'accident.Selon des variantes de l'invention,des moyens de coupure,agissant des que le seuil de courant dangereux est atteint,equipent la partie portative de 1' objet de l'invention, supprimant la modulation et/ou tonde porteuse,avec,à defaut de réception de l'une ou de l'autre,coupure de la tension du reseau.

Un schema d'accident est represente planche I figure I.L'homme equipe de la partie portative du dispositif selon l'invention, c' est à dire le capteur de courant à Tore T,avec ses circuits electroniques et son emetteur d'ondes electromagnetiques radio,infrarouges ou ultrasonores,est victime d'un accident par contact accidentel des mains avec deux phases.Il est parcouru par un courant de l'ordre de 300 mA,mortel eh 100 ms par fibrillation du coeur,necessitant une coupure-de la tension secteur responsable en 20 ms au maximum pour eviter tout effet physiologique dangereux.Le dispositif,par exemple un modele sensible à un courant nominal de 30 mA a transmis l'information d'accident à la partie fixe PF qui a agi sur le disjoncteur D pour supprimer la tension de 380 v responsable.Avant l'accident,lthomme avait reliee la partie fixe PF de l'invention à une prise de courant placee en aval par rapport au disjoncteur, sinon il aurait utilise la position rearmement manuel sur PF pour éviter une remise sous tension apres accident.Il avait verifie qu'il ne pouvait assurer le maintien du disjoncteur D qu'apres avoir mis son emetteur E,solidaire du capteur à tore, en service.En confirmation,il voyait,affichee sur la partie fixe PF,la frequence 300 Hz du signal de controle sc caracteristique du capteur qu'il utilisait et entendait la note correspondante de 300 Hz,ce signal etant applique au tore par une sB- re de couplage equivalente a la fraction de spire que constitue le bras de l'homme passant à l'interieur du Tore,il pouvait etre assure de la transmission du signal d'accident a fréquence du secteur lorsqu'il se produirait.Le circuit de commande et information à distance a provoque une coupure amont et averti le chef de service.

le chef de service ou toute personne capable d'organiser ou de pratiquer rapidement des secours,meme s'il y avait un homme pour surveiller, et si le disjoncteur a bien fonctionne.

L'homme de la fig I n'est pas protegé si un courant issu du rese au, le traverse entre main gauche et pieds.Figure 2,l'homme est e quipé de deux tores TI et T2,entourant les bras;au centre,deux hommes protégés, tete et un bras,par tore TB porte en Bandouliere ;a droite,un homme protege par deux tores TB, en Bandouliere,croi- ses:la protection du coeur et des muscles respiratoires contre le danger d'electrocution est totale si les seuils choisis et les moyens de coupure sont convenables.

Le capteur de courant d'electrisation/electrocution de l'homme est constitue d'un circuit magnétique fermé,ou tore,sur le noyau duquel sont enroulees,regulierement reparties sur toute la longueur du noyau,ou en plusieurs bobines egalement reparties,plusieurs spires de fil electrique isolé de faible diametre de l'ordre des dixiemes de mm,par exemple 100 à 300 spires.Le circuit magnétique du tore peut etre constituer de toles electriques ordinaires au silicium de l'industrie siderurgique ; cependant, lorsqu'on a etabli le nombre de spires et le gain de l'amplificateur pour obtenir une tension de sortie de ce dernier aisement utilisable,de l'or- dre de 3 à 4 volts,lorsqu'un courant alternatif de l'ordre de 10 à 30 mA,à frequence du réseau,50 ou 60 Hz,passe dans un conducteur entoure par le tore,la sensibilité aux champs magnétiques alternatifs de fuite,de transformateurs,relais,disjoncteurs electro- magnétiques parait trop élevée pour un usage industriel normal.

Pour obtenir un fort couplage entre le conducteur entouré par le tore et le bobinage de ce dernier, et un faible échange de flux magnétique variable avec les appareils eléctromagnétiques avoisinants,il convient d'utiliser des materiaux a permeabilite magnéti- que,initiale ou sous champ faible,de valeur élevee,avec orientation éventuelle.Ainsi les toles à grains orientés,à trés bas carbone et au silicium,de l'industrie sidérurzique ont une perméabilité élevée dans une direction privilégiée,nar exemple 20000,et relativement faible dans les autres directions,planche I,fig 5,direction de laminas DL de forte pérméabilité.Par enroulement d'un ruban d'une telle tole , la direction de pérméabilité maximale étant dirigée dans le sens de l'allongement du noyau magnétique du tore constitué de plusieurs spires de ruban de tole,on réalise un noyau magnétique de capteur a tore convenable.

D'excellents rapports,signal du à l'electrîsation de l'homme sous 10 à 30 mA à signal du aux champs parasites magnétiques de fuite,sont obtenus par l'emploi d'alliages à perméabilite élevée
de I00000 à 500000,tels que les ferro-nickels contenant de 50 à 80, de nickel,avec additifs éventuels tels que 4Mo,4Cu,traitement thermique,alliages utilises pour transformateurs,spéciaux,blinda pes magnétiques, tetes pour magnétophones,noms tels que Mumétal,
Permalloy, permimphy, à perméabilité,Mu,élevée.Ces Tores à matériau métallique T0l,fig 3,peuvent etre réalisés en ruban de tole enduits d'isolant, ou traitées Carlite,enroulés en plusieurs spires,fig3a, ou en anneaux de tole étirée sans soudure,ou soudé autogéne avec retraitement thermique et/ou mécanique pour restituer les propriétés magnétiques,anneaux concentriques 3b, planchel.

Des résultats trés bons également sont obtenus avec des noyaux de tore en Ferrite,poudre magnétique moulée sous pression à chaud de la qualité utilisée pour réaliser des déviateurs image,à 50 ou 60 Ho, de récepteurs de télévision. Cette qualité permet un fort couplage 50/60 Hz,entre le bobinage du déviateur et le faisceau d'électrons,circulant dans le col du tube,entouré par le tore,cette qualité,ou une équivalente,permet un fort couplage entre le bras de lthomme,conducteur entouré par le tore,et le bobinage du tore;;avec une faible influence des champs magnewtiques variables extérieurs au tore.Un tel tore,de section de l'ordre de 3 cm2est Dresenté fig3c,TF.Le matériau etant cassant,et bien qu'aprés bobinage on le protége par une armature legére et rigide,aluminium, et enrobage résine,on a reprçsenté figure 3c,deux fils +Vcc et(-) fins,fragiles,solidement collés contre le noyau magnétique,à la périphérie par exemple,alimentant un circuit électronique dont le non-fonctionnement provoquera la coupure de la tension secteur.

Ici, si le circuit magnétique s'ouvre par rupture de la ferrite un fil se brise,le générateur de signal de controle sc n'émeut plus son signal caracteristique 300 Hz, ne le recevant plus, la partie fixe PF coupe la tension réseau.Bien que les tores métalliques soient moins exposés à des ruptures de continuité magnétique,on a représenté en 3a l'utilisation du ruban de tole isole par vernis ou autrement,comme conducteur, ce qui garantit la continuité magnétique,l'autre conducteur etant un fil fin collé,Le tore b de la figure 3 peut etre protégé par deux fils fragiles en plusieurs spires,comme en(c).En 3d,on montre un toreT,avec les spires visibles,hachures sur T,et les fils de sortie (a), (a') du bobinage capteurobobiné sur le noyau magnétique du tore T.L'enroulement de de quelques spires,extérieur au tore T, de la fig 3d, extrémités(c) et(c'),sera utilise comme capteur de champs magnetiques exterieurs independant du tore,pour d'eventuelles compensations de ces champs
Les tores ne sont pas,généralement,de forme rigoureusement circulaire comme en fig4;mais de forme adaptée à la partie du corps à protéger.Un tore porté en Bandouliére,entourant le cou et un bras ,tel que TBI et TB2,fig2,a une longueur développee de 0,9 à I me trie, et un tore Brassard,fixé en haut de L'épaule sur le vetement, une longueur de l'ordre de 0,5 m.Les extrémités aa'du bobinage du tore sont reliées à l'entrée de l'amplificateur;;celles,bb',de la boucle de couplage,reliée au générateur du signal de controle.Aprés essais,l'ensemble est noyé dans une résine, matière plastique orotectrice,comme schématisé fig 4.

Selon une réalisation d'un dispositif de protection selon l'invention,planche 2,on applique au tore T,en alliage de haute pérmé abilté au nickel,tel que Mumetal,ou en Ferrite de qualité assurant un trés fort couplage magnétique à 50/60 Hz entre conducteur central et le bobinage du tore Ferritescomportant 300 spires de fil électrique recouvert d'isolant de diamètre I/IO mm bobinés,également réparties,sur le noyau magnétique du tore,un signal de controle périodique,de préférence de fréquence supérieure à celle du secteur,par exemple 300 ou 600 Hz.Le signal est,ici,sous forme d'impulsions de courte durée par rapport à la période,recueilli sur la base B2 d'un UJT 2N2646 oscillateur,et appliqué au tore par couplage magnétique,par une a trois spires de fil o,6 mm. On peut aussi,réaliser un oscillateur à CMos,avec sortie,aprés différenciation RC,sur l'émetteur d'un transistor collecteur commun.D-au- tres formes de signal,carrés,sinus,sont aussi utilisables.

Pour le reglage,l'ensemble électronique étant alimenté sous 4,5 ou 4,8 volts, on fait passer un courant superieur au seuil choisi, tar exemple 30 mA à fréquence secteur 50/60 Hz,dans un conducteur simulant le bras de l'homme.Par réglage de la résistance shuntant l'ampli CMos CD4069 n II, on ajuste la sinusoide à fréquence secteur,observée à l'oscilloscope sur la sortie SAZà la limite d'ecretage,environ 4 volts crete à crete; ;et on règle l'injection du signal de controle par action sur le nombre de spires de couplage et
RB éventuellement,pour obtenir en SA,un signal de controle du meme ordre,4 volts environ,pratiquement égal a la tension d'alimentation Vcc.Le montage électronique de ia planche 2, figI, ne présente pas de particularite;il utilise des amplis CMos CD4069,le n9 III sert de référence Vcc/2;le IV,d'amplificateur de signal d'acci
cident,séparé du signal de controle a fréquence plus élevee,par filtre RC rudimentaire;;S'A est une sortie par trigger en fig3, on a deux déclancheurs à augmentation de niveau 50/60 Hz,command és par SC,en l'absence de signal d'accident les sorties 53 et S73
sont à I;des dtspositifs ayant pour effet de supprimer ltemission la porteuse ou la modulation en cas d'accident équipeni généralement le dispositif selon l'invention, ce sont en genéral des dispo
sitifs simples,ou simplifiés,par rapport à ceux equipant la partie fixe PF.Un déclancheur de niveau à 50/60Hz relié directement à la
sortie de ltampli,SA,est interessant,meme si on a du régler son
seuil d'action à I00 mA en raison de l'influence des champs magné ttiques parasites, il suffit de penser à l'accident trés grave de la
(300 mA) planche I, le dispositif à sortie S'3,fig3,reliable à SA directement ,sans l'ampliIV,est capable de provoquer une coupure totale et sure à la premiére montée de tension de la sinusoide 50/60HZ traversant le corps de I'homme,indépendamment des autres moyens utilisés.

Il est apparu interessant d'altérer profondément le signal de controle en cas d'accident,électrisation de l'homme,avec une altération aisée à deceler par des circuits simples et sans ambiguité.

Le signal de controle et le signal 50/60Hz étant tous deux pré
sent s en meme temps lorsque l'accident se produit,on a recherché la transmodulation du signal de controle par le signal 50/60Hz du à l'accident,bien qu'on puisse l'obtenir par des non-linWarites
,on l'obtient,figî,par CiRi,le signal observe en(E)est tres fortement transmodulé en cas d'accident par le 50/60Hz ,fig2(E);apres le trigger à deux invers 4069,ou un4047 ou4538CMOS,le signal SB devient un signal en salves,fig2, SB ,quand l'accident se produit.

L'identification d'accident devient aisée:sur la partie portative fig3,le signal issu de SB est appliqué à un monostable redeclanchable,tel qu'un Cfl4528,la constante de temps RxC est ajuste par
Raj pour que la sortie du monostable passe à I(+Vcc)en présence des impulsions du signal de controle seul,signal SB normal de la fig2.Quand l'accident se produit,coupures périodiques du signal de controle,aspect fi2,SB accident,la sortie du monostable retombe périodiquement à O,coupures rapides::sur SI,maintenues par C2,de
charge rapidement par Diode et lent à se recharger par R2(Mégohms) delai necessaire pour les disjoncteurs peu rapides.0n. ne peut transmettre SA et SB en meme temps,en cas d'accident,les impulsie ons de SA maintiendrait à I la sortie d'un mono stable détecteur d'accident homologue,sur la partie fixe PF,de celui de la fig 3, aussi,on divise ou multiplie par 2 la fréquence du signal SB,figI.

Planche 2, fig4,on a représente plusieurs moyens de transmission ,sans fil conducteur éléctrique, de l'information d'accident à la nartie fixe PF chargée d'assurer la coupure de la tension réseau par le contacteur(D),en(a)la liaison est par radio en modulation de fréquence,coupure de l'émission par la porte ET,en(b) par ultrasons,en(c),on module par découpage de la porteuse 40KHz environ pour les Ultra-Sons,30 à 300KHzpour les Infra-Rouges,signaux en impulsions S'A et S'S, en (d),on module en fréquence un multi à
Nand CMos, le signal différentié en impulsions bréves pour reduire la consommation et éviter l'échauffement des LED est transmis à un transistor attaquant les LED émettrices 24I T..les signaux d' accident SI à S'3 suppriment l'émission en cas d'électrisation de 1'homme--à défaut de réception la partie Fixe PF coupe la tension secteur.

Planche 3,figI,le Récepteur associé a un démodulateur AM,FM ou autre est suivi d'un amplificateur pouvant porter le niveau designal émanent de la partie portative à un niveau élévaleur sensiblement Vcc,5 ou 12 volts c à c,sous faible impedance,Ampli CMOS,AOp.on a appliqué au tore un signal de 300Hz,à la reception pour l'identifier on utilise un filtre FI,filtre actif ou RC, et,à la sortie du filtre, un controle de niveau,si le signal n'est pas suffisant(filtres à faible gain),on place un amplificateur en sortie de filtre.0n régle le seuil par PotI expérimentalement,et le remplace par des résistances fixes en construction industrielle ,de meme pour le gain de l'amplificateur précédant le filtre,d ailleurs, il convient de noyer l'ensemble électronique,aprés réglages et controles dans une résine ou de la paraffine,en boite pr otectricecontre l'humidité et les démontages modificateurs. Sur la nartie portative du dispositif de protection selon l'invention, nous avons un signal 300Hz transmodulé par le 50/60Hz en cas d'accident,et sous forme de salves,enSB,de signal a' 300Hz,comme SA.

on transmet donc S'B,600Hz,à la sortie d'un filtre 600HZ,on relie l'entrée d'un monostable redéclanchable dont la sortie portée a I en présence du signal 600Hx par un choix convenable de C et Raj, retombe périodiquement à apéro en cas d'accident, a' la sortie D3,X et C assurent un temps de maintien du zéro pour coupure par disjoncteurs lents.Un filtre F3 separe le signal à frequence secteur à la sortie C,D4 et D5 le redressent,en doubleur,la sortie S4n'est a' I que si VA=I et VB=O,on applique à l'entrée de l'ampli I un signal SCF à frequence du secteur,issu d'un transformateur relié au reseau/secteur,Pour le réFlage,on injecte du 300Hz, niveau 80% de la saturation,observé en sortie de l'ampli I, et regle potI nour avoir Vcc/2 en SI(logique en CMOS, seuil =Vcc/2),ensuite du z ÓOOHz,meme niveau, reglage niveau par pot2,fréquence par Raj,C a été calcule;on injecte un signal à fréquence secteur,niveau infé rieur aux précédents,par exemple 40 à 50% de la saturation,et par pot4,entrée du doubleur,on ajuste VB à Vcc/2(B=I sur la porte NOR) ,on supprime cette tension d'essai et régle le niveau de SCF(side controle de filtre)pour que VA soit supérieur a' Vcc/2,S4 doit passer à I.Le rapport R2/RI étant de l'ordre de 3 à 5, par exemple.

En résumé: à dèfaut de réception de signal à 300 ou 600Hz,ou à leur non-conformité en fréquence ou niveau,la tension du réseau est supprimée par le disjoncteur D,ou dispositifs à semiconducteurs,plus rapides-de meme,en cas de décalage des filtres correspondants il y aura coupure de tension dangereuse .- d'autre part,la securité SI à niveau I garantit,aprés réglage initial,que l'on a nar exemple,9volts(pour Vcc=12 v)en sortie de l'ampli I::ce qui garantit que la ligne,sous réserve des conditions de bande passante à considérer attentivement lors du projet particulierement pour des fréquences de signal de controle trés différentes de ce lle du réseau 50 ou 60Hz,pourra transmettre la tension de 6 volts nécessaire au declanchement des dispositifs à seuil de niveau de signal à fréquence secteur-le signal SCF à cette fréquence
controlé en niveau aprés les filtres garantit le fonctionnement et le non-décalage en fréquence de ces derniers-Selon une variante du dispositif selon l'invention,planche 6,figI,le signal SCF est appliqué au tore par couplage magnétique,on peut le générer directement par auto-oscillateur stable, UJT,NE555..ou par divisio on à partir de quartz ou diapason, on génére avec précision du 250 Hz,signal de controle normal et par division par 5,on a le 50 Hz fréquence du réseauXou 300 et 60HZ pour d'autres pays).

Dans la réalisation décrite,on a deux declanchements en présence d'accident,coupure de tension a augmentation de niveau à frequence du réseau-et coupure à altération du signal de controle par transmodulation.

Fig 2,on montre un moyen de couper la tension réseau par le disjoncteur D, la porte ET en cas d'accident ou de défaut de transmission cesse d'exciter le relai R,et interrompt le fonctionnement de l'oscillateur a NAND,50O0 Hz par exemple,la sortie Télé Gde cesse de maintenir à l'état passant des relais ou des triacs et provoque la coupure à distance.par fils. Four une coupure plus éloignée,disjoncteurs amont,une'transmission par fils du secteur du signal de l'oscillateur est représentée.Ce signal peut etre ca racteristique de l'appareil utilisé,en service,par exemple 4700 Hz ,recevable, affichable,et audible,dans un service de l'usine capable d'organiser rapidement des secours en cas d'accidentson peut aussi transmettre,à cet effet, le signal de controle,tel que 300 600 HzQceci,pour la surveillance d'électriciens effectuant des travaux dangereux sous tension.

Planche 4,le signal de controle est à fréquence inférieure à celle du secteur,par exemple 20Hz, et, de préférence sous orme d' impulsions de faible durée par rapport à la période. On utilise trois modes principaux de détection d'accident:présence d'un signal, tel que celui du à l'accident électrique,dans le temps sépa- rant deux impulsions consécutives,à cet effet, un monostable M voit sa sortie portée au niveau logique I,par chaque impulsion du signal de controle,pour une duree(reglable par Ct Raj)telle qu8 sa sortie retombe au niveau zéro avant que l'impulsion suivante s se présente,fig2 schéma de fonctionnement,si un signal niveau I se présente sur la ligne L pendant que la sortie du mono stable M est à I, la porte NAND donne I et 1=0 sur la sortie S3-avec circuit de maintien temporaire pour disjoncteurs lents.

--le niveau du signal étant rendu constant par trigger T,ou écréteurs,la présence du signal d'accident à fréquence plus élevée que le signal de controle se traduit par une diminution d'impé- dance d'une capacité C,figI,Raj étant réglé pour S2=I,à la limite du basculement,la présence du 50 ou 60Hz provoque le passage à 0 de S2,avec temps de maintien à 0 d'ailleursi-enfin,aussi bien sur la partie portative que sur la partie fixe PF de l'objet de l'in- vention,on met en service plusieurs dispositifs de coupure agissant à dépassement d'un seuil de niveau de signal à fréquence du réseau(50 ou 60 ou 25Hz).A la reception,on peut disposer un filer re à fréquence du signal de controle et détecteur de niveau pour vérifier qu'en sortie d'ampli I ,le niveau de signal controle est de l'ordre de 9 v(pour Vcc=I2v),on s'est contenté, fig4 et3,du réglage de niveau par potI,tel que si on n'a pas ces 9 v la sortie du monostable redéclanchable ne peut passer à I bien que sa temporisation CxRaj soit par ailleurs correcte,assurant la sortie à
I dés que la tension dépasse 9v.--le filtre et éclancheurs à niveau de 50/60Hz sont identiques aux précédents decrits,sauf étage separateur précédent l'injection de SCF,pour éviter de déclan- cher les autres détecteurs sensibles a la fréquence du réseau.

Figure4,le signal de controle appliqué au tore par boucle
de couplage et transistor CC,est un code d'impulsions généré par
un codeur, sur la partie portative on a placé,seulement,un controle de niveau des impulsions de codage et un declancheur à niveau de signal 2 frequence du secteur apparaissant en cas d'accident.

Planche 5,figI,onmontre un exemple de realisation de reception de code simple avec signal de début de comptage S, start. Par S5, on verifie que le niveau des impulsions de codage est correct,par exemple 9v pour I2vVcc et on peut alors regler les seuils de déclanchement à augmentation de niveau du signal à fréauence réseau,par exempleS3 etS4 à O,si ce signal 50/60Hz du à l'accident dépasse 6v.Le signal S étant détecté pour départ d'une séquencecomptage et RAZ,on vérifie par monostable redéclanchable MR,constante de temps CxRaj,qu'il se présente périodiquement l'entrée du mnostabble,la sortieSI étant à I dans ce cas-un monostable ordinaire M evite la coupure de tension par la sécurité S2 tant que le décodage n'est pas terminé,la sortie Q tombe à sero aussitot aprés si le code recu est conforme au code présélectionné, ici, I0II, le circuit CONFORM,figI,maintient 52 à I.Dans le cas contraire la coupure fugitive obtenue est maintenue par un circuit á constante RC non représenté.Des témoins visuels et auditifs sont utili sés.Le code sera,de préférence,passé rapidement,par exemple quelques ms à IO millisecondes,pour une détection rapide.

Figure2,on présente des solutions pour l'utilisation de deux dispositifs portatifs à tore,qui doivent pouvoir etre identifiés separement et surement à la reception.On peut utiliser des dispositifs à tore differant par la frequence,la nature ou le type de modulation de leur porteuse ou lesxcaractéristiques de leurs signaux de controle.La transmission par ondes guidées,telle que par fibres optiques nécessite moins de precautions si l'on a une fiche et fibre par dispositif,les signaux de controle pourraient etre identiques,à la rigueur.Fig 2,on montre une liaison par fils courts entre cafteur gauche et capteur bras droit,bien que chacun puisse emettre son propre signalsporteuse),à part l'ampli et le generateur sc lesmodulateurs FM à VCO et l'émetteur IR sont rassemblés sur la partie droite.Ceci pour montrer une réalisation de deux voies independantes,separables à la reception par filtres passe -haut et passe-bas, comme sur casques stéréo IR,deux voies.

par ailleurs,les moyens de coupure de tension dangereuse TPC, sont tels que nous les avons dejà decrits pour frequences inférieures à celle du secteur et signal de controle constitué d'un code.

Planche 5,fi4,les signaux,dont signaux de controle,issus du ca
nteur à tore,amplifies son transmis ensemble, melangées par ondes
radio,us,IR ou autres.A la réceptlon/démodulation, R+D, on les séare par filtres,suivis de TPC,traitements pour coupure vus précé
demment-dont le filtre de séparation du signal d'accident,ici,a
50 Hz,signal pouvant provenir,indiffremment de l'un ou l'autre
tore.L8ensemble des sécurités S ,sorties à I par exemple hors
accident,actionne une ou plusieurs portes hT,pour couper la tensio
ion en cas d'accident.

Planche 6,figI,la liaison est par fibre optique non conductrice
de ltélectricité.On pourrait utiliser selon l'invention d'autres types de guide d'onde non sonducteurs,ondes sonores,ultrasonores Uhf ou millimétriques.On utilise ,ici, le maximum de différentiation
on des deux tores, signaux de controle et porteuses IR différents,
et on injecte un signal pour controle de filtre SCF(25,50 ou 60HZ
selon pays).0n peut utiliser,dans le cadre de l'invention,utili
ser des modalités différentes de la précédente. la liaison par
fibres optiques est particuliérement recommandable dans le cas
de signaux de controle à fréquence inférieure á celle du réseau
les deux voies D et G sont parfaitement separées.

Les champs magnétiques ies appareils avoisinants ont peu d'in
fluence si le noyau magnétique du tore est de haute qualité et le
bobinage réparti régulierement,cependant,il a eté trouve que lts
influence des champs variables extérieurs pouvait etre compensée
en disposant en série avec le bobinage du tore,dans le sens con
venable,une bobine extérieure,non bobinée sur le noyau magnetique,
,fig2,extrémites cc',quelques spires suffisent, on peut ajuster
au mieux par Raj la compensation.La bobine peut etre disposee
autrement,petite bobine orientable fixée sur un cote du tore,
on peut aussi amplifier le signal de cc' et l'opposer apres re
dressement/filtrage ou le comparer(comparateurs AOp),cependant
il est a craindre que l'homme s'électrocute en meme temps que son
dispositif à tore est pratiquement appuyé contre un circuit magn
étique,trés mauvais, à trè3 fort rayonnement(épaule appuyée contre
un mauvais transfo. ),la compensation peut atteindre des valeurs
énormes, rendant pratiquement inopérant le dispositif selon l'inven
tion.Une solution a ces problémes est l'utilisation de deux voies
au moins.Une voie relativement peu sensible,agissant par exemple
lorsque le courant traversant le bras entouré par le tore atteint
50 mA;;et une voie plus sensible, 10 mA par exemple,mais moins sure
en raison de la compensation pouvant etre excessive(bien qu'on
nuise la limiter par un seuil,diodes Zener sur latension de
comnensation amplifiee et redressée, par exemple,voie IO mA passant à 30 mA de sensibilité en champs fort).Tout en conservant
ce principe des deux voies dont l'une a une sensibilité en courant d'electrisation de l'homme non affectable par des compensations,on a constaté que les champs magnetiques parasites conten
aient un fort taux d'harmoniques,tels que H3,I50 Hz, dans un premier temps,un filtre actif à CD4069 tel que F' relie à la voie nrincipale,fi3,etaît suivi d'un ampli tel que A',dont le gain g etait ajuste pour créer par redressement une tension de compensation pronortionnelle au signal parasite. cependant, le taux d'harmoniques étant variable,on a prefere le deduire du signal de cc': .le signal en cc' et le signal de la bobine du tore sont amplifiés et filtresFetF',de la meme facon,les tensions dues à H3 en sortie de A et A'sontappliquees à un comparateur AOp qui ajuste le gain
de l'ampli I ,à l'egalitela tension Vc,sortie de I, représente la tension due aux champs parasites, que l'on peut utiliser pour une compensation plus exacte.Sur cette fig3,on a represente une compensation possible de champs magnetiques impulsionnels,la voie plus sensible passe par l'ampli III,homologue de II,l'ampliIV fournit une tension continue en B. une impulsionde champs magnetique trés forte,courants de fermeture IO à 20 Inpar exemple, fait monter rapidement la tension en A et C,par rapport à B relié à un condensateur Cd,le comparateur AOp envoie une impulsion
Dositive sur la grille du FET qui court-circuite pratiquement ltentrée de l'ampli III de la voie sensible,mais pas d'une facon definitive en raison de la liaison par capacite C.On peut limiter son action,par exemple,temps de désensibilisation de la voie sensible limite à 40mS, et pas plus d'une intervention du dispositif en 5 secondes.ainsi homme est pratiquement protege en permanemce à la sensibilité maximum.

Sur la fig3, la tension de compensation Vc,aprés redressement filtrage est mise en opposition,ou comparee,avec le signal redresse de sortie du filtre fOHz,et la compensation realisée exactem nar reglage des niveaux.A cet effet,on approche un generateur de
champs parasites,mauvais transformateur,à l'oscilloscope Vc doit
etre au meme niveau que la sortie(5OHz)de l'ampli II.

Bien que la compensation soit possible,il semble préférable
d'utiliser un tres bon noyau magnetique,pour l'eviter.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS

   positif selon l'invention.

   tiques parasites constants ou impulsionnels sont associes au dis

   rites et des moyens de reduction de l'influence des champs magne

   que dispositif portatif à tore;selon des variantes,diverses secu-

   du code et/ou tonalite sonore caracteristique,particuliers à cha

   dispositifs àitore en service,par affichage de la fréquence ou

   gnal différent,est utilisé pour identifier et/ou différencier les

   effet de supprimer la tension dangereuse;;que ce signal,ou un si

   à la présence du signal d'accident à fréquence du réseau,ont pour

   de,ainsi que les altérations et/ou modifications de ce signal dues

   caractéristiques telles que la fréquence ou la combinaison de co

   voie,la modification de ce signal de controle en amplitude et/ou

   de la tension responsable de l'accident;à divers niveaux de la

   l'homme jusqu'au voisinage des circuits assurant la suppression

   transmettre les signaux dus à ltélectrisation/electrocution de

   partie amplificatrice,et d'autres circuits fonctionner et/ou

   precité,pour garantir l'aptitude du tore avec son bobinage,de la

   ,un au moins,est applique par couplage magnétique au tore capteur

   la tension responsable de l'accident;;et qu'u-n signal de controle

   amplifié,est utilise pour provoquer,à distance,la suppression de

   squ'un courant accidentel traverse la partie du corps concernée,

   corps humain;que le signal recueilli aux bornes du bobinage lor

   inage de plusieurs spires de fil isolé,entourant cette partie du

   corps humain ,telle qu'un bras,est détectée par un capteur à tore ,çircuit magnétique férmé sur le noyau duquel est enroulé un bob

   entre IO et 500 Hz,passant accidentellement dans une partie du

   I.Protection individuelle électrique caractérisée par le fait que le courant variable dangereux,tel que celui d'un reseau d'alimentation electrique en courant alternatif de frequence comprise
2. 2.Protection électrique selon la revendication T caracterisee

   par le fait que le noyau magnetique du capteur à tore est consti

   tue d'un matériau magnétique de pérmeabilite magnetique,initiale

   ou sous faible champs,elevee,superieure à 1000 et/ou orientée,

   matériau tel qu'un alliage fer-nickel à plus de 50% de ce dernier

   presentant une permeabilité maximale de I00 à 500 mille pour 1'

   alliage 78QjONi,4Mo,4Cu,I4Fe apres traitement thermique,alliages

   utilisés pour transformateurs ,blindages magnetiques,tetes de ma

   gnétophones;;ou d'un materiau dont la pérméabilité est considera

   blement plus elevee dans une direction ,tel que les toles à grains

   orientes de l'industrie sidérurgique utilises pour la construction de transformateurs toriques à faible champs de fuite,avec orientation de la direction de permeabilite la plus elevee parallelement au sens de la longueur du noyau magnetique,PlI,fig5;ou d' un materiau magnetique dit Ferrite,poudre magnetique moulee avec un liant,tel que la qualite utilisee pour la realisation de deviateurs image,à 50 ou 60Hz,des recepteurs de television,permettant ,à la frequence de 50 ou 60 Ho, de realiser un fort couplage magne- tique entre un courant circulant dans un conducteur entoure par le tore et le bobinage de fil de ce dernier.
3. 3.Protection individuelle electrique selon la revendication I caractérisée par le fait qu'un signal de controle , un au moins, constitué d'un signal périodique de fréquence quelconque,TBF;BF, constante ou variable/modulable,ou de séquences d'impulsions code ees est appliqué au capteur à tore par couplage magnetique pour garantir,par une securité de niveau d'amplitude sur ce signal, coupant la tension du reseau à defaut,placee,derriere un filtre selectif par exemple,juste avant I'entrée des déclancheurs charg és de provoquer la coupure tension réseau à augmentation de niveau du signal à fréquence rese?u,50 ou 60 Hzdue à l'accident,que ces déclancheurs réglés pour un niveau d'amplitude du signal d' accident,50,60 Hz,inférieur à celui du signal de controle garanti par la sécurite de niveau précitee,pourront agir en cas d'accident transmettant le signal à fréquence reseau à un niveau d'amplitude convenable,sans inhibition par saturation empechant d'atteindre les seuils de declanchement;;et pour controler automatiquement,avec coupure à defaut de reception correcte en amplitude et/ou caracteristiques,que le signal de controle est bien transmis depuis le noyau magnétique du tore jusqu'à la sortie de l'amplificateur,situe sur la partie fixe du dispositif de protection selon l'invention,precedant immediatement les divers declancheurs qui assurent la suppréssion de la tension responsable de l'accident; et/ou pour avoir un controle de fonctionnement et/ou une identification,de l'appareil en fonctionnement,par affiehage visuel en relation avec sa frequence ou son code de signal de controle et/ou par signal sonore,de preference en relation avec les caractéristiues du signal de controle tel que son proportionnel à la fréquence de ce signal(pour 300 Hz,sonorite à 600Hz..)ou lecture de code nar synthetiseur de voix,
4. 4 Protection individueLle électrique selon la revendicationI

   caracterisée par le fait que la transmission de l'information d'

   accident,de la partie portative liee au tore à la nartie fixe

   du dispositif selon l'invention chargee de supprimer la tension

   responsable en cas d'accident s'effectue,sans fil conducteur

   risquant de provoquer une électrisation de l'homme,par ondes cir

   culant dans l'air telles que sonores,ultra-sonores,electromagné-

   tiques,à fréquence radio ,ou lumineuses,visible,infra-rougeou UV

   circulant dans l'air ou guidées,guides d'onde de toute nature

   ou fibres optiques;la modulation de ces ondes porteuses peut etre

   d'un type quelquonque telle que modulation d'amplitude d'un taux de O à IOO%,de frequence,phase , BLU, ou autre,
5. 5.Protection électrique selon la revendication I caracterisée

   nar le fait que l'on utilise deux dispositifs de protection à to

   re,un à chaque bras,fixe au vetement par une patte d'épaule,tels

   que TI et T2,fig2,PII,tores formant brassards;;ou deux tores portes

   en eandoulière,croisés,l'un entourant le cou et le bras gauche,

   l'autre entourant le cou et le bras droit tels que TBI et TB2 , fig 5
6. 6 Protection électrique selon la revendication I caracterisee

   nar le fait que l'on utilise pour provoquer la coupure de tension

   responsable en cas d'accident, l'altération du signal de controle

   nar le signal á frequence du réseau, 50 ou 6OHz,du à l'accident

   d'électrisation de l'homme, cette alteration pouvant etre due à

   une transmodulation provoquée ou recherchée volontairement,

   le signal ainsi transmodulé donnant apres application à un trigger

   un signal de controle sous forme de salves, identifiable sur la

   nartie fixe PF aprés un filtre selectif par des interruptions

   Periodiques à la sortie d'un monostable redeclanchable qui était

   maintenu en sortie à I par le signal de contrôle non transmodule

   avant l'accident;ou bien l'altération est celle du code utilise

   comme signal de controle,dés que la séquence d'impulsions codees

   alterne par la présence du signal du à l'accident, la non-conform

   ité,lue par des circuits de logique,provoque la coupure de la ten

   sion dangereuse.
7. 7. Protection individuclle électrique selon la revendicationI

   caractérisée par le fait que lion utilise pour vérifier ltaptitude

   des filtres calés sur la fréquence du reseau,50 ou 60 ?z,á trans

   mettre le signal du à l'accident ,a' cette fréquence,un signal de

   controle des filtres à f réseau,50 ou 60HZ, SCF sur le fibres

   annexées,signal injecte à n niveau convenable pour parvenir à un niveau peu inferieur au seuil des declancheurs correspondants

   ,il est innecte,soit par boucle de courlage manetioue au tore, et ,dans ce cas,si le filtre à-Erequence reseau est selectif,genere avec precision de la frequence,oscillateur stable ou division a partir d'un quarz;soit il est injecte peu avant le filtre à frequence réseau sur la partie fixe PF, et obtenu,attenue, partir d'un transformateur relie au réseau, défaut de réception à un niveau suffisant en sortie des filtres ainsi controles,la tension reseau est coupee.
8. 8.Protection electrique selon la revendication I caracterisee par le fait que l'on utilise un signal de controle periodique de frequence inferieure à celle de la tension reseau, de preference sous forme d'impulsions breves par rapport à la periode,et que la oupure de tension reseau est provoquee lorsqu'un signal etranger

   ,tel que celui du à l'electrisation de l'homme,se presente entre deux impulsions consécutives du signal de controle,schema P14,fig 2;;et/ou qu'on utilise la presence sur la voie transmettant le si gnal de controle,la presence d'une frequence plus elevee,celle du signal 5C ou 60 Hz apparaissant lorsque l'homme est électrise ,pour provoquer la coupure de tension responsable de l'accident, telle que la securite S2pl4,figI
9. 9.Protection electrique selon la revendication I caracterisee nar le fait que la reduction de l'effet des champs magnetiques variables exterieurs captes par le tore est obtenue par utilisation de la tension induite par ces champs dans une bobine auxiliaire independante du bobinage du tore,bobine fixe ou orientable dont la tension de sortie est mise en opposition ou comparée a cella issue du bobinage du tore,avant ou apres amplification;;ou utlisee pour comparer le niveau d'harmoniques impairs à celui de la voie principale et generer une tension de compensation egale à celle due aux champs parasites- applicable à une deuxieme voie plus sensible que la voie principale,mais compensee.

   IO.Protection individuelle electrique caracterisée par le fait que les champs magnetiques impulsionnels emis à la mise sous tension d'appareils puissants sont compenses par comparaison dela montez de tension due à l'impulsion à la valeur moyenne ou de crete et Comnensation du signal et/ou reduction de sensibilite momentanee,nendant la duree de l'impulsion de champs,dtune deuxième voie plus sensible que la voie- principale dont la sensibilite n'est affectee Dar aucun dispositif capable de la reduire.