FR2564648A1 - Circuit breaker with electronic trip and multiple ratings - Google Patents
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Abstract
Description
DISJONCTEUR A DECLENCHEZiR ELECTRONIQUE ET A CALIBRES MULTIPLES
L'invention concerne un disjoncteur a declencheur électronique pour la
protection d'un réseau ou d'une installation à courant alternatif, et
comprenant -un capteur d'intensité pour controler l'intensité du courant circulant
dans chaque conducteur de phase du réseau et pour délivrer un signal
commun de mesure et d'alimentation au déclencheur, -un dispositif électronique de traitement dudit signal demesure en
provenance du capteur et comportant un circuit de déclenchement tempo
risé pour la protection contre les courants de surcharge, -un sélecteur de calibre agencé entre le capteur et le dispositif élec
tronique de traitement, -et un relais de déclenchement du mecanisme en cas d'emission d'un ordre
d'ouverture par le circuit de déclenchement temporisé.CIRCUIT BREAKER WITH ELECTRONIC TRIGGER AND MULTIPLE CALIBERS
The invention relates to a circuit breaker with electronic trip device for
protection of an AC network or installation, and
comprising an intensity sensor to control the intensity of the circulating current
in each phase conductor of the network and to deliver a signal
common measurement and supply to the trip unit, an electronic device for processing said measurement signal in
from the sensor and including a tempo trigger circuit
rated for protection against overload currents, -a caliber selector arranged between the sensor and the electrical device
processing tronic, -and a relay for triggering the mechanism in the event of an order being issued
opening by the timed trip circuit.
Le déclencheur électronique est à propre courant, et la modification
du calibre par ajustage local ou distance du sélecteur permet de dis
poser d'une gamme complete de disjoncteurs avec le même appareil de
taste. Le sélecteur de calibre peut être formé au choix par un pont
résistif diviseur de tension, un potentiometre, un rhéostat de réglage,
ou un calibrateur amovible à enfichage 9 résistance fixe ou variable.The electronic trip unit has its own current, and the modification
of the caliber by local adjustment or distance of the selector allows to dis
install a full range of circuit breakers with the same device
taste. The caliber selector can be optionally formed by a bridge
resistive voltage divider, potentiometer, adjustment rheostat,
or a removable plug-in calibrator 9 fixed or variable resistance.
En présence d'un courant de surcharge dont l'intensité est supérieure
au courant nominal d'un calibre donné, le circuit de déclenchement tem-
porisé envoie un ordre d'ouverture au bout d'un temps prédéterminé.In the presence of an overload current whose intensity is higher
at the nominal current of a given rating, the tripping circuit
porized sends an opening order after a predetermined time.
L'excitation du relais provoque le déclenchement du mécanisme, et ltou-
verture des contacts du disjoncteur. La continuité du service ntest
plus assurée, ce qui nécessite l'intervention de l'utilisateur qui doit
réarmer le disjoncteur apres un éventuel délestage manuel de quelques
récepteurs. L'utilisateur est uniquement en mesure de détecter le
dépassement de calibre apres déclenchement du disjoncteur. Excitation of the relay triggers the mechanism, and ltou-
green of the circuit breaker contacts. Continuity of ntest service
more assured, which requires the intervention of the user who must
reset the circuit breaker after possible manual load shedding of a few
receivers. The user is only able to detect the
overshoot after tripping of the circuit breaker.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un disjoncteur déclencheur électronique perfectionné avec indication préalable du risque de déclenchement par surconsommation.The object of the invention is to remedy these drawbacks and to allow an improved electronic trip circuit breaker to be produced with prior indication of the risk of tripping due to overconsumption.
Le dispositif électronique du declencheur selon l'invention comporte des moyens de surveillance du depassement de calibre, agencee pour envoyer un signal auxiliaire a un organe d'alarme et/ou de commande avant ltemission de l'ordre d'ouverture délivre par le circuit de declenchement temporise au relais.The electronic device of the trip device according to the invention comprises means for monitoring the overshoot, arranged to send an auxiliary signal to an alarm and / or control device before sending the opening order issued by the circuit. time delay tripping at the relay.
La temporisation du circuit de declenchement, notamment à long retard
LR est definie par une constante de temps fixe ou reglable au cours de laquelle, les moyens de surveillance delivrent ledit signal auxiliaire.The timing of the trip circuit, especially long delay
LR is defined by a fixed or adjustable time constant during which the monitoring means deliver said auxiliary signal.
Cette caracteristique est particulierement avantageuse dans le cas d'un disjoncteur d'abonné dans lequel la position du selecteur de calibre determine la tarification de l'abonnement souscrit par l'utilisateur.This characteristic is particularly advantageous in the case of a subscriber circuit breaker in which the position of the gauge selector determines the pricing of the subscription subscribed by the user.
L'emission du signal auxiliaire vers un organe de visualisation, notamment un indicateur analogique ou numérique, ou une lampe clignotante, avertit l'utilisateur avant le déclenchement. Le signal auxiliaire peut également etre appliqué à un organe de commande, notamment un contacteur ou un relais, destiné effectuer un délestage automatique de certains départs non prioritaires avant le déclenchement. Le signal auxiliaire peut d'autre part modifier à distance le calibre du disjoncteur pour des besoins de télegestion de la puissance appelée.The emission of the auxiliary signal to a display device, in particular an analog or digital indicator, or a flashing lamp, warns the user before triggering. The auxiliary signal can also be applied to a control member, in particular a contactor or a relay, intended to carry out an automatic load shedding of certain non-priority departures before tripping. The auxiliary signal can on the other hand modify the size of the circuit breaker remotely for the purposes of remote control of the power demanded.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif dans lequel la figure 1 est une vue synoptique d'un déclencheur électronique equipé d'un dispositif de surveillance selon l'invention, la figure 2represente unschema detaille du déclencheur selon la figure 1. Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of an embodiment of the invention given by way of nonlimiting example in which FIG. 1 is a block diagram of an electronic trip device equipped with 'a monitoring device according to the invention, Figure 2represent unschema detail of the trigger according to Figure 1.
La figure 1 montre un déclencheur 10 électronique d'un disjoncteur de
protection calibres multiples, inséré dans un réseau alternatif
basse tension. Chaque conducteur 12 actif de phase traverse un capteur
de courant 14, et peut etre interrompu par l'ouverture d'un contact
mobile 16 coopérant avec le mécanisme i8. Ce dernier est équipé d'une
commande manuelle bouton de déclenchement 20 et 9 bouton de réarme
ment 22, et d'une commande d'ouverture automatique pilotée par un
relais de déclenchement 24. Un déclencheur électromagnetique 26 instan
tané peut agir directement sur le verrou du mecanisme 18 avant l'inter
vention du déclencheur électronique 10.Le déclencheur 26 est parcouru
par le courant circulant dans le conducteur 12.FIG. 1 shows an electronic trip device 10 of a circuit breaker
protection multiple calibers, inserted in an alternative network
low tension. Each active phase conductor 12 passes through a sensor
current 14, and can be interrupted by opening a contact
mobile 16 cooperating with the i8 mechanism. The latter is equipped with a
manual control trigger button 20 and 9 reset button
ment 22, and an automatic opening command controlled by a
trip relay 24. An electromagnetic trip device 26 instan
tané can act directly on the lock of mechanism 18 before the inter
vention of the electronic trigger 10. Trigger 26 is traversed
by the current flowing in the conductor 12.
L'enroulement secondaire de mesure du capteur de courant 14 est connecté
un circuit redresseur et de filtrage 28 délivrant un signal de sortie
qui est l'image de l'intensite du courant circulant dans le conducteur
12. Le calibre du disjoncteur est ajuste au moyen d'un organe de reglage
à se lecteur 30 resistif intercale entre le circuit 28 et un dispositif
electronique 32 de traitement du signal.The secondary measurement winding of the current sensor 14 is connected
a rectifier and filter circuit 28 delivering an output signal
which is the image of the intensity of the current flowing in the conductor
12. The size of the circuit breaker is adjusted by means of an adjustment device
resistive reader 30 inserted between circuit 28 and a device
32 signal processing electronics.
Le sélecteur 30 de calibre peut etre forme par divers éléments resistifs
R constitues au choix par; -un pont resistif diviseur de tension, resistances variables, -un potentiomètre ou un rheostat de reglage, -un calibrateur amovible à enfichage équipe d'une resistance fixe ou
variable, l'enlevement du calibrateur provoquant la commutation automa
tique sur le calibre minimum, -un commutateur à résistances dispose à l'exterîeur du disjoncteur et
relie électriquement à une prise du disjoncteur au moyen d'un circuit de
liaison de maniere à autoriser un calibrage à distance sur une plage
étendue, notamment à partir du coffret du compteur dans le cas d'un
disjoncteur de branchement, tel que décrit dans la demande de brevet
français N" 82 16 712 déposée le 30.09.1982 par la demanderesse.The caliber selector 30 can be formed by various resistive elements
R constituted by choice by; -a resistive voltage divider bridge, variable resistances, -a potentiometer or an adjustment rheostat, -a removable calibrator with plug-in fitted with a fixed resistance or
variable, removal of the calibrator causing automatic switching
tick on the minimum rating, -a resistance switch has on the outside of the circuit breaker and
electrically connects to a circuit breaker socket by means of a
link so as to authorize remote calibration on a range
scope, in particular from the meter box in the case of a
branch circuit breaker, as described in the patent application
French No. 82 16 712 filed on 30.09.1982 by the plaintiff.
Le dispositif électronique 32 de traitement du signal i ssu du sélecteur
30 comporte deux circuits 34, 36, de déclenchement temporisé à long retard LR et à court retard CR, destinés à envoyer un ordre d'ouverture au relais de déclenchement 24, respectivement en cas de surcharge et de court-circuit. Chaque circuit 34,36 est forme par un opérateur analogique à amplificateur opérationnel susceptible d'élaborer une courbe de déclenchement à temps inversé. La temporisation du circuit 36 est définie par une constante de temps inférieure à celle du circuit 34.Il en résulte que le point de déclenchement du circuit 36 est atteint plus rapidement (court retard) que celui du circuit 34 (long retard), mais uniquement en présence de courants de courts-circuits dans le conducteur 12, dont l'intensité est supérieure à un seuil ICR prédéterminé par exemple un multiple du courant nominal In. Le circuit 34 de déclenchement long retard LR intervient uniquement pour les courants de surcharge dont l'intensité est inférieure au seuil ICR précité.The electronic device 32 for processing the signal i from the selector
30 comprises two circuits 34, 36, of delayed triggering with long delay LR and short delay CR, intended to send an opening command to the trigger relay 24, respectively in the event of overload and of short circuit. Each circuit 34, 36 is formed by an analog operator with an operational amplifier capable of developing an inverse time tripping curve. The timing of circuit 36 is defined by a time constant lower than that of circuit 34. As a result, the trigger point of circuit 36 is reached more quickly (short delay) than that of circuit 34 (long delay), but only in the presence of short-circuit currents in the conductor 12, the intensity of which is greater than a predetermined ICR threshold, for example a multiple of the nominal current In. The long delay tripping circuit LR intervenes only for overload currents whose l intensity is below the aforementioned ICR threshold.
Le courant nominal In est déterminé par le sélecteur 30 de calibre et la constante de temps de chaque circuit 34,36 de déclenchement LR, CR est fixe ou réglable.The nominal current In is determined by the caliber selector 30 and the time constant of each LR, CR tripping circuit 34.36 is fixed or adjustable.
Le circuit 36 de déclenchement temporisé à court retard CR peut, bien entendu, être remplacé par un circuit de déclenchement instantané -INST qui provoque l'excitation sans retard-du relais 24 dès que l'intensité du courant de court-circuit dépasse le seuil ICR. The CR 36 short-time delayed tripping circuit can, of course, be replaced by an instantaneous tripping circuit -INST which causes the excitation without delay of the relay 24 as soon as the intensity of the short-circuit current exceeds the threshold ICR.
Le fonctionnement d'un tel déclencheur 10 analogique est bien connu des spécialistes. Le seuil d'intervention du déclencheur électroiragnétique 26 est compris entre le seuil ICR du circuit 36 et le courant maximum admissible correspondent à la tenue electrodynamique du disjoncteur. te déclencheur 26 sera donc actif en présence de courants de courts-circuits très importants.The operation of such an analog trip device is well known to specialists. The intervention threshold of the electromagnetic trip device 26 is between the ICR threshold of the circuit 36 and the maximum admissible current correspond to the electrodynamic withstand of the circuit breaker. The trigger 26 will therefore be active in the presence of very large short-circuit currents.
Selon l'invention, le dispositif électronique 32 de traitement comprend de plus des moyens 38 de surveillance du dépassement de calibre destinés à avertir l'utilisateur du risque de déclenchement par surconsommation.According to the invention, the electronic processing device 32 further comprises means 38 for monitoring the overshooting of the caliber intended to warn the user of the risk of triggering by overconsumption.
Les moyens de surveillance 38 sont sensibles au signal de sortie du sélecteur 30 de manière à délivrer un signal auxiliaire de commande ou d'alarme dès que l'intensité du courant dans le conducteur 12 dépasse le courant nominal In fixé par le commutateur 30 de calibre. Cette
caractéristique est particulièrement intéressante dans le cas d'un
disjoncteur d'abonné ou de branchement dans lequel l'ajustage du sélec
teur 30 de calibre détermine la tarification de l'abonnement souscrit
par l'utilisateur.The monitoring means 38 are sensitive to the output signal from the selector 30 so as to deliver an auxiliary command or alarm signal as soon as the current intensity in the conductor 12 exceeds the nominal current In fixed by the caliber switch 30 . This
characteristic is particularly interesting in the case of a
subscriber or branch circuit breaker in which the selec adjustment
caliber 30 determines the pricing of the subscription
by the user.
L'émission du signal auxiliaire à la sortie des moyens de surveillance
38 s'opère avant l'intervention du circuit 34 de déclenchement à long
retard LR, et peut être utilisée de différentes manières -soit par application à un indicateur 40 analogique ou numérique de
surconsommation, -soit par application à un voyant 42 de contrôle provoquant un cligno tement lumineux dont la fréquence s'accélère au au fur et A mesure de
l'écoulement de la temporisation du circuit 34 de déclenchement à long
retard LR, -soit par application à un relais 44 ou un contacteur de commande d'un
contact 46 auxiliaire.The emission of the auxiliary signal at the output of the monitoring means
38 operates before the intervention of the long trip circuit 34
delay LR, and can be used in different ways - either by application to an analog or digital indicator 40 of
overconsumption, either by application to a control light 42 causing a flashing light whose frequency accelerates progressively as
the timing of the long trip circuit 34 has elapsed
delay LR, either by application to a relay 44 or a control contactor of a
auxiliary contact 46.
Les deux premiers cas concernent une simple alarme, et l'utilisateur a
la possibilité de demander une modification de tarification à l'agent distributeur par changement de calibre du sélecteur 30, ou de conserver
l'abonnement initial en effectuant un délestage manuel de certains
départs.The first two cases involve a simple alarm, and the user has
the possibility of requesting a change in pricing from the distributor by changing the caliber of selector 30, or keeping
the initial subscription by performing a manual load shedding of certain
departures.
Le troisième cas est particulièrement adapté à la télégestion de la puissance appelée, le relais 44 pouvant être utilisé soit pour effec
tuer un délestage automatique de certains départs non prioritaires avant
l'émission de l'ordre de déclenchement par le circuit 34, soit pour
modifier à distance le calibre du sélecteur 30 à résistances R.The third case is particularly suitable for remote management of the power demanded, relay 44 being able to be used either for
kill an automatic load shedding of certain non-priority departures before
the issuance of the trip order by circuit 34, i.e. for
remotely modify the caliber of selector 30 with resistance R.
La figure 2 représente un exemple de réalisation du déclencheur 10 selon
la figure 1, appliqué à un disjoncteur bipolaire de branchement pour un
réseau monophasé à conducteur de phase 12 et à conducteur de neutre N.FIG. 2 represents an exemplary embodiment of the trigger 10 according to
Figure 1, applied to a two-pole connection circuit breaker for a
single phase network with phase 12 conductor and neutral conductor N.
Le circuit de déclenchement différentiel n'a pas été représenté. Les circuits 34,36 de déclenchement temporisé à long retard LR et à court retard CR du déclencheur 10 sont classiques et similaires à ceux de la demande de brevet français NO 82 16 712 précitée dans laquelle des composants identiques portent les mêmes numéros de référence. Le capteur de courant 14 du déclencheur 10 à propre courant est formé par un transformateur de courant associé au conducteur de phase 12 pour fournir à la fois la tension d'alimentation du dispositif électronique 32, et la tension de mesure qui est l'image du courant circulant dans le conducteur 12. La sortie du pont redresseur D est connectée aux bornes d'un condensateur C1 d'emmagasinage et une diode D23 empêche la décharge du condensateur C1 dans le sélecteur de calibre 30 9 résistances. The differential trip circuit has not been shown. The long delay LR and short delay CR trigger trigger circuits 34,36 of the trigger 10 are conventional and similar to those of the aforementioned French patent application NO 82 16 712 in which identical components bear the same reference numbers. The current sensor 14 of the trigger 10 with own current is formed by a current transformer associated with the phase conductor 12 to supply both the supply voltage of the electronic device 32, and the measurement voltage which is the image of the current flowing in the conductor 12. The output of the rectifier bridge D is connected to the terminals of a capacitor C1 of storage and a diode D23 prevents the discharge of the capacitor C1 in the caliber selector 30 9 resistors.
Les moyens 38 de surveillance du dépassement de calibre sont formés par un circuit électronique analogique relié par un conducteur de liaison 50 et une résistance R 120 à un point de raccordement du condensateur
C1 la cathode de la diode D23. La tension d'alimentation aux bornés du condensateur C1 permet de charger un condensateur Cs travers la résistance R 120. En cas de dépassement de calibre, la tension aux bornes de condensateur C5 atteint rapidement le seuil de conduction d' une diode Zener D17. Le passage du courant dans la diode D17 provoque le déclenchement d'un thyristor TH2 entraînant la conduction d'un transistor T1 dont l'émetteur est relié à la gâchette d'un triac TR1 à travers une résistance R17.Une diode D18 et un condensateur C7 sont branchés en parallèle entre la gâchette du triac TRi et la masse. La conduction du triac TR1 permet de commander soit un relais à déclenchement retardé, soit une alarme lumineuse ou sonore avant que le circuit 34 de déclenchement temporisé à long retard n'ait envoyé un ordre d'ouverture au thyristor TH1 de commande du relais 24 de déclenchement.The means 38 for monitoring the overshoot are formed by an analog electronic circuit connected by a connecting conductor 50 and a resistor R 120 at a connection point of the capacitor.
C1 the cathode of diode D23. The supply voltage at the terminals of the capacitor C1 makes it possible to charge a capacitor Cs through the resistor R 120. If the gauge is exceeded, the voltage across the capacitor C5 rapidly reaches the conduction threshold of a Zener diode D17. The flow of current in diode D17 triggers a thyristor TH2 causing the conduction of a transistor T1 whose emitter is connected to the trigger of a triac TR1 through a resistor R17. A diode D18 and a capacitor C7 are connected in parallel between the triac TRi trigger and the ground. The conduction of the triac TR1 makes it possible to control either a delayed-release relay or a light or sound alarm before the circuit 34 of delayed, long-delay release has sent an opening order to the thyristor TH1 for controlling the relay 24 of trigger.
Selon la variante de la figure 3, le triac TR1 est supprimé, et le cir cuit collecteur du transistor T1 est relié à une alimentation 52 auxiliaire par l'intermédiaire d'un relais 44. La conduction du transistor
T1 intervint de la même maniere- que celle exposée en référence à la
Figure 2. Le relais 44 comporte deux contacts 46a, 46b auxiliaires, dont l'un 46b sert à actionner un relais de délestage ou un indicateur, et dont l'autre 46a provoque l'alimentation d'un oscillateur 54 associé une alarme 56 sonore.According to the variant of FIG. 3, the triac TR1 is eliminated, and the collector cir cuit of the transistor T1 is connected to an auxiliary supply 52 by means of a relay 44. The conduction of the transistor
T1 intervened in the same way as that described with reference to the
Figure 2. Relay 44 has two auxiliary contacts 46a, 46b, one of which 46b is used to activate a load-shedding relay or an indicator, and the other of which 46a causes an oscillator 54 associated with an audible alarm 56 to be powered .
Sur la figure 4, le relais 44 est alimenté à propre courant par le dispositif 32 en étant raccordé au point de connexion du condensateur C5 et de la résistance R 120. L'autre borne du relais 44 est agencée dans le circuit collecteur du transistor T1 qui engendre une fermeture fugitive du contact auxiliaire 46b en cas de dépassement de calibre.In FIG. 4, the relay 44 is supplied at its own current by the device 32 while being connected to the connection point of the capacitor C5 and the resistor R 120. The other terminal of the relay 44 is arranged in the collector circuit of the transistor T1 which generates a temporary closure of the auxiliary contact 46b in the event of oversize.
L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de mise en oeuvre plus particulièrement décrits et représentés aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences électrotechniques et électroniques, notamment celle dans laquelle les circuits analogiques 34,36,38 du dispositif électronique 32 de traitement du signal délivré par le sélecteur 30 sont remplacés par un système numérique à microprocesseur. The invention is of course by no means limited to the modes of implementation more particularly described and represented in the appended drawings, but it extends on the contrary to any variant remaining within the framework of electrotechnical and electronic equivalences, in particular that in which the analog circuits 34, 36, 38 of the electronic device 32 for processing the signal delivered by the selector 30 are replaced by a digital microprocessor system.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8407999A FR2564648B1 (en) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | CIRCUIT BREAKER WITH ELECTRONIC TRIGGER AND MULTIPLE CALIBERS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8407999A FR2564648B1 (en) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | CIRCUIT BREAKER WITH ELECTRONIC TRIGGER AND MULTIPLE CALIBERS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2564648A1 true FR2564648A1 (en) | 1985-11-22 |
| FR2564648B1 FR2564648B1 (en) | 1989-10-13 |
Family
ID=9304286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8407999A Expired FR2564648B1 (en) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | CIRCUIT BREAKER WITH ELECTRONIC TRIGGER AND MULTIPLE CALIBERS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2564648B1 (en) |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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