FR2568425A1 - Circuit de coupure de courant en cas de defaut a la terre, avec protection contre l'interruption des conducteurs de neutre et de terre. - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION PORTE SUR UN CIRCUIT DE COUPURE DE COURANT EN CAS DE DEFAUT A LA TERRE QUI REAGIT AUSSI BIEN A DES CONDITIONS D'INTERRUPTION DES CONDUCTEURS DE NEUTRE13 ET DE TERRE15, QU'A L'EXISTENCE D'UN DEFAUT A LA TERRE. ON UTILISE DANS CE BUT UN ENROULEMENT SECONDAIRE SUPPLEMENTAIRE71 SUR LE TRANSFORMATEUR DIFFERENTIEL29 D'UN CIRCUIT DE COUPURE EN CAS DE DEFAUT A LA TERRE DE TYPE COURANT. L'INTERRUPTION DU CONDUCTEUR DE NEUTRE OU DU CONDUCTEUR DE TERRE FAIT CIRCULER DANS L'ENROULEMENT SECONDAIRE SUPPLEMENTAIRE UN COURANT QUI INDUIT UN SIGNAL DE DECLENCHEMENT DANS L'ENROULEMENT SECONDAIRE37 DE FACON A DECLENCHER L'OUVERTURE D'UN CONTACT59 BRANCHE DANS LE CONDUCTEUR DE PHASE11. LA COMMANDE DU CONTACT S'EFFECTUE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN THYRISTOR55 ET D'UN ELECTRO-AIMANT57.
Description
CIRCUIT DE COUPURE DE COURANT EN CAS DE DEFAUT A
LA TERRE, AVEC PROTECTION CONTRE L'INTERRUPTION
DES CONDUCTEURS DE NEUTRE ET DE TERRE
La présente invention concerne de façon générale des circuits de coupure de courant en cas de défaut à la terre, et elle porte plus particulièrement sur un circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre qui est actionné de façon à interrompre le conducteur de phase non
seulement sous l'effet d'un défaut à la terre, mais égale-
ment en cas d'interruption du conducteur de neutre ou du
conducteur de terre.
On utilise des circuits de coupure de courant en cas de défaut à la terre pour assurer la protection contre une mise à la terre involontaire d'un conducteur de phase,
comme dans le cas o une personne se trouve accidentelle-
ment connectée entre le conducteur de phase et la terre au
niveau d'une prise de courant domestique. Une forme couran-
te d'un tel circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre comprend un transformateur différentiel avec des enroulements primaires opposés, dont l'un est associé au conducteur de phase et l'autre au retour de neutre. Si un défaut à la terre se produit du c8té du circuit de coupure qui correspond à la charge, les deux enroulements primaires n'annulent pas leurs effets, ce qui a pour effet de faire
circuler un flux dans le circuit magnétique du transforma-
teur. Un enroulement secondaire du transformateur différen-
tiel détecte cette circulation résultante de flux et actionne alors un dispositif d'ouverture de circuit pour
interrompre le conducteur de phase.
Bien que ces circuits de coupure de courant en cas de défaut à la terre fonctionnent de façon tout à fait correcte dans la plupart des situations, ils sont alimentés à partir du conducteur de phase et ils utilisent donc le conducteur de neutre (ou dans certains cas le conducteur de
terre) pour fermer le circuit. Par conséquent, si le con-
ducteur de neutre (ou de terre) était interrompu entre la source d'énergie et le circuit de coupure, il ne serait pas possible d'exciter le dispositif d'ouverture de circuit du
circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre.
Par conséquent, dans le cas d'un défaut à la terre, le cir-
cuit de coupure n'interromprait pas le conducteur de phase et il y aurait un risque qu'une personne soit exposée à une
électrocution ou qu'un matériel soit exposé à une détério-
ration. Il existe d'autres types de situations dans
lesquelles apparaissent des dangers contre lesquels le cir-
cuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre de
type classique n'assure aucune protection. Ainsi, une ten-
sion pourrait apparaître entre le conducteur de neutre et le conducteur de terre, et si cette tension devenait
suffisamment grande, elle pourrait créer une situation dan-
gereuse. De plus, si les connexions d'entrée venaient à
être inversées, de façon que l'entrée d'énergie soit connec-
tée au conducteur de neutre, le circuit de coupure de cou-
rant en cas de défaut à la terre pourrait devenir inopérant
ou d'autres dangers pourraient apparaître.
Il est donc souhaitable de disposer d'un cir-
cuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre qui puisse être actionné en présence de diverses conditions, comme des conducteurs de neutre ou de terre interrompus, ou une inversion des connexions d'entrée, afin d'assurer la
protection contre tout danger résultant associé à ces con-
ditions, ainsi qu'à d'autres, tout en procurant la protec-
tion fondamentale contre les défauts à la terre.
L' invention vise à fournir un dispositif dans lequel le circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre sera excité de façon à interrompre le conducteur de phase si le conducteur de neutre ou de terre est interrompu, si une tension supérieure à une tension prédéterminée existe
entre les conducteurs de neutre et de terre, ou s'il exis-
te une inversion desconnexions d'entrée du circuit de cou-
pure. On obtient ces importants avantages supplémentaires en ajoutant un nombre relativement faible de composants supplémentaires au circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre de type classique, ce qui minimise la
complexité et le coût supplémentaires du circuit.
Pour parvenir à ces résultats, on place un
enroulement secondaire supplémentaire sur le transforma-
teur différentiel. Cet enroulement secondaire supplémentai-
re comporte un nombre de spires tel que lorsque le courant dans l'enroulement secondaire supplémentaire dépasse une valeur prédéterminée, l'enroulement secondaire produit un
signal de déclenchement pour exciter le dispositif d'ouver-
ture du circuit. L'enroulement secondaire supplémentaire
est connecté entre les conducteurs de neutre et de terre.
Une résistance supplémentaire est connectée en série avec l'enroulement secondaire supplémentaire, pour contribuer à l'établissement d'une tension prédéterminée que la tension entre les conducteurs de neutre et de terre doit dépasser avant qu'un courant de valeur prédéterminée ne circule dans l'enroulement secondaire supplémentaire. La résistance supplémentaire sert en outre à limiter la surintensité
susceptible de circuler dans l'enroulement secondaire sup-
plémentaire et elle contribue donc à protéger cet enroule-
ment contre une détérioration. De plus, dans l'un des modes
de réalisation préférés, une paire de diodes zener bran-
chées tête-bêche sont connectées en série avec l'enroulement secondaire supplémentaire et la résistance supplémentaire, pour empêcher la circulation d'un courant dans l'enroulement
secondaire supplémentaire, sauf si la tension entre les con-
ducteurs de neutre et de masse dépasse une tension prédéter-
minée fixée de façon précise.
Une connexion d'alimentation est établie du con- ducteur de phase (fréquemment appelé simplement "phase") vers le conducteur de terre. Une résistance de limitation de
puissance est placée dans la connexion d'alimentation.
Ainsi, dans le cas o le conducteur de terre est interrompu
entre la source d'énergie électrique et le circuit de coupu-
re, l'enroulement secondaire supplémentaire sera traversé par un courant circulant de la phase vers le conducteur de terre et traversant l'enroulement secondaire supplémentaire
en direction du neutre. De ce fait, le dispositif d'ouvertu-
re de circuit sera excité et le conducteur de phase sera interrompu. Dans un mode de réalisation préféré, une seconde connexion d'alimentation est établie du conducteur de phase vers le conducteur de neutre, par l'intermédiaire d'une seconde résistance de limitation de puissance. Avec cette adjonction, si le conducteur de neutre est interrompu entre la source et le circuit de coupure, un chemin de circulation
de courant est établi du conducteur de phase vers le conduc-
teur de neutre et vers la terre, par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire supplémentaire. Ceci-aura à nouveau
pour effet d'actionner le dispositif d'ouverture de circuit.
Une forme courante du dispositif d'ouverture de
circuit consiste en un interrupteur actionné par un électro-
aimant, branché dans le conducteur de phase, avec l'électro-
aimant connecté en série avec un thyristor. Une extrémité de
ce circuit série est connectée au conducteur de phase, tan-
dis que l'autre extrémité doit être connectée à un retour,
c'est-à-dire soit le conducteur de neutre, soit le conduc-
teur de terre. Du fait que l'excitation doit pouvoir avoir lieu dans le cas o le conducteur de neutre ou le conducteur de terre est interrompu, il est nécessaire de prévoir un moyen pour diriger le courant traversant le thyristor vers le conducteur qui n'est pas interrompu. On réalise ceci au
moyen d'une paire de diodes branchées tête-bêche et connec-
tées entre le conducteur de neutre et le conducteur de terre, avec la cathode du thyristor connectée au point
milieu des diodes branchées tête-bêche.
Dans un second mode de réalisation de l'inven-
tion, l'actionnement du dispositif d'ouverture de circuit sous l'effet d'une interruption du neutre ne repose pas sur la cixculation d'un courant dans l'enroulement secondaire supplémentaire, mais sur la chute de tension aux bornes de cet enroulement et de la résistance supplémentaire. Le côté négatif de l'alimentation d'un amplificateur qui applique
le signal de sortie de l'enroulement secondaire à la gâchet-
te du thyristor est donc connecté au conducteur de neutre.
Dans le cas d'une interruption du neutre, tout courant devra
traverser l'enroulement secondaire supplémentaire en circu-
lant vers le conducteur de terre. Ceci élèvera le potentiel du neutre par rapport à la terre, ce qui déclenchera le
thyristor par l'intermédiaire de l'amplificateur.
Avec les circuits décrits, le circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre sera déclenché en
présence d'un conducteur de neutre interrompu ou d'un con-
ducteur de terre interrompu, ainsi qu'en présence d'un
défaut à la terre du côté du circuit de coupure qui corres-
pond à la charge. En outre, une tension supérieure à une
tension prédéterminée entre le neutre et la terre entraine-
ra également le déclenchement du circuit de coupure pour interrompre le conducteur de phase, et il en sera de même en cas d'inversion par erreur des connexions d'entrée du
circuit de coupure.
Un aspect de l'invention porte sur un circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre, destiné à être utilisé dans un système comportant des conducteurs de
phase, de neutre et de terre qui relient une source d'éner-
gie à une charge, caractérisé en ce qu'il comprend: un transformateur différentiel ayant une paire d'enroulements primaires opposés et un enroulement secondaire; des moyens d'ouverture de circuit qui interrompent le conducteur de phase sous l'effet d'un signal de déclenchement qui est produit dans l'enroulement secondaire lorsqu'un défaut à la terre se produit; des moyens d'actionnement qui réagissent à une interruption du conducteur de neutre ou du conducteur de terre entre la source et le circuit de coupure de courant
en cas de défaut à la terre, en excitant les moyens d'ouver-
ture de circuit pour interrompre le conducteur de phase; et des moyens d'aiguillage destinés à fermer un circuit d'excitation pour les moyens d'ouverture de circuit vers celui des conducteurs de neutre ou de terre qui n'est pas interrompu, sans établir un chemin pour le courant entre les
conducteurs de neutre et de terre.
Un autre aspect de l'invention porte sur un cir-
cuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre, pré-
vu pour l'utilisation avec un système comportant des conduc-
teurs de phase, de neutre et de terre, caractérisé en ce
qu'il comprend un transformateur différentiel ayant une pai-
re d'enroulements primaires opposés et un enroulement
secondaire; des moyens d'ouverture de circuit qui interrom-
pent les conducteurs de phase et de neutre sous l'effet d'un signal de déclenchement qui est produit dans l'enroulement secondaire lorsqu'un défaut à la terre se produit; un enroulement secondaire supplémentaire sur le transformateur
différentiel; et des moyens de commande destinés à permet-
tre la circulation d'un courant supérieur à une valeur pré-
déterminée dans l'enroulement secondaire supplémentaire,
seulement en présence de conditions qui créent entre le con-
ducteur de neutre et le conducteur de terre une tension supérieure à une, tension prédéterminée, la circulation dans
l'enroulement secondaire supplémentaire d'un courant supé-
rieur à la valeur prédéterminée produisant un signal de déclenchement dans l'enroulement secondaire pour actionner
les moyens d'ouverture de circuit.
Un autre aspect de l'invention porte sur un cir-
cuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre prévu
pour l'utilisation dans un système comportant des conduc-
teurs de phase, de neutre et de terre qui relient une source d'énergie à une charge, caractérisé en ce qu'il comprend:
un transformateur différentiel ayant une paire d'enroule-
ments primaires opposés et un enroulement secondaire; des
moyens d'ouverture de circuit qui interrompent les conduc-
teurs de phase et de neutre sous l'effet d'un signal de déclenchement qui est produit dans l'enroulement secondaire lorsqu'un défaut à la terre apparaît; un enroulement
secondaire supplémentaire placé sur le transformateur dif-
férentiel et connecté entre les conducteurs de neutre et de
terre, cet enroulement secondaire supplémentaire étant con-
pu de façon à produire un signal de déclenchement dans l'enroulement secondaire lorsqu'un courant supérieur à une valeur prédéterminée circule dans l'enroulement secondaire supplémentaire; une impédance supplémentaire connectée en série avec l'enroulement secondaire supplémentaire entre les conducteurs de neutre et de terre, cette impédance
supplémentaire empêchant la circulation d'un courant supé-
rieur à la valeur prédéterminée dans l'enroulement secon-
daire supplémentaire, sauf si une tension supérieure à une tension prédéterminée apparaît entre le conducteur de neutre et le conducteur de terre; et des moyens d'alimentation destinés à créer entre les conducteurs de terre et de neutre une tension supérieure à la tension prédéterminée lorsque le conducteur de terre est interrompu entre la source et le circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à
2568425.
S
titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description
se réfère aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est uS schéma de circuit simplifié
d'un mode de réalisation préféré de l'invention.
La figure 2 est un schéma de circuit plus complet
du mode de réalisation préféré de la figure 1.
La figure 3 est un schéma de circuit simplifié
d'un second mode de réalisation de l'invention.
La figure 4 est un schéma d'un circuit plus com-
plet du mode de réalisation de la figure 3.
La figure 1 représente un schéma de circuit sim-
plifié du circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre de l'invention. Sur ce schéma, l'énergie provenant d'une source d'énergie électrique est acheminée vers une
charge par un conducteur de phase 11. Le retour de l'éner-
gie s'effectue par un conducteur de neutre 13, tandis qu'un
conducteur de terre 15 établit un chemin vers la terre.
La connexion du conducteur de phase 11 à la source d'énergie (non représentée) s'effectue par l'intermédiaire
de la borne 17, tandis que la connexion de la charge au con-
ducteur de phase Il s'effectue par l'intermédiaire de la borne 19. De façon similaire, une connexion à la source pour le conducteur de neutre 13 est réalisée par la borne 21, tandis que la connexion à la charge du conducteur de neutre 13 est effectuée par la borne 23. Une borne 25 établit une
connexion vers la terre du côté de la source pour le con-
ducteur de terre 15 du circuit de coupure. Pour établir une connexion à la charge sur le conducteur de terre 15, une borne 27 est placée du côté du circuit de coupure qui
correspond à la charge.
Le circuit de coupure comprend un transformateur différentiel 29 qui comporte un circuit magnétique 31. Une partie 33 du conducteur de phase 11 et une partie 35 du conducteur de neutre 13 forment des enroulements primaires
opposés, à une seule spire, pour le transformateur diffé-
rentiel 29. Dans les conditions normales de fonctionnement,
le courant dans le conducteur 11 et le courant dans le con-
ducteur de neutre 13 seront égaux, ce qui fait que les flux magnétiques produits par les enroulements primaires 33 et 35
s'annuleront. Cependant, si un défaut à la terre apparais-
sait du c8té de la charge du circuit de coupure, le courant dans le conducteur de neutre 13 serait inférieur au courant dans le conducteur de phase 11. Dans ce cas, les flux magnétiques induits par les enroulements primaires 33 et 35 ne s'annuleraient pas, ce qui ferait apparaître un flux résultant. Ce flux magnétique induit un courant dans un enroulement secondaire 37 qui se trouve sur le circuit
magnétique 31. Le courant induit est transformé en une ten-
sion aux bornes d'une résistance de charge 39. Cette ten-
sion est appliquée à l'entrée d'un amplificateur 41.
Des diodes 43, 45, 47 et 49 forment un pont
redresseur à double alternance. Une résistance de limita-
tion 51 pour l'alimentation établit un circuit permettant d'appliquer de l'énergie à l'amplificateur 41 à partir d'une borne du pont. L'autre borne d'alimentation de l'amplificateur 41 est connectée au conducteur de neutre 13 par la diode 49 et au conducteur de terre 15 par une diode
53. Les diodes 49 et 53 sont donc connectées en une configu-
ration tête-bêche.
Un dispositif d'ouverture de circuit est constitué par un thyristor 55 et un électro-aimant 57, connectés en série entre le conducteur c.3 x.i,Ä i1 et le point milieu des diodes 49 et 53 connectées dos à dos ou tête-bêche. L'électro-aimant 57 commande un contact dans le conducteur de phase. 11 et, habituellement, un contact correspondant dans le conducteur de neutre 13. L'anode du thyristor 55 est connectée à l'électro-aimant 57, tandis que la cathode 63 du thyristor
est connectée au point milieu des diodes 49 et 53 con-
nectées tête-bêche. La gâchette 65 du thyristor 55 est con-
nectée à la sortie de l'amplificateur 41.
Lorsque l'enroulement secondaire 37 produit un signal de déclenchement, le thyristor 55 est placé dans un état conducteur, ce qui fait qu'un courant circule dans l'électro-aimant 57 et ouvre le contact 59, fermé au repos. Bien que ceci ne soit pas représenté, un contact fermé au repos similaire, branché dans le conducteur de neutre,
serait habituellement ouvert également.
Des contacts 67 et 69 représentent schématique-
ment des conditions potentielles d'interruption de conduc-
teurs entre la source et le circuit de coupure. La connexion du conducteur de terre à la terre, ainsi que la connexion du conducteur de neutre à la terre au niveau de la source sont
également représentées schématiquement.
Pour assurer la protection contre une interruption du conducteur de neutre, comme en 67, ou du conducteur de terre, comme en 69, un enroulement secondaire supplémentaire 71 est placé sur'le circuit magnétique 31 du transformateur différentiel 29. L'enroulement secondaire supplémentaire 71 comporte un nombre de spires tel que lorsqu'un courant
supérieur à une valeur prédéterminée circule dans l'enrou-
lement 71, il apparaît dans le circuit magnétique 31 un flux qui induit un courant dans l'enroulement secondaire 37. Ceci produit à son tour un signal de déclenchement aux
bornes de la résistance 39, afin de faire passer le thy-
ristor 55 dans un état conducteur. En d'autres termes, un
courant supérieur à la valeur prédéterminée dans l'enroule-
ment 71 provoque l'interruption du conducteur de phase 11.
L'enroulement 71 est connecté entre le conducteur de neutre 13 et le conducteur de terre 15, en série avec une résistance 73. La résistance 73, qu'on appelle "résistance
supplémentaire" pour indiquer son association avec l'enrou-
lement secondaire supplémentaire 71, contribue à l'établis-
sement de la valeur de tension entre le conducteur de neutre 13 et le conducteur de terre 15 qui fait circuler un courant ayant la valeur prédéterminée dans l'enroulement secondaire
supplémentaire 71. Une paire de diodes zener 75 et 77 connec-
tées tête-bêche établissent avec précision la valeur de la tension entre le conducteur de neutre 13 et le conducteur de terre 15 qui doit être dépassée pour faire circuler un cou- rant dans l'enroulement secondaire supplémentaire 71. On
peut noter que la résistance 73 remplit également une fonc-
tion de protection en limitant le courant qui circule dans l'enroulement 71 en présence de tensions élevées entre le
conducteur de neutre 13 et le conducteur de terre 15.
Un conducteur 79 établit une connexion d'alimenta-
tion du conducteur de phase 11 vers le conducteur de neutre
13. Une résistance 81 (qu'on appelle "résistance d'alimenta-
tion" pour identifier sa relation avec la connexion d'ali-
mentation) a pour fonction de limiter le courant qui circule de la phase vers le neutre. Une connexion d'alimentation similaire 83 est établie du conducteur de phase 11 vers le conducteur de terre 15 par l'intermédiaire d'une résistance
d'alimentation 85 ayant une fonction de limitation.
Lorsque le conducteur de neutre 13 et le conduc-
teur de terre 15 sont correctement connectés (c'est-à-dire que les contacts schématiques 67 et 69 sont fermés),
l'enroulement secondaire supplémentaire 71 est court-
circuité et donc mis hors circuit, et aucun courant appré-
ciable ne le traverse. Au contraire, si le conducteur de neutre était interrompu (ce qui est représenté par une
ouverture du contact schématique 67), le circuit de l'enrou-
lement secondaire supplémentaire 71 constituerait le seul chemin pour le courant circulant dans le conducteur 79. Il
apparaitrait ainsi dans l'enroulement secondaire supplémen-
taire 71 un courant qui produirait un signal de déclenche-
ment pour ouvrir le contact 59 du conducteur de phase. De façon similaire, si le conducteur de neutre 15 était
interrompu (ce qui est représenté par l'ouverture du con-
tact schématique 69), le courant circulant dans le conduc-
teur 83 passerait vers le conducteur de neutre 13 en empruntant l'enroulement secondaire supplémentaire 71, pour produire un signal qui déclencherait l'ouverture du contact
59 du conducteur de phase. La protection contre un conduc-
teur de neutre interrompu ou un conducteur de terre inter-
rompu est donc assurée.
En fait, le circuit assure également la protec-
tion contre toute situation dans laquelle la tension entre le conducteur de neutre et le conducteur de terre dépasse une tension prédéterminée (c'est-à-dire la tension qui fait circuler dans l'enroulement 71 un courant supérieur à la valeur prédéterminée). Il en résulte que si les connexions
d'entrée de phase et de neutre étaient inversées, la ten-
sion de phase apparaissant sur le conducteur de neutre 13 ferait circuler un courant vers la terre dans l'enroulement secondaire supplémentaire 71 qui actionnerait le circuit de coupure. Il en résulte que le circuit assure la protection dans des circonstances supplémentaires autres que celles correspondant simplement à l'interruption d'un conducteur
de neutre ou d'un conducteur de terre.
La figure 2 représente un schéma plus détaillé du circuit de la figure 1. Il s'agit fondamentalement du même circuit avec des composants supplémentaires pour permettre le réglage du gain, la réfjection du bruit et la réfection
des transitoires.
On peut ainsi voir que le signal de déclenchement qui est produit aux bornes de la résistance 39 et qui est appliqué à l'entrée de l'amplificateur 41 est soumis à l'action de diodes de protection contre les surtensions, 87 et 89, ainsi que d'un condensateur de suppression de bruit 91. L'amplificateur 41 est un amplificateur opérationnel en
circuit intégré courant avec un régulateur zener. Des con-
densateurs de suppression de bruit supplémentaires 93, 95 et 97 sont prévus pour l'amplificateur 41. Une résistance
fixe 99 et une résistance variable 101 établissent une bou-
cle de réaction pour l'amplificateur opérationnel 41.
Une alimentation à courant constant pour l'amplifi-
cateur 41 est établie par un circuit à charge d'émetteur com-
prenant un transistor 109, des résistances 111 et 113 et une diode zener 115. Ce circuit évite une dissipation de puis- sance excessive lorsque la tension d'entrée varie sur une
plage relativement étendue.
Un contact de test ouvert au repos, 103, est con-
necté en série avec une résistance de limitation 105 entre
le conducteur de phase 11 et le conducteur de neutre 13.
Une protection supplémentaire contre les surtensions pour le circuit est assurée par un varistor à oxyde métallique 107 connecté entre le conducteur de phase 11 et le conducteur de neutre 13. Une autre diode zener 117 a été ajouté en série avec la diode 53 entre la cathode du thyristor 55 et le conducteur de masse 15, pour empêcher la circulation d'un courant vers la terre en l'absence d'une tension établie
entre la cathode et la terre.
Un autre mode de réalisation de l'invention est représenté sous une forme simplifiée sur la figure 3. Les composants fondamentaux du circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre de type courant sont désignés par les mêmes nombres que sur les figures 1 et 2, tandis que les composants du nouveau circuit qui sont similaires sont désignés par des nombres accompagnés du symbole prime. On voit ainsi que le seul élément nouveau est la diode 119
entre l'amplificateur 41 et le conducteur de neutre 13.
Dans le cas d'une interruption du conducteur de terre, ce circuit fonctionne d'une manière identique à celle décrite en relation avec le circuit des figures 1 et 2. Cependant, dans le cas d'une interruption du conducteur de neutre, l'enroulement secondaire supplémentaire 71' et la résistance supplémentaire 73' produisent une différence
de tension entre le conducteur de neutre 13 et le conduc-
teur de terre 15. Du fait que le conducteur de neutre 13 1 4
* constitue le côté négatif de l'alimentation de l'amplifica-
teur 41 par l'intermédiaire de la diode 119, une élévation du potentiel sur le conducteur 13 produit un signal de
déclenchement pour déclencher le thyristor 55.
La figure 4 représente une version légèrement plus détaillée du mode de réalisation de la figure 3. Outre
la représentation un peu plus détaillée des éléments fonda-
mentaux, on peut noter qu'il existe une résistance de com-
mande de gain 121, correspondant à la résistance 101 de la figure 2. Cette résistance de commande de gain règle le niveau de déclenchement pour l'ouverture du circuit par l'électro-aimant 57. On voit également un condensateur de suppression de bruit 123 qui correspond au condensateur 95
sur la figure 2.
Il va de soi que de nombreuses modifications peu-
vent être apportées au dispositif décrit et représenté,
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (17)
1. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre destiné à être utilisé dans un système comportant des conducteurs de phase (11), de neutre (13) et de terre (15) qui relient une source d'énergie à une charge, caracté- risé en ce qu'il comprend: un transformateur différentiel (29) ayant une paire d'enroulements primaires opposés (33,
) et un enroulement secondaire (37); des moyens d'ouver-
ture de circuit (55, 57) qui interrompent le conducteur de phase (11) sous l'effet d'un signal de déclenchement qui est produit dans l'enroulement secondaire (37) lorsqu'un défaut à la terre se produit; des moyens d'actionnement (71) qui réagissent à une interruption du conducteur de neutre (13) ou du conducteur de terre (15) entre la source et le circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre, en excitant les moyens d'ouverture de circuit (55, 57) pour interrompre le conducteur de phase (11); et des moyens d'aiguillage (49, 53) destinés à fermer un circuit d'excitation pour les moyens d'ouverture de circuit (55, 57) vers celui des conducteurs de neutre (13) ou de terre (15) qui n'est pas interrompu, sans établir un chemin pour
le courant entre les conducteurs de neutre et de terre.
2. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 1, caractérisé en ce que
les moyens d'actionnement comprennent un enroulement secon-
daire supplémentaire (71) sur le transformateur différentiel (29), et la circulation d'un courant supérieur à une valeur prédéterminée dans cet enroulement secondaire supplémentaire (71) produit un signal de déclenchement dans l'enroulement
secondaire (37).
3. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enroulement secondaire supplémentaire (71) est connecté entre le conducteur de neutre (13) et le conducteur de terre (15), et une résistance s u p pl é m en t a i r e
(73) est connectée en série avec l'enroulement secondai-
re supplémentaire (71) pour limiter la valeur du courant qui
le traverse.
4. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une paire de diodes zener (75, 77) connectées tête-bêche en série avec l'enroulement secondaire supplémentaire (71) pour établir une tension prédéterminée qui doit être dépassée avant qu'un courant circule dans
l'enroulement secondaire supplémentaire (71).
5. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une connexion d'alimentation (83) entre le conducteur de phase (11) et le conducteur de terre (15), pour établir une source d'énergie pour l'enroulement secondaire supplémentaire (71) lorsque le conducteur de terre (15) est interrompu; et une résistance d'alimentation (85) qui est destinée à limiter la valeur du courant qui
circule dans la connexion d'alimentation (83).
6. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 5, caractérisé en ce
qu'il comprend en outre une seconde connexion d'alimenta-
tion (79) entre le conducteur de phase (11) et le conducteur de neutre (13), pour établir une source d'énergie pour
l'enroulement secondaire supplémentaire (71) lorsque le con-
ducteur de neutre (13) est ouvert; et une seconde résistan-
ce d'alimentation (81) destinée à limiter la valeur du cou-
rant qui circule dans la seconde connexion d'alimentation
(79).
7. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 5, caractérisé en ce que
les moyens d'ouverture de circuit comprennent un électro-
aimant (57) destiné à actionner un contact (59) dans le conducteur de phase (11); et un thyristor (55) connecté en série avec l'électro-aimant (57) entre le conducteur de phase (11) et les moyens d'aiguillage (49, 53) , l'existence d'une condition d'interruption du conducteur de neutre (13)
faisant apparaître un signal de déclenchement sur la gâchet-
te (65) du thyristor (55), sous l'effet d'une chute de ten- sion qui apparaît aux bornes de l'enroulement secondaire
supplémentaire (71) et de la résistance supplémentaire (73).
8. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'aiguillage comprennent des diodes (49, 53) connectées tête-bêche entre le conducteur de neutre (13) et le conducteur de terre (15), et les moyens d'ouverture de circuit (55, 57) sont connectés entre ces diodes connectées
tête-bêche (49, 53).
9. Circuit de coupure de courant en cas de défaut
à la terre, prévu pour utilisation avec un système compor-
tant des conducteurs de phase (11), de neutre (13) et de
terre (15), caractérisé en ce qu'il comprend: un transfor-
mateur différentiel (29) ayant une paire d'enroulements primaires opposés (33, 35) et un enroulement secondaire (37); des moyens d'ouverture de circuit (55, 57) qui interrompent les conducteurs de phase (11) et de neutre
(13) sous l'effet d'un signal de déclenchement qui est pro-
duit dans l'enroulement secondaire (37) lorsqu'un défaut à
la terre se produit; un enroulement secondaire supplémen-
taire (71) sur le transformateur différentiel (29); et des moyens de commande (73, 75, 77, 83, 85, 79, 81) destinés à permettre la circulation d'un courant supérieur à une
valeur prédéterminée dans l'enroulement secondaire supplé-
mentaire (71), seulement en présence de conditions qui créent entre le conducteur de neutre (13) et le conducteur
de terre (15) une tension supérieure à une tension prédé-
terminée, la circulation dans l'enroulement secondaire
supplémentaire (71) d'un courant supérieur à la valeur pré-
déterminée produisant un signal de déclenchement dans l'en-
roulement secondaire (37), pour actionner les moyens d'ouver-
ture de circuit (55, 57).
10. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'enroulement secondaire supplémentaire (71) est connecté entre le conducteur de neutre (13) et le conducteur de terre (15); et les moyens de commande comprennent une résistance supplémentaire (73) connectée en série avec
l'enroulement secondaire supplémentaire (71) entre les con-
ducteurs de neutre (13) et de terre (15), pour limiter la valeur du courant qui circule dans l'enroulement secondaire supplémentaire (71), afin que le courant ne dépasse la
valeur prédéterminée que lorsque la tension entre le con-
ducteur de terre (15) et le conducteur de neutre (13)
dépasse une tension prédéterminée.
11. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent en outre une première connexion d'alimentation (83) entre le conducteur de phase (11) et le conducteur de terre (15),destinée à établir une
source d'énergie pour l'enroulement secondaire supplémentai-
re (71) lorsque-le conducteur de terre (15) est interrompu entre la source et le circuit de coupure de courant en cas
de défaut à la terre; une première résistance d'alimenta-
tion (85) destinée à limiter le courant qui circule dans la
première connexion d'alimentation (83); une seconde conne-
xion d'alimentation (79) entre le conducteur de phase (11) et le conducteur de neutre (13), destinée à établir une
source d'énergie pour l'enroulement secondaire supplémentai-
re (71) lorsque le conducteur de neutre (13) est interrompu entre la source et le circuit de coupure de courant en cas
de défaut à la terre; et une seconde résistance d'alimenta-
tion (81) destinée à limiter le courant qui circule dans la
seconde connexion d'alimentation (79).
12. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'aiguillage (49, 53) destinés à fermer un circuit d'excitation pour les moyens d'ouverture de circuit (55, 57), vers celui des conducteurs de neutre S (13) ou de terre (15) qui établit un chemin ininterrompu
vers la terre au niveau de la source.
13. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens d'aiguillage comprennent une paire de diodes (49, 53) connectées tête-beche entre le conducteur de-neutre
(13) et le conducteur de terre (15); et les moyens d'ouver-
Iure de circuit comprennent un électro-aimant (57) en série avec un thyristor (55), cet électro-aimant est connecté au
conducteur de phase (11) et il est prévu de façon à action-
ner un contact (59) dans le conducteur de phase, la cathode
(63) du thyristor (55) est connectée entre les diodes con-
nectées tête-bêche (49, 53), et la gâchette (65) du thyris-
tor (55) est connectée à un amplificateur (41) pour le
signal de sortie de l'enroulement secondaire (37), le cir-
cuit d'alimentation de l'amplificateur étant connecté entre
le conducteur de phase (11) et le conducteur de neutre (13).
14. Circuit de coupure de courant en cas de défaut
à la terre prévu pour l'utilisation dans un système compor-
tant des conducteurs de phase (11) de neutre (13) et de terre (15) qui relient une source d'énergie à une charge,
caractérisé en ce qu'il comprend: un transformateur diffé-
rentiel (29) ayant une paire d'enroulements primaires oppo-
ses (33, 35) et un enroulement secondaire (37); des moyens
d'ouverture de circuit (55, 57) qui interrompent les con-
ducteurs de phase (11) et de neutre (13) sous l'effet d'un signal dedéclenchement qui est produit dans l'enroulement secondaire (37) lorsqu'un défaut à la terre apparaît; un enroulement secondaire supplémentaire (71) placé sur le
transformateur différentiel (29) et connecté entre les con-
ducteurs de neutre (13) et de terre (15), cet enroulement
secondaire supplémentaire (71) étant conçu de façon à pro-
dulire un signal de déclenchement dans l'enroulement secondai-
re (37) lorsqu'un courant supérieur à une valeur prédétermi-
née circule dans l'enroulement secondaire supplémentaire (71); une impédance supplémentaire (73) connectée en série avec l'enroulement secondaire supplémentaire (71) entre les conducteurs de neutre (13) et de terre (15), cette impédance supplémentaire (73) empêchant la circulation d'un courant supérieur à la valeur prédéterminée dans l'enroulement
secondaire supplémentaire (71), sauf si une tension supé-
rieure à une tension prédéterminée apparait entre le conduc-
:eur de neutre (13) et le conducteur de terre (15); et des moyens d'alimentation (79, 81, 83, 85) destinés à créer entre les conducteurs de terre (15) et de neutre (13) une tension supérieure à la tension prédéterminée lorsque le conducteur de terre (15) est interrompu entre la source et le circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre.
15. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (79, 81, 83, 85) créent également entre les conducteurs de neutre (13) et de terre (15) une tension supérieure à la tension prédéterminée lorsque le conducteur de neutre (13) est interrompu entre la source et le circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre.
16. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la-revendication 15, caractérisé en ce que
les moyens d'alimentation comprennent: une première conne-
3D xion d'alimentation (83) entre le conducteur de phase (11)
et le conducteur de terre (15), destinée à établir une sour-
ce d'énergie pour l'enroulement secondaire supplémentaire (71) lorsque le conducteur de terre (15) est interrompu entre la source et le circuit de coupure de courant en cas
de défaut à la terre; une première résistance d'alimenta-
tion (85) destinée à limiter le courant qui circule dans la
première connexion d'alimentation (83); une seconde conne-
xion d'alimentation (79) entre le conducteur de phase (11)
et le conducteur de neutre (13) destinée à établir une sour-
ce d'énergie pour l'enroulement secondaire supplémentaire (71) lorsque le conducteur de neutre (13) est interrompu entre la source et le circuit de coupure de courant en cas
de défaut à la terre; et une seconde résistance d'alimen-
tation (81) destinée à limiter le courant qui circule dans
la seconde connexion d'alimentation (79).
17. Circuit de coupure de courant en cas de défaut à la terre selon la revendication 14, caractérisé en ce
qu'il comprend en outre une paire de diodes (49, 53) connec-
tées tête-bêche entre le conducteur de neutre (13) et le
conducteur de terre (15), et en ce que les moyens d'ouvertu-
re de circuit comprennent un électro-aimant (57) branché en série avec le thyristor (55), cet électro-aimant (57) étant connecté au conducteur de phase (11) et prévu de façon à actionner un contact (59) dans le conducteur de phase, la cathode (63) du thyristor (55) est connectée entre les diodes connectées tête-bêche (49, 53), et la gâchette (65) du thyristor (55) est connectée à un amplificateur (41) pour le signal de sortie de l'enroulement secondaire (37), tandis que le circuit d'alimentation de l'amplificateur est connecté entre le conducteur de phase (11) et le conducteur
de neutre (13).
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