FR2644639A1 - Sectionneur bipolaire de reseau d'alimentation electrique - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un sectionneur de réseau pour isoler les conducteurs et appareils électriques de la tension secteur. Selon l'invention, la phase et le neutre de la ligne d'alimentation 1 du réseau sont séparés de la dérivation 2 chacun par un contact de relais 4, 5, une tension continue à potentiel libre, est transmise aux deux conducteurs de la dérivation 2 quand celle-ci est isolée de la ligne d'alimentation 1, la mise sous tension d'un appareil consommateur de courant est détectée, dans la dérivation 2 déconnectée, par un comparateur 30 qui commande, par l'intermédiaire d'une temporisation d'enclenchement 21, un relais 3 reliant entre elles la ligne 1 et la dérivation 2, par les deux contacts 4, 5 préalablement ouverts, et il existe un circuit de mesure qui détecte une consommation de courant, dans le réseau aval à déconnecter et qui maintient les contacts de relais 4, 5 fermés tant que dure la consommation de courant.

Description

Sectionneur bipolaire de réseau d'alimentation électrique La présente
invention concerne un sectionneur de réseau, destiné à isoler des lignes conductrices et appareils utilisateurs électriques,
de la tension alternative secteur.
Les sectionneurs de réseau de ce type ont pour but de déconnecter des parties d'un réseau, par exemple dans l'alimentation domestique, pour réaliser une coupure vis-à-vis de la tension d'alimentation. A l'heure actuelle, on connaît seulement des dispositifs permettant de réaliser une coupure unipolaire du réseau, moyennant quoi,en particulier
la phase est coupée.
Le but de ces sectionneursest d'isoler tous les appareils électri-
ques utilisateurs même s'ils sont mis hors-tension, en particulier près
du lieu o l'on dort.
Il faut constater ici que la totalité de la phase est présente jusqu'à l'interrupteur de mise sous tension de l'appareil électrique utilisateur et que,même en l'absence d'une consommation du courant, il existe un champ électrique alternatif qui pourrait nuire en particulier
au sommeil.
C'est pourquoi les sectionneursde réseau connus sont disposés soit, dans'la distribution électrique, à l'intérieur du coffret de distribution,
soit, pour des réseaux plus importants, au point de distribution du ré-
seau, qui mène par exemple au lieu o l'on dort.
Mais un inconvénient des sectionneurs de réseau connus à ce jour est que, jusqu'à présent, on ne pouvait déconnecter que le potentiel,
c'est-à-dire la phase. On ne pouvait pas, jusqu'ici, déconnecter égale-
ment le conducteur neutre.
Un inconvénient des sectionneurs de réseau connus était aussi qu'ils ne pouvaient pas détecter des appareils à consommation relativement faible, tels que par exemple des appareils électroniques (variateurs de lumière, pendules électroniques et autres récepteurs électroniques, qui
contiennent une régulation électronique), et que ceux-ci restaient con-
nectés. En effet, ces appareils électroniques ne fonctionnent pas de façon traditionnelle avec un bloc d'alimentation secteur, mais on utilise plut6t une commande de réglage de phase à laquelle les sectionneurs de
réseau connus jusqu'ici ne pouvaient pas réagir.
On conna!t bien un sectionneur de réseau qui est sensible également aux appareils électroniques en ce qui concerne leur déconnexion, mais ce montage connu présente comme inconvénient le fait qu'un champ magnétique continu statique d'environ 300V est appliqué sur l'ensemble de la ligne
déconnectée ou à la branche du réseau, pour que cette tension soit utili-
sée comme tension de commande pour le sectionneur de réseau.
Il en résulte comme inconvénient le fait qu'il n'y a pas de véri-
table liberté de potentiel des lignes de réseau déconnectées, et que
l'on ne dispose donc pas d'un véritable sectionneur de réseau.
Compte-tenu de ce qui précède,la présente invention a pour but
de perfectionner un sectionneur de réseau du type spécifié en introduc-
tion de telle sorte que même des appareils utilisateurs électroniques sans bloc d'alimentation secteur et à consommation relativement faible puissent être détectés et qu'on obtienne une liberté de potentiel totale
du réseau déconnecté.
Pour atteindre le but recherché, l'invention est caractérisée en ce que le conducteur de phase et le conducteur neutre de la ligne d'alimentation sont séparés par rapport à la dérivation chacun par un contact de relais, en ce qu'une tension continue à potentiel libre est transmise aux deux conducteurs de la dérivation quand celle-ci est isolée de la ligne d'alimentation,en ce que la mise sous tension d'un appareil consommateur de courant est détectée, dans la dérivation déconnectée, par un comparateur qui commande, par l'intermédiaire d'une temporisation d'enclenchement, un relais qui relie entre elles la ligne d'alimentation et la dérivation, par l'intermédiaire de deux contacts préalablement ouverts, et en ce qu'il existe un circuit de mesure qui détecte une consommation de courant dans le réseau branché en aval et devant être déconnecté, et qui maintient les contacts de relais fermés tant que dure
la consommation de courant,après quoi une courte temporisation de dé-
clenchement(d'environ 5 sec.) intervient encore.
Ce qui est donc important, avec la présente invention, est qu'une
tension continue statique soit transmise au réseau (branché en aval) -
déconnecté et que cette tension continue statique soit utilisée comme tension de commande pour la totalité du sectionneur de réseau selon l'invention.
Il est important, en cela, qu'il n'y ait en aucune façon de poten-
tiel à la terre; de cette façon, on est sûr d'éviter une perturbation de champ électrique causée par une tension alternative secteur dans la zone à protéger. La tension continue d'une valeur de 100 à 150 V n'a donc aucun effet dangereux et n'engendre aucune intensité de champ dans la zone o
le réseau doit être déconnecté.
Désormais, dès qu'un appareil utilisateur est mis sous tension
dans ce réseau déconnecté et provoque au moins une consommation de cou-
rant de 1,5 milliampère dans le réseau déconnecté, cela est détecté par la tension de commande et communiqué à un circuit de commande de telle sorte que, par l'intermédiaire d'une temporisation d'enclenchement de 0,1 sec., par exemple, un relais est actionné qui relie immédiatement
la ligne d'alimentation du réseau à la dérivation du réseau et trans-
fère ainsi la totalité de la tension alternative du réseau au réseau
branché en aval.
Pour éviter maintenant que, si la tension de commande est suppri-
mée sur la branche de réseau déconnectée, le relais ne repasse aussit6t
à l'état déclenché, la temporisation de déclenchement d'environ 5 s.
entre en action pour assurer la transition, le temps que le capteur dé-
tecte dans le réseau branché en aval une consommation de courant qui maintient les contacts de relais fermés tant qu'un courant d'au moins milliampère circule dans le réseau désormais alimenté par la tension
alternative secteur.
Dès que la consommation de courant devient inférieure à 10 milli-
ampère, si on suppose donc que tous les appareils électriques utilisa-
teurs(par exemple la nuit, pendant que les gens dorment) sont hors ten-
sion, cela est détecté par le capteur et communiqué au sectionneur de réseau qui se place, après une temporisation de déclenchement d'environ s. dans sa position de déconnexion, de sorte que la tension alterna-
tive secteur est déconnectée de la zone isolée.
Selon une conception avantageuse, le circuit de mesure possède en
outre un capteur composé d'un moyen en ferrite, avec un primaire consti-
tué par le conducteur de la ligne du réseau et un secondaire formé
d'environ 100 à 200 spires.
D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention
ressortiront plus clairement de la description suivante d'un mode de
réalisation de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif en réfé-
rence au dessin annexé, dont la figure unique représente ce mode de
réalisation sous forme d'un schéma bloc.
Une ligne d'alimentation secteur 1 présente, de manière connue,
une tension alternative secteur de 220V.
Le conducteur PE est bouclé et forme une prise de terre protec-
trice même dans le bloc d'alimentation déconnecté.
Le bloc d'alimentation déconnecté est relié à la ligne d'alimenta-
tion secteur 1, par l'intermédiaire de la dérivation 2 du réseau, pour
le moment encore au travers des contacts de relais 4,5.
Un relais 3 est associé aux contacts 4,5.
Il est important qu'une déconnexion bipolaire de la dérivation 2 du réseau se fasse pour empêcher qu'un champ électrique statique agisse
sur la personne se trouvant dans la zone de la dérivation du réseau.
Il est prévu, en dérivation sur la ligne d'alimentation secteur 1, un transformateur 6 dont l'enroulement primaire 7 est parcouru par la tension alternative secteur. Il est prévu également trois enroulements secondaires 8, 9, 10. L'enroulement secondaire 8 sert à produire une tension continue, par l'intermédiaire d'un redresseur 12 et à un élément de filtrage 13, pour un diviseur de tension 14 à la sortie duquel est produite, par l'intermédiaire des conducteurs 28, 29, la tension continue de contrale qui alimente la dérivation 2 du réseau lorsque le relais est
déclenché, c'est-à-dire lorsque les contacts 4,5 sont ouverts.
Les enroulements secondaires 9 et 10 servent à produire une ten-
sion continue positive et négative dans le générateur de tension continue
11 qui alimente tous les composants électroniques.
Par souci de clarté, l'alimentation des différents composants
électroniques par le générateur de tension continue 11 n'est pas repré-
sentée plus en détail sur le schéma bloc.
La tension continue de contr8le est donc produite par l'intermié-
diaire de l'enroulement secondaire 8, moyennant quoi on obtient tout
d'abord dans le redresseur 12 un redressement et dans l'élément de fil-
trage 13, connecté à la suite, un lissage de cette tension continue de contrôle. Cette tension continue de contrôle est alors amenée à un diviseur de tension 14 conçu avec une valeurchimique relativement élevée. La résistance série 15 est dimensionnée pour qu'une tension d'environ 150 V soit produite entre les points A et B. Les résistances 16 et 17 du diviseur de tension ont une valeur chimique telle que, lorsqu'aucun courant ne circule entre les points A et B (lignes 28, 29), il y ait par exemple une différence de tension positive entre les conducteurs 18, 19 du diviseur de tension, qui forment la ligne d'entrée d'un comparateur 30, et que, dans le cas d'un flux de courant dans le réseau déconnecté, cette différence de tension change et
devienne une différence de tension négative.
Ce changement de tension est détecté par le comparateur 30 et com-
muniqué comme signal de commande, par l'intermédiaire de la ligne 20, à
une temporisation d'enclenchement 21. Cette temporisation d'enclenche-
ment peut être réglée dans des limites relativement larges et commute, par exemple avec un retard de 0,1 s, le relais 3 qui fait passer les contacts 4, 5 dans la position représentée sur le schéma bloc, de sorte que la tension alternative secteur de la ligne d'alimentation secteur 1
est à nouveau appliquée à la dérivation 2 du réseau.
Une fois que la tension continue de contrôle, présente entre les
points A et B, se trouve entre les contacts libres du relais 3, le re-
lais basculerait à nouveau en sens inverse après un retard de déclenche-
ment d'environ 5 s.
Pour empêcher cela, il est prévu un capteur 31 qui détecte un flux
de courant d'au moins 10 milliampère dans le réseau déconnecté, c'est-à--
dire dans la dérivation 2 du réseau.
Si un appareil utilisateur est mis sous tension,cette consommation de courant est donc constatée par le capteur 31 et amenée comme tension
alternative, par l'intermédiaire des conducteurs 24, au circuit de détec-
tion 23. Celui-ci détecte donc la consommation de courant dans la dériva-
tion 2 du réseau et insère la temporisation de déclenchement 21 dans la
ligne 22, de telle sorte que le relais 3 reste à l'état enclenché, c'est-
à-dire que les contacts 4, 5 restent dans la position représentée sur le schéma-bloc, pour que la dérivation 2 soit toujours alimentée par la
tension alternative secteur du c8té de la ligne d'alimentation secteur 1.
Ce n'est que lorsque la consommation de courant dans la dérivation du réseau devient inférieure à 10 milliampère, par exemple parce que les appareils utilisateurs principaux sont mis hors tension, que cela est détecté par le capteur 31 et que la temporisation de déclenchement 21
est commandée par le circuit de détection 23 pour que le retard de déclen-
chement redevienne opérant et que le relais 3 soit à nouveau déclenché
après le retard réglé (environ 5 s.), c'est-à-dire que la ligne d'alimen-
tation secteur soit alors à nouveau isolée de la dérivation du réseau.
Les principaux avantages de la présente invention sont donc que la dérivation 2 du réseau est déconnectée de façon bipolaire, qu'un simple courant minimal de 1,5 milliampère suffit pour reconnecter le réseau, et qu'un flux de courant d'environ 10 milliampère suffit pour connecter le
réseau tant que ce flux de courant minimal est maintenu.
Il est important, pour cela, d'utiliser un capteur 31 relativement sensible. Selon un mode de réalisation préféré, le capteur est constitué par
un noyau en ferrite 27 à travers lequel passe, sous la forme d'un pri-
maire unique 26 suivant un tracé droit, l'un des conducteurs de courant
de la ligne d'alimentation secteur 1.
Du côté secondaire est prévu un enroulement secondaire 25 présen-
tant une multiplicité de spires, par exemple de 100 à 200 spires.
Cet enroulement secondaire est raccordé au circuit de détection
23 par les conducteurs 24.
Le niveau de 150 V utilisé pour la tension continue de contr8le est
appliqué pour détecter également la mise sous tension de tubes au néon.
Les amorceurs fonctionnant sur les tubes au néon utilisent en effet des tubes à décharge lumineuse qui n'opèrent l'allumage qu'en présence d'une tension d'amorçage d'environ 70 à 80 V. Pour détecter cet allumage, il
faut utiliser une tension continue de contrôle aussi élevée.
Si on n'utilise pas de tubes au néon dans le réseau déconnecté, il suffit d'une tension continue de contrôle sensiblement inférieure qui pourrait alors être exploitée avec un niveau TTL habituel de plus 5 V.

Claims (3)

REVENDICATIONS
1. Sectionneur de réseau, destiné à isoler des lignes conductrices et appareils utilisateurs électriques de la tension alternative secteur, caractérisé en ce que le conducteur de phase et le conducteur neutre de la ligne d'alimentation (1) du réseau sont séparés par rapport à la dérivation (2) chacun par un contact de relais (4, 5),en ce qu'une tension
continue à potentiel libre, est transmise aux deux conducteurs de la dé-
rivation (2) quand celle-ci est isolée de la ligne d'alimentation (1), en ce que la mise sous tension d'un appareil consommateur de courant est détectée, dans la dérivation (2) déconnectée, par un comparateur (30) qui commande, par l'intermédiaire d'une temporisation d'enclenchement (21), un
relais (3) qui relie entre elles la ligne d'alimentation (1) et la dériva-
tion, par l'intermédiaire des deux contacts (4, 5) préalablement ouverts, et en ce qu'il existe un circuit de mesure qui détecte une consommation de courant, dans le réseau branché en aval et devant être déconnecté, et qui maintient les contacts de relais (4, 5) fermés tant que dure la
consommation de courant, après quoi une courte temporisation de déclen-
chement (21) (d'environ 5 sec.) intervient encore.
2. Sectionneur de réseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le comparateur (30) est commandé à partir d'une résistance
(15) montée en série dans la ligne d'alimentation de la tension de poten-
tiel, par l'intermédiaire de résistances (16, 17) constituant un divi-
seur de tension.
3. Sectionneur de réseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de mesure présente un capteur (31) constitué par un noyau en ferrite (27), avec un primaire constitué par le conduteur de la ligne d'alimentation (1) du réseau et un secondaire formé d'environ
à 200 spires.
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