FR2697385A1

FR2697385A1 - Protection device for consumer's electrical installation against broken supply neutrals - uses stability unit at meter position to detect neutral abnormalities and if necessary earth neutral locally

Info

Publication number: FR2697385A1
Application number: FR9213060A
Authority: FR
Inventors: Chappus Philippe; Darnaud Guy; Gonzalez Serge; Petry Gerard; Vanderbosse Pierre
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1994-04-29
Anticipated expiration: 2012-10-26
Also published as: FR2697385B1

Abstract

The protection device diverts an incoming supply neutral through the neutral stability unit (6). A changeover switch (8), controlled by a stabilising circuit-card (13), normally connects it to the consumer's neutral. If its integrity is suspect, the switch isolates it, connecting the installation neutral to earth (T) locally. The external neutral is restored if normal conditions return, and a delay circuit-card (12) prevents hunting on transient passages through zero potential. If, with local earthing, overvoltages persist, an overvoltage card (14) trips the main circuit breaker. The stability card receives input from measurement (10) and break detector (11) cards. In the first, the stepped-down transformed and rectified phase voltage (9) is compared with preset values, using Zener diodes. The second monitors neutral/earth voltage. ADVANTAGE - Phase/neutral voltage fluctuations are prevented without affecting other consumers.

Description

DISPOSITIF DE PROTECTION CONTRE LES ANOMALIES SUR
LA LIGNE DE NEUTRE D'UN RESEAU ELECTRIQUE
DESCRIPTION
L'invention se rapporte à un dispositif de protection contre les anomalies sur la ligne de neutre d'un réseau électrique.PROTECTION AGAINST FAULTS ON
THE NEUTRAL LINE OF AN ELECTRICAL NETWORK
DESCRIPTION
The invention relates to a device for protection against anomalies on the neutral line of an electrical network.

Les réseaux électriques monophasés ou triphasés sont munis de disjoncteur s dont la fonction est de couper le réseau quand il est surchargé par une charge excessive ou pendant un court-circuit, mais qui sont inopérants quand des anomalies sur la ligne de neutre apparaissent, à cause d'une rupture de cette ligne, d'un contact avec un autre objet, ou de la mise de la ligne à un autre potentiel. Le potentiel de la ligne de neutre est alors modifié et devient généra lemen t flottant, c'est-à-dire qu'i I prend une valeur arbitraire déterminée en particulier par l'état actuel de charge du réseau par les appareils en service de l'ensemble des abonnes.Des surtensions sont a lors susceptibles d 'apparatre entre la ligne de neutre e t les lignes de phases du réseau, qui ont pour effet de détruire les appareils branchés su r le réseau. Des sous-tensions apparaissent également avec des conséquences néfastes si un appareil branché sur le réseau ne remplit plus sa fonction. Single-phase or three-phase electrical networks are equipped with circuit breakers whose function is to cut the network when it is overloaded by an excessive load or during a short circuit, but which are inoperative when anomalies on the neutral line appear, due breaking this line, touching another object, or bringing the line to another potential. The potential of the neutral line is then modified and generally becomes floating, that is to say that I I takes an arbitrary value determined in particular by the current state of load of the network by the devices in service of all subscribers. Overvoltages are therefore likely to appear between the neutral line and the phase lines of the network, which have the effect of destroying the devices connected to the network. Undervoltage also appears with harmful consequences if a device connected to the network no longer fulfills its function.

Il existe des dispositifs dans lesquels on reconstitue un potentiel électrique continu ou un potentiel de neutre artificiel par un montage en étoile des phases, qu'on compare ensuite au potentiel du neutre. Le brevet français 2 671 240 décrit un exemple. There are devices in which a continuous electrical potential or an artificial neutral potential is reconstituted by a star connection of the phases, which is then compared to the neutral potential. French patent 2,671,240 describes an example.

Si une différence excessive apparaît entre la référence et le neutre, une ouverture du réseau est commandée par le disjoncteur ou un relais spécial. Mais ces dispositifs présentent certains inconvénients, et en particulier ils arrêtent le fonctionnement de la charge, qui ne peut être repris qu'après une intervention manuelle, même si le défaut cesse de lui - même.If an excessive difference appears between the reference and the neutral, an opening of the network is controlled by the circuit breaker or a special relay. However, these devices have certain drawbacks, and in particular they stop the operation of the load, which can only be resumed after manual intervention, even if the fault ceases by itself.

L 'invention concerne quant à elle un dispositif de protection d'un réseau électrique constitué par une ligne de neutre, au moins une ligne de phase et muni d'un disjoncteur, contre des tensions anormales du réseau dues à des anomalies de potentiel sur la ligne de neutre, comprenant un moyen de mesure des tensions anormaLes et un moyen d'ouvrir le disjoncteur quand des tensions anormales apparaissent, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de relier la ligne de neutre à un potentiel de terre et en ce que le moyen d'ouvrir le disjoncteur est conçu de façon à n'agir que si des tensions anormales subsistent quand la ligne de neutre est reliée au potentiel de terre. Le fonctionnement de la charge électrique du réseau est donc maintenu, du moins si la connexion du neutre à la terre suffit à éliminer les anomalies détectées .I I faut remarquer que le dispositif est utile aussi bien pour protéger des effets des surtensions que de ceux des sous-tensions, ce que ne f ont pas les dispositifs de coupure du disjoncteur. La ligne de neutre est de préférence agencée pour que seule une portion de cette ligne associée à la parti e du réseau où l'anomalie est détectée soit mise à la terre, ce qui évite de perturbe r l'ensemble du réseau si l'anomalie est originaire de cette partie et préserve l'indépendance des différents utilisateurs du réseau. The invention relates to a device for protecting an electrical network consisting of a neutral line, at least one phase line and provided with a circuit breaker, against abnormal network voltages due to potential anomalies on the neutral line, comprising a means of measuring abnormal voltages and a means of opening the circuit breaker when abnormal voltages appear, characterized in that it comprises a means of connecting the neutral line to an earth potential and in that the means of opening the circuit breaker is designed to act only if abnormal voltages remain when the neutral line is connected to ground potential. The operation of the electrical load of the network is therefore maintained, at least if the connection of neutral to earth is sufficient to eliminate the detected anomalies. It should be noted that the device is useful both to protect against the effects of overvoltages and those of under -tensions, which do not have the circuit breaker breaking devices. The neutral line is preferably arranged so that only a portion of this line associated with the part of the network where the anomaly is detected is earthed, which avoids disturbing the entire network if the anomaly is from this part and preserves the independence of the different network users.

Il est avantageux, afin d'éviter les commutations trop nombreuses, que le moyen de relier la ligne de neutre au potentiel de terre soit équipé d'une minuterie qui maintient la ligne de neutre au potentiel de terre pendant un temps minimal, cela afin d'éviter des commutations trop nombreuses qui seraient inévitables si le dispositif interprétait faussement les passages d'un neutre flottant au potentiel de terre comme des rétablissements d'un état normal sur la ligne de neutre. It is advantageous, in order to avoid too many switching operations, that the means of connecting the neutral line to the earth potential is equipped with a timer which maintains the neutral line at the earth potential for a minimum time, this in order to '' avoid too many commutations which would be inevitable if the device falsely interpreted the passages of a floating neutral at ground potential as restorations of a normal state on the neutral line.

Il est encore avantageux que le moyen de relier la ligne de neutre au potentiel de terre soit équipé d'un temporisateur qui ne permette cette liaison que quand la ligne de neutre est à un potentiel voisin du potentiel de terre, cela afin d'éviter L'apparition d'arcs électriques ou de phénomènes analogues susceptibles d'endommager le réseau ou la charge. Ce moyen est don c e n fai t un détecteur de zéro. La temporisation est normalement brève et ne cause aucun dommage. It is also advantageous that the means of connecting the neutral line to the ground potential is equipped with a timer which allows this connection only when the neutral line is at a potential close to the ground potential, this in order to avoid L appearance of electric arcs or similar phenomena liable to damage the network or the load. This means is therefore not a zero detector. The delay is normally brief and does not cause any damage.

Ces caractéristiques de L'invention ainsi que d'autres vont maintenant apparaître plus clairement aux commentaires des figures suivantes, annexées à titre illustratif et non limitatif
- la figure 1 représente un schéma général de l'installation,
- la figure 2 représente un schéma du dispositif conforme à l'invention,
- la figure 3 représente le module d'alimentation électrique et de mesures,
- la figure 4 représente le moyen de détection de la rupture de la ligne de neutre,
- ta figure 5 représente le moyen de détection de zéro,
- la figure 6 représente le moyen pour commander Le e raccordement de la ligne de neutre au potentiel de terre,
- la figure 7 représente le moyen de déclenchement du disjoncteur, et
- la figure 8 représente comment adapter le dispositif à la double détection des surtensions et des
sous-tensions.These characteristics of the invention, as well as others, will now appear more clearly from the comments on the following figures, which are given by way of illustration and not limitation.
FIG. 1 represents a general diagram of the installation,
FIG. 2 represents a diagram of the device according to the invention,
FIG. 3 represents the power supply and measurement module,
FIG. 4 represents the means for detecting the break of the neutral line,
FIG. 5 represents the means for detecting zero,
FIG. 6 represents the means for controlling the connection of the neutral line to the earth potential,
FIG. 7 represents the means for tripping the circuit breaker, and
- Figure 8 shows how to adapt the device to the double detection of overvoltages and
undervoltage.

La figure 1 représente un réseau électrique
constitué par une ligne de neutre N et trois Ligne s de phases Phl, Ph2 et Ph3 qui se raccordent aux bornes d'une c ha rg e Q appartenant à un abonné du réseau. Il
serait possible de mettre en oeuvre l'invention également pou r un réseau monophasé constitué par exemple de la ligne de neutre N et d'une seule ligne de phase telle que Phi. Le réseau est équipé, en amont de
la charge Q, successivement d'un disjoncteur 1 différentiel, d'un compteur 2 et d'un coupe-circuit 3, et il est au-delà composé en particulier de ramifications pour d'autres abonnés.Le disjoncteur 1 comprend en particulier des interrupteurs 4 disposés sur chacune des lignes du réseau pour commander leur ouverture, ainsi qu'un bobinage différentiel 5 situé su r les ligne s du réseau et qui commande l'ouverture des interrupteurs 4 quand il produit un champ magnétique tota I non nul, ce qui arrive dès qu'un déséquilibre d'intensité de courant apparaît à travers les lignes, par exemple si une fuite à la terre existe sur une des lignes.Figure 1 shows an electrical network
consisting of a neutral line N and three Line s of phases Phl, Ph2 and Ph3 which are connected to the terminals of a cable Q belonging to a network subscriber. he
it would be possible to implement the invention also for a single-phase network consisting for example of the neutral line N and of a single phase line such as Phi. The network is equipped, upstream of
the load Q, successively of a differential circuit breaker 1, a counter 2 and a circuit breaker 3, and it is further composed in particular of ramifications for other subscribers. The circuit breaker 1 comprises in particular switches 4 arranged on each of the lines of the network to control their opening, as well as a differential winding 5 located on the lines of the network and which controls the opening of switches 4 when it produces a non-zero total magnetic field I, this which happens as soon as a current intensity imbalance appears across the lines, for example if a ground leak exists on one of the lines.

Le dispositif conforme à l'invention est
référencé par 6, et des lignes de raccord Rphl, Rph2 et
RPh3 le relient aux lignes de phase Phl, Ph2 et Ph3, et une autre ligne de raccord RN menant au dispositif 6 est formée de deux branches reliées à la ligne de neutre LN, qui est interrompue entre les connexions de ces deux branches en amont du disjoncteur 1 et éventuellement du compteur 2. Cette disposition permet de ne pas modifier l'état de la ligne de neutre LN su r le reste du réseau quand le dispositif fonctionne, ce qui évite toute perturbation chez les autres abonnés du réseau si L'anomalie est purement locale et a une origine située en aval du disjoncteur 1.Il existe aussi une ligne de raccord RT entre le dispositif 6 et la terre T ; un interrupteur 7 de relais est contenu dans le dispositif pour connecter le raccord RT à la branche ava I du raccord RN, c'est-à-dire placer la ligne de neutre LN, du côté de la charge Q, au potentiel de la terre T puisque aucune résistance n'existe entre elles ; l'excitation d'une bobine 8 appartenant au relais est réalisée sous certaines conditions par l'intermédiaire des différences de tensions électriques entre les raccords RN, RPhl, RPh2 et RPh3 grâce aux éléments du dispositif 6 qu'on va maintenant décrire, ce qui a pou r conséquence le basculement de l'interrupteur 7, qui au repos ferme le raccord RN comme on l'a représenté.The device according to the invention is
referenced by 6, and connecting lines Rphl, Rph2 and
RPh3 connect it to the phase lines Phl, Ph2 and Ph3, and another connection line RN leading to the device 6 is formed by two branches connected to the neutral line LN, which is interrupted between the connections of these two branches upstream of the circuit breaker 1 and possibly of counter 2. This arrangement makes it possible not to modify the state of the neutral line LN on the rest of the network when the device is operating, which avoids any disturbance among other network subscribers if the Anomaly is purely local and has an origin located downstream of the circuit breaker 1.There is also a connection line RT between device 6 and earth T; a relay switch 7 is contained in the device for connecting the RT connection to the ava I branch of the RN connection, that is to say placing the neutral line LN, on the side of the load Q, at ground potential T since no resistance exists between them; the excitation of a coil 8 belonging to the relay is carried out under certain conditions by means of the differences in electrical voltages between the connections RN, RPhl, RPh2 and RPh3 thanks to the elements of the device 6 which will now be described, which consequently, the switch 7 switches over, which at rest closes the RN connection as shown.

Outre le bobinage 8, le dispositif 6 est composé d'un certain nombre de cartes électriques schématisées sur la figure 2 : une carte d'alimentation 9 en courant continu, une carte de mesure 10 de surtensions reliée à la précédente, une carte de détection de rupture de neutre 11, une carte de temporisation de correction 12, une carte de correction 13 reliée aux t roi s précédentes, e t un e cart e de déclenchement du disjoncteur 14 reliée à la précédente et à la carte de mesure 10 ; le bobinage 8 est commandé par la carte de correction 13. In addition to the winding 8, the device 6 is composed of a certain number of electric cards shown diagrammatically in FIG. 2: a DC power supply card 9, a surge measurement card 10 connected to the previous one, a detection card neutral break 11, a correction timing card 12, a correction card 13 connected to the previous t king s, and a circuit breaker trip card 14 connected to the previous one and to the measurement card 10; the winding 8 is controlled by the correction card 13.

Les cartes 10, 11, 12 et 13 ont des bornes de sortie respectivement référencées S, N, H et C qui vont servir à diviser le contenu de la figure 2 pour les commentaires des figures suivantes plus détaillées. Cards 10, 11, 12 and 13 have output terminals respectively referenced S, N, H and C which will be used to divide the content of FIG. 2 for the comments of the following more detailed figures.

La figure 3 représente donc la carte d'alimentation 9 et la carte de mesure 10, dont La première est alimentée par les raccords RN et RPh1 entre lesquels on trouve successivement en parallèle, une diode Transit 111 qui absorbe les surtensions à haute fréquence, un transformateur à saturation 112 qui écrête la tension à sa sortie, un pont redresseur 113, un condensateur 114 de filtrage, un voyant lumineux 115 en série avec une résistance et indicateur du bon état de l'alimentation, un régulateur de tension 116 et deux condensateurs 117 de filtrage en parallèle. Ces éléments ont pour effet global de transformer la tension sinusoidale entre les raccords RN et Phl en une tension presque parfaitement continue ayant la valeur d'alimentation VCC par rapport au potentiel de masse
M ; VCC peut être égal à 12 volts.Cette tension
continue sert à a limenter les autres cartes du dispositif 6, comme on le verra sur les figures suivantes. FIG. 3 therefore represents the power supply card 9 and the measurement card 10, the first of which is supplied by the connections RN and RPh1 between which there is successively in parallel, a Transit 111 diode which absorbs high frequency overvoltages, a saturation transformer 112 which clips the voltage at its output, a rectifier bridge 113, a filtering capacitor 114, an indicator light 115 in series with a resistor and indicator of the good state of the power supply, a voltage regulator 116 and two capacitors 117 filtering in parallel. These elements have the overall effect of transforming the sinusoidal voltage between the RN and Phl connections into an almost perfectly continuous voltage having the supply value VCC relative to the ground potential.
M; VCC can be equal to 12 volts.
continuous serves to power the other cards of the device 6, as will be seen in the following figures.

Le raccord RN est relié à la carte de mesure 10 par une ligne 18 qui lui est connectée entre le pont redresseur 113 et le condensateur 114. On y rencontre successivement un condensateu r 19 su r une dérivation pour un filtrage préliminaire, une résistance 20 et un condensateur 21 servant ensemble de fi litre passe-bas qui rejette les oscillations de f réquence supérieure à 100 Hertz. La ligne 18 aboutit à la masse M. Un potentiomètre 22 est disposé en parallèle au condensateur 21, et sa borne mobile est reliée à l'extrémité d'une ligne 23 qui aboutit à la borne positive d'un soustracteur 24 dont la borne négative est reliée à l'alimentation VCC par l'intermédiaire d'une autre ligne 25 muni e d'une résistance.Les lignes 23 et 25 sont aussi reliées à la masse M par l'intermédiaire de d iodes Zene r 26 et 27 qui ecrêtent les tensions jusqu'à des valeurs respectives de 12 et 6 volts, afin de ne pas surcharger le soustracteur 24 et de régler avec précision la valeur du déclenchement. The RN connector is connected to the measurement card 10 by a line 18 which is connected to it between the rectifier bridge 113 and the capacitor 114. There is successively a condenser 19 there on a bypass for a preliminary filtering, a resistor 20 and a capacitor 21 serving as a low-pass fi liter which rejects the oscillations of frequency greater than 100 Hertz. Line 18 leads to ground M. A potentiometer 22 is arranged in parallel with capacitor 21, and its mobile terminal is connected to the end of a line 23 which leads to the positive terminal of a subtractor 24, the negative terminal of which is connected to the VCC power supply via another line 25 provided with a resistor. Lines 23 and 25 are also connected to earth M by means of Zene r iodes 26 and 27 which clip the voltages up to respective values of 12 and 6 volts, so as not to overload the subtractor 24 and to precisely adjust the trigger value.

Le soustracteur 24, en combinaison au réglage du potentiomètre 22, délivre une tension d'état logique 1 au point S de sortie lorsque la tension sur la ligne 23 est au moins égale à 6 volts, et une tension d'état logique 0 sinon. The subtractor 24, in combination with the adjustment of the potentiometer 22, delivers a logic state voltage 1 at the output point S when the voltage on the line 23 is at least equal to 6 volts, and a logic state voltage 0 otherwise.

La carte de détection de rupture de neutre 11 est reliée (figure 4) aux raccords au neutre RN et à la terre T, et chacun de ces raccords porte un condensateur 28 identique afin de diviser la différence de potentiel entre eux. On trouve encore une ligne 29 entre l'alimentation VCC et La masse M ; la Ligne 29 est bifurquée et traverse un phototransistor entre le collecteur et l'émetteur.Les raccords RN et RT se rejoignent entre les condensateurs 28 par
L'intermédiaire d'un potentiomètre 30 pour former deux boucles 31 dont chacune porte la photodiode d'un opto coupleur 32 à chacun desquels appartient un des phototransistors qu'on a juste menti onnés. Les optocoupleur s ont généralement comme propriété que leur p hototransistor devient passant dès qu'une tension suffisante existe aux bornes de leur photodiode, qui est voisine de la base des phototransistors, mais que les courants galvaniques sont totalement filtrés par de L ';soldant entre la photodiode et le phototransistor.Du courant peut alors librement circuler entre l 'alimentation VCC et la masse M par une branche ou l'autre de la ligne 29. On utilise deux boucles 31 et deux opto-coupleurs 32 uniquement parce que l'écoulement de courant doit être réalisé quel que soit le raccord RN et RT qui est au potentiel le plus élevé : les photodiodes des opto-coupleurs 32 sont donc opposées.Mais si la ligne de neutre N est au potentiel de terre T, les phototransistors son t tous deux bloquant, et le potentiel d'une ramification 33 de la ligne 29, qui bifurque pou r être branchée aux deux bornes d'entrée d'une porte NON-ET 34, s'élève pour
produire un état logique 1 aux bornes d'entrée de cette porte 34, dont la borne de sortie (au point N) prend donc l'état logique 0, alors qu'elle est à l'état
logique 1 quand l'un des phototransistor s est passant.The neutral break detection board 11 is connected (FIG. 4) to the connections to neutral RN and to earth T, and each of these connections carries an identical capacitor 28 in order to divide the potential difference between them. There is also a line 29 between the supply VCC and the mass M; Line 29 is bifurcated and passes through a phototransistor between the collector and the transmitter. The RN and RT connections meet between the capacitors 28 by
The intermediary of a potentiometer 30 to form two loops 31 each of which carries the photodiode of an opto coupler 32 to each of which belongs one of the phototransistors that have just been mentioned. Optocouplers generally have the property that their p hototransistor becomes conducting as soon as a sufficient voltage exists at the terminals of their photodiode, which is close to the base of the phototransistors, but that the galvanic currents are completely filtered by L '; the photodiode and the phototransistor. Current can then flow freely between the VCC supply and the ground M by one branch or the other of the line 29. Two loops 31 and two opto-couplers 32 are used only because the flow current must be produced whatever the RN and RT connection which is at the highest potential: the photodiodes of the opto-couplers 32 are therefore opposite. But if the neutral line N is at earth potential T, the phototransistors are t both blocking, and the potential for branching 33 of line 29, which branches off to be connected to the two input terminals of a NAND gate 34, rises for
produce a logic state 1 at the input terminals of this gate 34, whose output terminal (at point N) therefore takes logic state 0, while it is in the state
logic 1 when one of the phototransistor s is on.

Une résistance 35 parallèle à la porte NON-ET 34 permet d'accélére r le temps de montée aux états transitoires, en combinaison à un condensateur 36 reliant la ligne 33
à la masse M.A resistor 35 parallel to the NAND gate 34 makes it possible to accelerate the rise time in the transient states, in combination with a capacitor 36 connecting the line 33
to ground M.

La carte de temporisation 12 par détection de zéro illustrée à la figure 5 est également reliée aux
raccords RN RN et RT et porte deux condensateurs identiques 37, identiques aux condensateurs 28 et placés comme eux. On retrouve encore une ligne 38 semblable à la ligne 29 et deux opto-coupleurs 39 situés comme les composants 32 à cheval sur une boucle respective entre les raccords RN et RT et sur une ramification vers la masse M de la ligne 38. Le but de cet agencement est encore de produire, selon qu'un des phototransistors des opto-coupleurs 39 est passant ou non, un état logique 1 ou O dans une ramification 40 de la ligne 38, qui est branchée à une borne d'entrée d'une autre porte NON-ET 41, dont toutefois l'autre borne d'entrée est reliée au point C. La borne de sortie de la porte NON-ET 41 est reliée aux deux bornes d'entrée d'une autre porte NON-ET 42 qui joue donc le rôle d'inverseu r et dont la borne de sortie est reliée au point H, dont l'état logique est égal à 1 seulement si le point C est à l'état logique 1 et les raccords RN et RT sont sensiblement au même potentiel électrique.The time card 12 by zero detection illustrated in FIG. 5 is also connected to the
RN connections RN and RT and carries two identical capacitors 37, identical to the capacitors 28 and placed like them. There is also a line 38 similar to line 29 and two opto-couplers 39 located like the components 32 straddling a respective loop between the connections RN and RT and on a branch to the mass M of line 38. The purpose of this arrangement is also to produce, depending on whether one of the phototransistors of the opto-couplers 39 is on or off, a logic state 1 or O in a branch 40 of the line 38, which is connected to an input terminal of a other NAND gate 41, of which however the other input terminal is connected to point C. The output terminal of NAND gate 41 is connected to the two input terminals of another NAND gate 42 which therefore plays the role of reverser and whose output terminal is connected to point H, whose logic state is equal to 1 only if point C is in logic state 1 and the connections RN and RT are substantially at the same electrical potential.

On va maintenant passe r aux commentaires de
la carte de correction 13 à l'aide de La figure 6. Les points S et N sont reliés aux bornes d'entrée d'une porte NON-ET 43 dont la borne de sortie est reliée aux deux bornes d'entrée d'une seconde porte NON-ET 44. La borne de sortie de cette dernière détermine l'état logique du point C et est également branchée à une borne d'entrée d'une bascule 45. Cet état logique est égal à 1 seulement si S et N sont également à l'état logique 1, c'est-à-dire si un e rupture de neutre est constatée en même temps qu'une surtension : une modification de l'état du réseau est nécessaire pour protéger la charge Q. Or le point H est relié à une autre borne d'entrée de la bascule 45.Dès qu'i I prend l'état logique 1, un signal positif est produit dans une ligne 46 à la sortie de la bascule 45, ce qui rend passant un transistor 47 branché entre l'alimentation
VC C et la mass e M en série avec le bobinage 8. Le bobinage 8 est donc excité, ferme l'interrupteur 7 et me t la ligne de neutre L N a u potent i e I d e te r r e T.We will now go to comments from
the correction card 13 using FIG. 6. The points S and N are connected to the input terminals of a NAND gate 43 whose output terminal is connected to the two input terminals of a second NAND gate 44. The output terminal of the latter determines the logic state of point C and is also connected to an input terminal of a flip-flop 45. This logic state is equal to 1 only if S and N are also in logic state 1, that is to say if a neutral break is observed at the same time as an overvoltage: a modification of the state of the network is necessary to protect the load Q. Now the point H is connected to another input terminal of flip-flop 45. As soon as I I takes the logic state 1, a positive signal is produced in a line 46 at the output of flip-flop 45, which makes passing a transistor 47 connected between power supply
VC C and mass e M in series with the winding 8. The winding 8 is therefore excited, close the switch 7 and m t the neutral line LN at the potent ie I of you r T.

L'émetteur du transistor 47 est également relié à un voyant lumineux 48, à un oscillateur 49 e t à une minuterie 50. Le voyant lumineux 48 renseigne sur l'apparition d'un état anormal corrigé, l'oscillateur 49 alimente un avert isseur sonore 51 (qui peut cependant être débranché en ouvrant un interrupteur manuel 52) et la minuterie 50 est réglée pour produire sur sa ligne de sortie 53 une impulsion de remise à zéro après un temps déterminé et réglé à volonté, compté à parti r de l'apparition du signal positif dans la ligne 46 et qui peut être de quelques heures.The emitter of transistor 47 is also connected to an indicator light 48, an oscillator 49 and a timer 50. The indicator light 48 provides information on the appearance of a corrected abnormal state, oscillator 49 supplies an audible warning device 51 (which can however be disconnected by opening a manual switch 52) and the timer 50 is set to produce on its output line 53 a reset pulse after a determined time and set at will, counted from the appearance of the positive signal in line 46 and which may be a few hours.

L'impulsion abouti t à la base d'un transistor 54 branché entre la tension d'alimentation VCC et la masse
M e t le rend passant, mai s le même effet peut être réalisé en appuyant sur un bouton de remise à zéro 55 situé en parallèle au transistor 54. Une borne d'initialisation de la bascule 45 est alors reliée à l'alimentation VCC, ce qui a pour effet de rendre la ligne 46 inactive et de ne plus alimenter le bobinage 8. On revient cependant à l'état précédent immédiatement si l'état logique 1 subsiste aux points
H, S et N.The pulse leads to the base of a transistor 54 connected between the supply voltage VCC and ground
M and turns it on, but the same effect can be achieved by pressing a reset button 55 located in parallel with the transistor 54. An initialization terminal of the flip-flop 45 is then connected to the VCC supply, this which has the effect of making the line 46 inactive and no longer supplying the winding 8. However, one returns to the previous state immediately if the logic state 1 remains at the points
H, S and N.

On passe maintenant aux commentaires de la figure 7 et de la carte de déclenchement 14. We now turn to the comments in Figure 7 and the trigger card 14.

Le point N est relié aux deux bornes d'entrée d'une porte NON-ET 60 jouant le rôle d'inverseur et qui aboutit, concurremment au point C, à une borne d'entrée d'une autre porte NON-ET 61 dont l'autre borne d'entrée est reliée au point S. La borne de sortie de cette autre porte NON-ET 61 est reliée aux deux bornes d'entrée d'une troisième porte NON-ET 62 dont la borne de sorti e est relié e à un e ligne 63 qui port e successivement une résistance 64 et les photodiodes de deux composant s M OC 65 (analogues aux opto-coupleurs déjà rencontrés) avant d'aboutir à la masse M. The point N is connected to the two input terminals of a NAND gate 60 playing the role of reverser and which leads, concurrently to point C, to an input terminal of another NAND gate 61 whose the other input terminal is connected to point S. The output terminal of this other NAND gate 61 is connected to the two input terminals of a third NAND gate 62 whose output terminal e is connected e to a line 63 which successively carries a resistor 64 and the photodiodes of two components M OC 65 (analogous to the opto-couplers already encountered) before arriving at ground M.

Les phototransistor s des composants MOC sont reliés chacun par leur émetteur à une borne d'un composant Tria c 66 respectif établi par ailleurs su r une ligne 67 qui s'étend entre la terre T et les raccords aux lignes de phase RPhl et RPh2, et par leur collecteur aux raccords RPhl : ils sont en fait situés sur des dérivations des lignes 67. The phototransistor s of the MOC components are each connected by their emitter to a terminal of a respective Tria c 66 component also established on a line 67 which extends between the earth T and the connections to the phase lines RPhl and RPh2, and by their collector with RPhl connections: they are in fact located on branches of lines 67.

L'apparition d'un état logique 1 sur la ligne 63 a pou r effet de rendre les phototransistors passantes, ainsi que les composants T r i a c 66, et de faire circuler du courant dans les lignes 67, qui sont cependant chacune équipées d'une diode 68 qui empêche de créer des courts-circuits en bloquant une alternance sur deux du courant. Les lignes 67 pourraient aussi être toutes deux reliées à une même phase, par exemple au raccord RPh1, ce qui est d'ailleurs obligatoire pour les réseaux monophasés. Il convient alors de placer les diodes 68 tête-bêche pour que les deux lignes 67 ne soient pas actives en même temps. Des résistances 77 sont placées sur les lignes 67 pour limiter L'intensité du courant qui y circule.Cet état de déclenchement
n'est produit que si une surtension existe sur le
réseau (S=1) et que soit il n'y a pas de rupture de
neutre (N=0) soit une correction est déjà demandée
(C=1), c'est-à-dire quand le reste du dispositif, et
n notamment les éléments qui commandent la carte de
correction 13, est impuissant à éliminer la surtension
en connectant la ligne de neutre LN à la terre T.La
mise à la terre d'une des lignes de phase Phl ou Ph2 a
pour effet d'exciter le bobinage différentiel du disjoncteur 2 et de couper ce dernier. Pour éviter
toutefois que la carte de déclenchement 14 ne produise
la mise des phases Phi et Ph2 à la terre T
prématurément, avant que le bobinage 8 ne puisse être excité par la carte de correction 13 à cause de la nécessité d'attendre l'état logique 1 au point H, un temporisateur est installé en parallèle à la troisième porte NON-ET 62 et à la résistance 64 : il s'agit d'une
ligne 69 su r laquelle on trouve successivement une
résistance 70, et la base et le collecteur d'un transi sto r 71 . L'émetteur est re li é à la masse M, de même qu'une borne d'un condensateur 72 dont L'autre borne est reliée à la ligne 69 entre le collecteur du transistor 71 et le raccord à la ligne 63.The appearance of a logic state 1 on line 63 has the effect of making the phototransistors passable, as well as the components T riac 66, and of circulating current in the lines 67, which however are each equipped with a diode 68 which prevents short-circuits by blocking alternation on two of the current. Lines 67 could also both be connected to the same phase, for example to the RPh1 connection, which is moreover compulsory for single-phase networks. It is then necessary to place the diodes 68 head to tail so that the two lines 67 are not active at the same time. Resistors 77 are placed on lines 67 to limit the intensity of the current flowing therein.
only produced if an overvoltage exists on the
network (S = 1) and that either there is no rupture of
neutral (N = 0) or a correction is already requested
(C = 1), i.e. when the rest of the device, and
n in particular the elements that control the card
correction 13, is powerless to eliminate the overvoltage
by connecting the neutral line LN to earth T.La
earthing of one of the Phl or Ph2 a phase lines
for the purpose of exciting the differential winding of the circuit breaker 2 and cutting the latter. To avoid
however that the trigger card 14 does not produce
putting the phases Phi and Ph2 to earth T
prematurely, before the winding 8 can be excited by the correction card 13 because of the need to wait for the logic state 1 at point H, a timer is installed in parallel with the third NAND gate 62 and at resistance 64: this is a
line 69 on which we successively find a
resistance 70, and the base and the collector of a transo sto r 71. The emitter is connected to ground M, as is a terminal of a capacitor 72, the other terminal of which is connected to line 69 between the collector of transistor 71 and the connector to line 63.

Le dispositif 6 peut évidement être rendu
sensible à plusieurs phases à la fois : il faut alors disposer de plusieurs cartes de mesure 10, dont chacune est branchée au raccordement au neutre RN et au raccordement RPh de la phase choisi e ; les soustracteurs 24 de chaque carte de mesure 10, associés à chaque phase, aboutissent au même point S, et le reste du dispositif 6 n'est pas modifié. Les éléments de la carte d'alimentation 9 devraient aussi être reproduits selon le nombre de p hases. The device 6 can obviously be returned
sensitive to several phases at the same time: it is then necessary to have several measurement cards 10, each of which is connected to the connection to the neutral RN and to the connection RPh of the chosen phase e; the subtractors 24 of each measurement card 10, associated with each phase, end at the same point S, and the rest of the device 6 is not modified. The elements of the power card 9 should also be reproduced according to the number of p hases.

Et si la tension d'alimentation VCC est aussi branchée à la borne positive d'un second soustracteur 24' voisin du précédent 24, et la ligne 23 branchée à sa borne négative, on obtient une carte de mesure 10' sensible également aux sous-tensions entre la ligne de neutre LN et la ligne de phase choisie. Les bornes de sortie des deux soustracteurs 24 et 24' se rejoignent au point S. Le dispositif est représenté à la figure 8. And if the supply voltage VCC is also connected to the positive terminal of a second subtractor 24 'close to the previous 24, and the line 23 connected to its negative terminal, a measurement card 10' is obtained which is also sensitive to the voltages between the neutral line LN and the chosen phase line. The output terminals of the two subtractors 24 and 24 'meet at point S. The device is shown in FIG. 8.

Certains éléments secondaires du dispositif 6, résistances, diodes, condensateurs ou autres, sont encore représentés Mais leur rôle est secondaire et peut être facilement compri s par l'homme du métier d'après leur position. Ils ne font donc pas l'objet de commentaires particuliers. Certain secondary elements of the device 6, resistors, diodes, capacitors or the like, are still shown. However, their role is secondary and can be easily understood by a person skilled in the art according to their position. They are therefore not the subject of specific comments.

Claims

1. Network protection provisions (6)

electrical consisting of a neutral line (LN), at least one phase line (Ph) and fitted with a circuit breaker

(2), against abnormal network voltages due to potential anomalies on the neutral line,

comprising means for measuring (10) abnormal voltages and means for opening (14) the circuit breaker when abnormal voltages appear, characterized in that it comprises means (13, 8) for connecting the

neutral line to earth potential (T) and in that the means of opening the circuit breaker is designed so as to act only if abnormal voltages remain when the neutral line is connected to earth potential.

2. Device according to claim 1, characterized in that the means for connecting the neutral line to the earth potential is equipped with a timer (50) which maintains the neutral line at the earth potential for a minimum time.

3. Dispositi f according to any one of

Claims 1 or 2, characterized in that the means for connecting the neutral line to the earth potential is equipped with a zero detection means (12) which allows the neutral line to be connected to the earth potential only when the neutral line is at a potential close to the earth potential.

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring means, the means of opening the circuit breaker and the means of connecting the neutral line to the earth potential are designed to operate in the presence of network undervoltage such as overvoltage.

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the means for measuring overvoltages or under-voltages comprises a filter (26, 27) for absorbing overvoltages or transient overvoltages.

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring means, the means of opening the circuit breaker and the means of connecting the neutral line to the earth potential comprise logic circuits converting states of operation of the network and of said means in binary logic states.

7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the means of opening the circuit breaker is designed to excite a differential winding (5) of the circuit breaker (2).

8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the connection to the neutral line (LN) is composed of two branches connected to the neutral line (LN) at places between which the line of neutral is interrupted, the means for connecting the neutral line to the earth potential being designed to connect only a portion of the neutral line associated with a part of the network of said earth potential.