FR2717004A1 - Circuit pour dispositif de signalisation équipant des disjoncteurs de protection. - Google Patents

Abstract

Un signal (FM, FM1... FMn) de message d'erreur est appliqué à un circuit (SA, SA1... SAn) et agit par connexion logique, avec effet exercé par un signal de référence statique et par un signal de synchronisation (Takt), sur un relais électrique qui est réalisé sous la forme d'un relais bistable (RB, RB1... RBn) et dont l'appareil de contact remplit une fonction de fermeture ou une fonction d'ouverture d'une façon correspondant à l'état du signal de référence.

Description

CIRCUIT POUR DISPOSITIF DE SIGNALISATION EQUIPANT DES

DISJONCTEURS DE PROTECTION

La présente invention se rapporte à un circuit pour dis-

positif de signalisation équipant des disjoncteurs de protec-

tion, en particulier des sectionneurs de puissance, qui compor-

tent un dispositif de déclenchement électronique et entrent en action en cas d'erreur intervenant dans un système électrique à

protéger, le dispositif de déclenchement électronique consis-

tant pour l'essentiel en un microdispositif de commande qui exécute une interprétation d'erreur et met respectivement à disposition, pour chaque type d'erreur, une broche de sortie par laquelle le signal du message d'erreur correspondant est

appliqué, avec amplification, à un relais électrique.

Un disjoncteur de protection du type mentionné en intro-

duction est connu en tant que sectionneur de puissance "NZM 10"

de la société Klockner-Moeller.

L'effet exercé par le dispositif de déclenchement élec-

tronique de ce sectionneur de puissance, qui est concrétisé par un circuit correspondant, a été décrit dans un prospectus W

123-7276 de la société Klôckner-Moeller. Ce prospectus illus-

tre le mode d'action du sectionneur de puissance NZM 10 consti-

tué d'un système modulaire. L'un des éléments constitutifs est un bloc de signalisation qui signale les fonctions protectrices

de déclenchement par surcharge, de déclenchement par court-

circuit et de délestage brusque. Le bloc de signalisation aver-

tit sur l'état de fonctionnement de l'interrupteur, sur place ou

à distance. Sur place, des inscriptions "alarme" ou "déclen-

chement par surcharge et par court-circuit" sont signalées au

moyen d'un affichage par diodes électroluminescentes. L'ali-

mentation de ce dernier en tension peut être comprise entre

24 V et 240 V courant alternatif/courant continu, et est indé-

pendante du courant principal. Une aptitude fiable à la signa-

lisation existe par conséquent à chaque état de fonctionnement.

Un contact de repos (ouverture) et un contact de travail (ferme-

ture) sont respectivement prévus pour le téléavertissement des fonctions protectrices. Les signaux sont ainsi disponibles

pour d'autres tâches de commande. L'appareil de contact des re-

lais de signalisation est alors complexe, étant donné que des

contacts distincts sont employés pour des fonctions de fermetu-

re et d'ouverture. En outre, dans des circuits électroniques, une grande importance est accordée à une consommation d'énergie la plus faible possible. Cela n'est obligatoirement pas atteint de manière optimale, dans l'art antérieur précité, du fait de

l'activation permanente des relais.

D'après le brevet DE-C2-31 14 551, l'on connaît un dis-

joncteur de protection dont fait partie un dispositif de dé-

clenchement électronique,revêtant la forme d'un microproces-

seur et d'un dispositif de signalisation. La transmission,

entre l'interrupteur de protection et le dispositif de signali-

sation étagé, s'opère par impulsions codées. Deux relais sont

prévus pour l'indication à distance d'une alarme et d'un dé-

clenchement. Les inconvénients précités ne sont également pas

éliminés par cet état de la technique.

La présente invention a par conséquent pour objet de fournir un circuit du type précité, équipant un dispositif de

signalisation, qui permette d'exécuter une fonction de ferme-

ture ou d'ouverture pour la signalisation d'un état de fonc-

tionnement du disjoncteur de protection, par l'intermédiaire d'une zone de contact simple; et qui représente, par rapport à l'art antérieur susmentionné, une solution économique grâce à

des mesures économisant l'énergie.

Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que le signal du message d'erreur est appliqué au circuit et agit par connexion logique, avec effet exercé par un signal de référence statique et par un signal de synchronisation, sur le relais électrique qui est réalisé sous la forme d'un relais bistable et dont l'appareil de contact remplit une fonction de

fermeture ou une fonction d'ouverture d'une façon correspon-

dant à l'état du signal de référence.

La connexion logique des signaux des messages d'erreur a, de préférence, lieu de façon telle que le signal de référence agit comme un signal d'entrée et le signal du message d'erreur agit comme un signal d'entrée d'une première porte OU exclusif, le signal de sortie de la première porte OU exclusif agissant,

d'une part, directement sur un premier raccord de bobine du re-

lais bistable et, d'autre part, en tant que signal d'entrée

d'une seconde porte OU exclusif, et un signal de synchronisa-

tion agissant comme un autre signal d'entrée de la seconde porte OU exclusif, dont la sortie agit sur un second raccord de bobine du relais bistable. Il est particulièrement avantageux que le signal de synchronisation soit engendré par le microdispositif de commande, qu'il présente un rapport de passage du courant de 1:1 entre une impulsion de synchronisation et une impulsion de pause, et qu'il agisse en permanence sur l'entrée de la porte OU exclusif. Le signal de référence est commodément engendré par un interrupteur et agit comme un signal d'entrée statique. De préférence, l'appareil de contact du relais bistable agit comme un contact de fermeture lorsque l'interrupteur est fermé et

lorsqu'un signal de message d'erreur apparaît, et comme un con-

tact d'ouverture lorsque l'interrupteur est ouvert et lors-

qu'un signal de message d'erreur apparaît. Il est, en outre, particulièrement avantageux que le signal de message d'erreur soit conçu comme un signal faiblement actif, et/ou que chaque signal de message d'erreur soit exploré et affiché optiquement par un affichage de l'état des signaux. Enfin, il est avantageux que le circuit provoque une surveillance indirecte des relais du fait que, au plus tard après la demi-durée d'enclenchement de

l'impulsion de synchronisation, les relais sont obligatoire-

ment amenés à leur position de commutation de consigne pré-

vue.

L'invention tire parti des propriétés d'un relais bi-

stable. Le signal de message d'erreur est combiné à un signal de référence statique et à un signal de synchronisation engendré par le microdispositif de commande. Le relais s'enclenche après

un changement de polarité des impulsions de commande aux rac-

cords de bobines du relais bistable. Grâce à l'activation syn-

chronisée, la consommation d'énergie du relais est réduite jus-

qu'à la moitié d'une manière correspondant au rapport de syn-

chronisation. L'utilisation du relais bistable permet de limi-

ter l'appareil de contact à un unique contact simple, qui fonc- tionne comme un contact de fermeture ou un contact d'ouverture en concordance avec le potentiel du signal de présélection. De ce fait, grâce à la connexion logique, deux types de fonctions des contacts peuvent être obtenus avec une broche de sortie pour la signalisation des erreurs. La faible consommation d'énergie

du relais autorise une activation directe, sans étages excita-

teurs supplémentaires. Lors d'une simple utilisation de relais

bistables, par exemple en vue de réduire l'énergie, des in-

fluences extérieures telles que des chocs et des secousses peu-

vent se traduire, respectivement, par un enclenchement invo-

lontaire des relais ou par leur remise involontaire à l'état initial, ce qui demeure indécelé par la logique du circuit. Dans le circuit conforme à l'invention, la commutation involontaire

des contacts est automatiquement corrigée par le signal de syn-

chronisation. Ainsi, grâce à l'invention, les besoins du cir-

cuit en éléments constitutifs, en énergie et en encombrement

sont limités à un besoin minimal, et des relais dont l'enclen-

chement est erroné sont automatiquement corrigés.

L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une illustration schématique du circuit qui traite un message d'erreur provenant du microdispositif de commande, et active un relais bistable; la figure 2 est un diagramme d'impulsions dans lequel le

contact de signalisation du relais bistable présente une fonc-

tion d'ouverture pour la durée du message d'erreur; et la figure 3 est un diagramme d'impulsions dans lequel le

contact de signalisation du relais bistable présente une fonc-

tion de fermeture pour la durée du message d'erreur.

La figure 1 est une illustration schématique du circuit qui traite un message d'erreur provenant d'un microdispositif

de commande MC, et qui active un relais bistable RB. Le micro-

dispositif de commande MC comprend, d'une part, les sorties destinées aux signaux FM, FM1... FMn des messages d'erreur et, d'autre part, une sortie de synchronisation Takt. Les signaux FM, FM1... FMn des messages d'erreur sont faiblement actifs, de sorte que l'apparition d'un message d'erreur se traduit par l'éclairement de diodes électroluminescentes LM, LM1... LMn raccordées au potentiel positif + par une résistance série,

lesdites diodes visualisant ainsi le message d'erreur. Un cir-

cuit SA se compose, pour l'essentiel, d'une première porte OU

exclusif XOR1; d'une seconde porte OU exclusif XOR2; d'une ré-

sistance R; et d'un interrupteur DIP préférentiellement du ty-

pe de réalisation "Dual-In-line Package". Le signal FM du mes-

sage d'erreur est appliqué à une entrée I2 de la première porte

OU exclusif XOR1, dont une entrée Il est sollicitée par un si-

gnal de référence statique. Le signal de référence est engendré du fait que l'entrée Il est raccordée au potentiel négatif - par l'intermédiaire de la résistance R, et au potentiel positif + par l'intermédiaire de l'interrupteur DIP. Une entrée I3 de la seconde porte OU exclusif XOR2 est directement connectée à une sortie Q1 de la première porte OU exclusif XOR1. Une entrée I4 de la seconde porte OU exclusif XOR2 est connectée à la sortie de

synchronisation Takt du microdispositif de commande MC. La sor-

tie Q1 de la première porte OU exclusif XOR1 est reliée à un rac-

cord de bobine A d'un relais bistable RB, une sortie Q2 de la se-

conde porte OU exclusif XOR2 étant reliée à un raccord de bobine B dudit relais bistable RB. Des circuits SAl... SAn sont d'un agencement structurel identique à celui du circuit SA, auquel cas les signaux FM1... FMn des messages d'erreur agissent comme des signaux d'entrée, et des relais bistables RBl... RBn sont

activés par les circuits correspondants SAl... SAn.

Les figures 2 et 3 mettent en évidence la connexion logi-

que et la succession de signaux qui en résulte, respectivement l'excitation pulsatoire de la bobine du relais bistable RB. Il

est alors fait référence au circuit SA de la figure 1. La fi-

gure 2 représente un diagramme d'impulsions dans lequel le con-

tact de signalisation du relais bistable présente une fonction d'ouverture pour la durée du message d'erreur. L'interrupteur

DIP est ouvert de façon telle que, par l'intermédiaire de la ré-

sistance R, un signal faible est appliqué statiquement à l'en- trée Il de la première porte OU exclusif XOR1. Le signal FM du message d'erreur présente un comportement faiblement actif, de sorte que ledit signal FM est d'un potentiel élevé en service

normal. La sortie Q1 de la porte OU exclusif XOR1 présente un po-

tentiel de tension variant d'une valeur élevée à une faible va-

leur lorsque le signal FM apparaît, et elle demeure à un faible potentiel pour la durée du message d'erreur. La sortie Q2 de la porte OU exclusif XOR2 pulse en fonction des signaux appliqués à son entrée I3 qui est directement raccordée à la sortie Ql de la porte XOR1, et à son entrée I4 qui est directement connectée à la sortie de synchronisation Takt du microdispositif de commande MC. Lorsqu'aucun signal FM de message d'erreur n'est appliqué,

les impulsions de sortie gagnant le raccord de bobine B du re-

lais bistable RB sont affectées d'une valeur négative par rap-

port aux signaux de la sortie de synchronisation Takt. Lorsque le flanc du signal FM décline, le potentiel de tension appliqué au raccord de bobine A devient négatif par rapport au raccord de bobine B, de sorte que le contact du relais bistable RB est ouvert pour la durée du message d'erreur, et fonctionne comme un

contact d'ouverture. Aussitôt que le message d'erreur dispa-

rait, le contact se ferme avec le flanc décroissant successif sur le raccord de bobine B. Dans ce cas, l'on présuppose que le contact est ouvert lorsque le potentiel de tension appliqué au raccord de bobine A est positif par rapport au raccord de bobine B. Dans l'autre cas, en effet, le contact s'ouvre lorsque le raccord de bobine A présente un potentiel négatif par rapport au raccord de bobine B. Le train d'impulsions pour l'excitation de

la bobine du relais RB atteste clairement la fonction de commu-

tation du contact. Il ressort également, de manière évidente,

que la consommation d'énergie pour l'excitation du relais bi-

stable RB est notablement réduite grâce à l'activation syn-

chronisée. La figure 3 montre un diagramme d'impulsions dans lequel le contact de signalisation du relais bistable présente une

fonction de fermeture pour la durée du message d'erreur. Lors-

que l'interrupteur DIP est fermé, un signal statique élevé est appliqué à l'entrée Il de la porte OU exclusif XOR1, d'ou une inversion du potentiel appliqué au raccord de bobine A et à

l'entrée I3 de la porte OU exclusif XOR2. Le potentiel de l'ac-

tivation du relais bistable RB, aux raccords A, B, est inversé par rapport à l'illustration de la figure 2. Pour la durée du

message d'erreur, le contact de signalisation remplit la fonc-

tion d'un contact de fermeture. Suite à la ferme détermination de la position de commutation de l'interrupteur DIP, le signal de présélection est défini et la fonction de commutation d'un

contact simple du relais bistable RB est fermement établie.

Les figures 2 et 3 révèlent clairement qu'un relais en-

clenché de manière erronée suite à des influences extérieures,

par exemple à cause d'un choc (ce qui demeure normalement incon-

nu), est ramené à sa position initiale après une durée d'impul-

sion de synchronisation Ti. Ainsi, une surveillance indirecte

des relais s'opère par l'intermédiaire du circuit.

Dans le circuit conforme à l'invention, le signal de

synchronisation (sortie Takt) est engendré par le microdispo-

sitif de commande MC, son rapport de passage du courant est de 1:1 entre l'impulsion de synchronisation Ti et une impulsion de pause Tp (figures 2 et 3), et il agit en permanence sur l'entrée

I4 de la porte OU exclusif XOR2.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au circuit décrit et représenté, sans sortir du

cadre de l'invention.

-R E V E N D I CATIONS -

1. Circuit pour dispositif de signalisation équipant

des disjoncteurs de protection, en particulier des section-

neurs de puissance, qui comportent un dispositif de déclenche-

ment électronique et entrent en action en cas d'erreur interve-

nant dans un système électrique à protéger, le dispositif de déclenchement électronique consistant pour l'essentiel en un microdispositif de commande qui exécute une interprétation d'erreur et met respectivement à disposition, pour chaque type d'erreur, une broche de sortie par laquelle le signal du message d'erreur correspondant est appliqué, avec amplification, à un

relais électrique, circuit caractérisé par le fait que le si-

gnal (FM, FM1... FMn) du message d'erreur est appliqué au cir-

cuit (SA, SA1... SAn) et agit par connexion logique, avec effet exercé par un signal de référence statique et par un signal de synchronisation (Takt), sur le relais électrique qui est réalisé sous la forme d'un relais bistable (RB, RB1... RBn) et dont l'appareil de contact remplit une fonction de fermeture ou une fonction d'ouverture d'une façon correspondant à l'état du

signal de référence.

2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la connexion logique des signaux (FM, FM1... FMn) des messages d'erreur a lieu de façon telle que le signal de référence agit comme un signal d'entrée (Il) et le signal (FM, FM1... FMn) du message d'erreur agit comme un signal d'entrée (I2) d'une première porte OU exclusif (XOR1); le signal de sortie (Ql) de la première porte OU exclusif (XORl) agit, d'une part, directement sur un premier raccord de bobine (A) du relais bistable (RB) et, d'autre part, en tant que signal d'entrée (I3)

d'une seconde porte OU exclusif (XOR2); et le signal de syn-

chronisation (Takt) agit comme un autre signal d'entrée (14) de la seconde porte OU exclusif (XOR2), dont la sortie (Q2) agit

sur un second raccord de bobine (B) du relais bistable (RB).

3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le signal de synchronisation (Takt) est engendré par le

microdispositif de commande (MC), présente un rapport de pas-

sage du courant de 1:1 entre une impulsion de synchronisation (Ti) et une impulsion de pause (Tp), et agit en permanence sur

l'entrée (I4) de la porte OU exclusif (XOR2).

4. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à

3, caractérisé par le fait que le signal de référence est engen-

dré par un interrupteur (DIP) et agit comme un signal d'entrée

statique (Il).

5. Circuit selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'appareil de contact du relais bistable (RB) agit comme un contact de fermeture lorsque l'interrupteur (DIP) est fermé et lorsqu'un signal (FM) de message d'erreur apparait, et comme un contact d'ouverture lorsque l'interrupteur (DIP) est

ouvert et lorsqu'un signal (FM) de message d'erreur appa-

rait.

6. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à

, caractérisé par le fait que le signal (FM, FM1... FMn) de

message d'erreur est conçu comme un signal faiblement actif.

7. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à

6, caractérisé par le fait que chaque signal (FM, FM1... FMn) de

message d'erreur est exploré et affiché optiquement par un af-

fichage (LM, LM1... LMn) de l'état des signaux.

8. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à

7, caractérisé par le fait que le circuit (SA, SAl... SAn) pro-

voque une surveillance indirecte des relais (RB, RB1... RBn) du

fait que, au plus tard aprés la durée d'enclenchement de l'im-

pulsion de synchronisation (Ti), les relais (RB, RBl... RBn) sont obligatoirement amenés à leur position de commutation de

consigne prévue.