FR2757697A1

FR2757697A1 - Disjoncteur avec declencheur a propre courant et circuit de signalisation de defaut

Info

Publication number: FR2757697A1
Application number: FR9616150A
Authority: FR
Inventors: Patrick Perron
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 1998-06-26

Abstract

Le déclencheur (4) comporte un circuit de traitement (5) alimenté à propre courant (7, Va1). Un circuit (9) de signalisation de défaut est alimenté (Va2), par l'intermédiaire d'un circuit OU à diodes (D1, D2), soit par le circuit (7) d'alimentation à propre courant, soit par une alimentation extérieure constituée par une pile (10). L'alimentation extérieure est connectée au circuit de signalisation (9) par l'intermédiaire d'un contact auxiliaire (3) de signalement de défaut, normalement ouvert, qui se ferme lorsque le disjoncteur est ouvert sous la commande du déclencheur (4).

Description

DISJONCTEUR AVEC DECLENCHEUR A PROPRE COURANT ET CIRCUIT DE
SIGNALISATION DE DEFAUT
L'invention concerne un disjoncteur comportant un déclencheur, comportant un circuit d'alimentation à propre courant, et un contact auxiliaire de signalement de défaut, normalement ouvert, se fermant lorsque le disjoncteur est ouvert sous la commande du déclencheur, le déclencheur comportant un circuit de signalisation de défaut, un circuit d'alimentation du circuit de signalisation de défaut comportant une première entrée connectée au circuit d'alimentation à propre courant, une seconde entrée connectée à une alimentation extérieure et des moyens de sélection connectés entre les entrées et une sortie du circuit d'alimentation du circuit de signalisation.

Dans les disjoncteurs de type connu, I'alimentation extérieure alimente en permanence le circuit de signalisation de défaut lorsque le disjoncteur est ouvert. Lorsque le disjoncteur est stocké, I'alimentation extérieure, constituée par une pile ou une batterie, se décharge inutilement.

L'invention a pour but un disjoncteur dans lequel il soit possible de laisser la pile en place pendant un stockage éventuel, tout en évitant la décharge de celle-ci.

Selon l'invention ce but est atteint par le fait que l'alimentation extérieure est connectée au circuit de signalisation par l'intermédiaire du contact auxiliaire de signalement de défaut.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de différents modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés dans lesquels
La figure 1 représente, sous forme de schéma-bloc, un disjoncteur de type connu,
La figure 2 représente, sous forme de schéma-bloc, un disjoncteur selon l'invention,
La figure 3 illustre un mode de réalisation particulier du circuit de signalisation du disjoncteur selon la figure 2,
Les figures 4a à 4h illustrent les formes d'onde de différents signaux des circuits selon les figures 2 et 3.

La figure 5 représente un mode de réalisation particulier du circuit de mémorisation du circuit de signalisation selon la figure 3,
La figure 6 représente un mode de réalisation particulier des diodes électroluminescentes et du circuit de temporisation du circuit de signalisation selon la figure 3,
La figure 1 représente, de manière schématique, un disjoncteur connu. Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés.

Le disjoncteur protège un réseau électrique, schématisé sur la figure 1 par une ligne monophasée 1. A un contact 2 du disjoncteur est associé un contact auxiliaire de signalement de défaut 3, normalement ouvert, qui se ferme lorsque le contact 2 du disjoncteur est ouvert sur défaut, c'est à dire sous la commande du déclencheur 4 associé.

Le déclencheur 4 comporte un circuit de traitement 5 qui est de préférence un circuit à microprocesseur. Le circuit de traitement reçoit, d'un capteur de courant 6, des signaux représentatifs du courant I dans la ligne 1. Ces signaux sont également appliqués à l'entrée d'un circuit d'alimentation 7 destiné à fournir au déclencheur une tension d'alimentation Val. Un déclencheur de ce type est dit à propre courant, I'alimentation n'étant assurée que tant que le disjoncteur est fermé. En cas de défaut, surcharge ou courtcircuit, dans la ligne 1, le circuit de traitement fournit, avec ou sans temporisation, un signal Sd de déclenchement à un relais 8 qui provoque l'ouverture du contact 2 du disjoncteur. Simultanément, le contact auxiliaire 3 est fermé pour indiquer que l'ouverture du disjoncteur a eu lieu sur défaut et non pas manuellement. Le réarmement du disjoncteur provoque la réouverture du contact auxiliaire 3.

Un circuit de signalisation 9 reçoit du circuit de traitement des signaux représentatifs de la cause du déclenchement et fournit notamment la signalisation correspondante, généralement sous la forme de signaux lumineux, par exemple au moyen de diodes électroluminescentes associées aux différents types de défaut. Le circuit de signalisation 9 est alimenté par le circuit d'alimentation 7 et par une alimentation extérieure, constituée par une pile 10 sur la figure 1. Le circuit d'alimentation du circuit de signalisation comporte ainsi une première entrée recevant la tension Val du circuit d'alimentation 7 et une seconde entrée recevant la tension Vp de la pile 10. Des diodes D1 et D2, dont les anodes sont respectivement connectées à la première et à la seconde entrée et dont les cathodes sont connectées à une sortie du circuit d'alimentation du circuit de signalisation 9, forment un circuit OU logique.

Ainsi, la tension d'alimentation Va2 appliquée au circuit de signalisation est la plus élevée des deux tensions Val et Vp. En pratique, Val est de l'ordre de 5V en fonctionnement normal, lorsque le disjoncteur est fermé, et la tension Vp est choisie de manière à être inférieure à 5V, par exemple de l'ordre de 3,6V. De cette manière, la pile ne débite pas quand le disjoncteur est fermé, mais prend le relais lorsque l'alimentation à propre courant devient trop faible ou nulle, lorsque le disjoncteur est ouvert.

Ce dispositif connu permet de maintenir la signalisation de la cause de défaut après ouverture du disjoncteur, tout en économisant la pile qui n'est pas utilisée en fonctionnement normal du disjoncteur. Cependant, la pile alimente en permanence le circuit 9 si le disjoncteur est stocké.

Sur la figure 2, le contact auxiliaire 3 est connecté entre la pile 10 et l'anode de la diode D2. Ainsi, la tension Vp ne peut être appliquée au circuit de signalisation que lorsque le contact auxiliaire 3 est fermé, c'est à dire après une ouverture du disjoncteur sur défaut, tant que le disjoncteur n'est pas réarmé. En effet, le réarmement manuel du disjoncteur provoque l'ouverture du contact auxiliaire 3 et, en conséquence, I'interruption de la connexion entre la pile 10 et le circuit de signalisation.

Un mode particulier de réalisation du circuit de signalisation 9 est illustré à la figure 3. Il comporte un circuit de mémorisation 11, un ensemble 12 de diodes électroluminescentes et un circuit de temporisation 13. Le circuit de mémorisation est alimenté par la tension Va2 et reçoit en entrée, en provenance du circuit de traitement 5, des signaux représentatifs du type de défaut. A titre d'exemple, un signal LR peut être représentatif d'un défaut long retard, et un signal PT représentatif d'un défaut homopolaire et, éventuellement d'un manque de tension. Une autre entrée du circuit de mémorisation reçoit, par défaut, un signal INST/CR représentatif d'un défaut instantané ou court retard. Un signal de validation
Sv, appliqué sur une entrée de validation du circuit de mémorisation 11, provoque la commande, par le circuit de mémorisation, de l'allumage pendant une période prédéterminée d'une diode électroluminescente correspondant au défaut mémorisé.

Un bouton test 15, connectant la pile 10 à l'ensemble des diodes électroluminescentes 12, et au circuit de temporisation 13, permet de réactiver à la demande, pendant la même période de temporisation, la diode correspondant au défaut ayant provoqué le déclenchement.

Les formes d'onde de figures 4a à 4h permettent de mieux comprendre le fonctionnement du dispositif selon les figures 2 et 3.

Avant un instant tl, le courant I (fig. 4a) est inférieur au seuil de défaut long retard. Le déclencheur est alimenté à propre courant par la tension Val, supérieure à la tension Vp.

La tension Va2 d'alimentation du circuit d'alimentation est alors égale à Val (figure 4b).

Le signal LR (fig. 4c), comme le signal PT (non représenté), est à O. Le signal
INST/CR (figure 4d) est, par défaut, à 1. Le disjoncteur étant fermé, le contact auxiliaire 3 est ouvert, et la tension Va3 (figure 4e) à l'anode de D2 est nulle. Le signal de validation Sv (figure 4f), obtenu par dérivation par un circuit de dérivation 14 du signal Va3, est également nul. Le circuit de mémorisation ne fournit alors que des signaux de commande nuls à l'ensemble 12 et au circuit de temporisation 13. Toutes les diodes électroluminescentes commandées par le circuit de mémorisation, et plus particulièrement la diode électroluminescente DLR associée à un défaut long retard (figure 4g), sont éteintes.

A l'instant tl, le courant I dépasse le seuil long retard. La surcharge est détectée par le circuit de traitement 5 du déclencheur qui fait passer à 1 le signal LR (figure 4c) appliqué au circuit de mémorisation 11. Le passage à 1 du signal LR fait passer à zéro le signal INST /CR (figure 4d). Ceci peut être réalisé par tout moyen approprié. Un mode de réalisation particulier sera décrit ultérieurement en référence à la figure 5. Tous les autres signaux restent inchangés jusqu'à un instant t2.

A l'instant t2, après une temporisation correspondant à la fonction de déclenchement long retard du déclencheur, le disjoncteur est ouvert sous la commande du déclencheur. Le courant I passe alors à zéro et l'alimentation à propre courant disparaît progressivement. Le contact auxiliaire 3 se ferme et la tension Va3 prend la valeur Vp(fig. 4f). Le passage de O à 1 de Va3 à l'instant t2 provoque une impulsion positive du signal de validation Sv (figure 4f). Il valide alors le signal LR mémorisé dans le circuit de mémorisation 11 à l'instant t2, de manière à commander l'allumage pendant une période prédéterminée, de 10 mn par exemple, de la diode DLR (figure 4g).

A la fin de cette période prédéterminée, à l'instant t3, la diode DLR s'éteint, de manière à économiser la pile 10. Le bouton test 15, connecté entre la pile 10 et le circuit de signalisation 9, fournit un signal de test St (figure 4h). Pendant l'appui sur le bouton test (t4 - t5), toutes les diodes électroluminescentes sont allumées. Puis, après relâchement du bouton test 15, seule la diode correspondant au défaut, DLR sur la figure 4h, reste allumée, pendant la durée de la temporisation (10 mn). Un mode particulier de réalisation de cette fonction test sera décrit plus en détail ultérieurement au regard de la figure 6.

Lors du réarmement du disjoncteur (t6), le contact auxiliaire 3 est ouvert. La tension Va3 (fig. 4e) repasse à zéro, et le disjoncteur étant ouvert, c'est à dire la tension Val à zéro, la tension Va2 (fig. 4b) passe également à 0. Le circuit de mémorisation 11 n'est plus alimenté et son contenu remis à zéro. Si le réarmement est réalisé pendant que la diode DLR est allumée (fig. 4h), celle-ci s'éteint alors.

Sur la figure 3, le circuit de mémorisation 11 comporte une entrée supplémentaire, connectée à un circuit de chien de garde 16. Un tel circuit est classiquement prévu lorsque le circuit de traitement est un circuit à microprocesseur. Le circuit de chien de garde 16 surveille le fonctionnement du microprocesseur, et en cas de défaillance de celui-ci, fournit au circuit de mémorisation un signal de défaut Cdg correspondant. Le déclencheur peut être conçu pour provoquer l'ouverture du disjoncteur en cas de défaut du microprocesseur, et ce défaut peut, comme les précédents, être alors signalé par une diode électroluminescente appropriée de l'ensemble 12.

La figure 5 illustre un mode de réalisation particulier du circuit de mémorisation 11. Il comporte un circuit tampon 17 avec des emplacements de mémoire M1, M2 et M3 correspondant respectivement à un défaut long retard (LR), protection terre (PT) et instantané ou court retard (INST/CR). La tension d'alimentation Va2 est connectée, par l'intermédiaire d'une résistance, à l'entrée de l'emplacement de mémoire M3. Ainsi, en l'absence de défaut, un signal logique 1 est appliqué en permanence à l'entrée de M3 (fig. 4d). Les sorties LR et PT du circuit de traitement sont respectivement appliquées, par l'intermédiaire de diodes D3 et D4, aux entrées des emplacements de mémoire M1 et M2. Les sorties LR et PT sont également connectées, par l'intermédiaire de diodes D5 et D6, à la base d'un transistor T1 qui est interposé entre l'entrée de l'emplacement de mémoire M3 et la masse. De cette manière, la signalisation d'un défaut LR ou PT par le circuit de traitement provoque simultanément l'application d'un signal logique 1 à 1 'entrée de l'emplacement de mémoire M1 ou M2, correspondant, et le passage à zéro de l'entrée de l'emplacement de mémoire M3 par la mise en conduction du transistor T1 (figs. 4c et 4d, tl).

Le signal Cdg est appliqué simultanément, par l'intermédiaire de diodes D7 et D8, aux entrées des emplacements de mémoire M1 et M2. La défaillance du microprocesseur du circuit de traitement entraîne ainsi la mémorisation d'un signal logique 1 simultanément dans ces deux emplacements de mémoire et le maintien du signal logique 1 dans l'emplacement de mémoire M3.

Le circuit tampon 17 comporte une entrée de validation recevant des signaux Sv de validation du circuit de dérivation 14 et une entrée R recevant les signaux d'alimentation Va2, et par l'intermédiaire d'un transistor T2 des signaux Sr de remise à zéro fournis par le circuit de traitement.

Lors de la mise en route du déclencheur, un signal Sr est appliqué à l'entrée R du circuit tampon 17 et tous les emplacements de mémoire sont mis à zéro. Les signaux de sortie correspondants S1, S2 et S3 sont alors tous au niveau logique zéro. Puis, la tension Va2 est appliquée à l'entrée R et à l'entrée INST/CR de l'emplacement de mémoire M3. En l'absence de défaut, les sorties S1 à S3 restent à zéro. Lorsqu'un défaut est détecté, par exemple un défaut long retard à l'instant tl, I'entrée correspondante, LR, est mise au niveau logique 1. S'il ne s'agit pas d'un défaut instantané ou court-retard, cela entraîne le passage à zéro de l'entrée de l'emplacement de mémoire M3. Puis, à l'ouverture du disjoncteur, en t2, un signal de validation Sv est fourni au circuit tampon 17 et provoque le passage à 1 de la sortie, Si, correspondant à l'emplacement de mémoire dont l'entrée est à 1. Cette sortie reste à 1 jusqu'à la remise à zéro du circuit de mémorisation, c'est à dire jusqu'au réarmement du disjoncteur à l'instant t6.

Dans le mode de réalisation particulier de l'ensemble 12 et du circuit de temporisation 13 de la figure 6, les signaux S1 à S3 sont appliqués, par l'intermédiaire de diodes respectives D9, D10 et D11, à l'anode de diodes électroluminescentes associées DLR, DPT et DJNST. Les cathodes de ces diodes électroluminescentes sont connectées à la masse par l'intermédiaire d'une diode D12 et d'un condensateur C1. Le point commun à D12 et C1 est appliqué à l'entrée d'un compteur 18. La sortie du compteur 18 est connectée à l'anode de la diode D12. Une diode électroluminescente supplémentaire Da est connectée, par l'intermédiaire d'une diode D13 entre la masse et une entrée de l'ensemble 12 sur laquelle un signal Sa d'alarme est appliqué directement par le circuit de traitement 5 lorsqu'une surcharge est détectée (à l'instant tl), avant déclenchement. L'anode de chaque diode électroluminescente Da, DINST, DPT, et DLR, est connectée, par l'intermédiaire d'une diode D14, D15, D16 et D17 correspondant à la pile 10 par l'intermédiaire du bouton test 15, normalement ouvert. Le signal St de test peut ainsi être appliqué simultanément (t4 - t5) à toutes les diodes électroluminescentes. Il est de plus appliqué à une seconde entrée du compteur 18.

Quand le disjoncteur est fermé, les signaux Si à S3 sont à 0. Une surcharge, en tl, provoque le passage à 1 du signal Sa et l'allumage de la diode électroluminescente Da. A l'ouverture du disjoncteur, en t2, le signal Sa repasse à zéro car le courant I s'annule, éteignant la diode Da. A l'instant t2, la fermeture du contact auxiliaire 3 assure l'alimentation ultérieure du circuit de signalisation 9 par la pile 10, tandis que l'alimentation, par Val, du circuit de traitement 5 s'interrompt rapidement. Simultanément, le signal de validation Sv provoque le passage à 1 de la sortie du circuit tampon associée au type défaut détecté par le déclencheur. Dans le mode de réalisation représenté, le signal S1 passe à 1 et provoque l'allumage de la diode électroluminescente associée DLR, ainsi que le démarrage du compteur 18 dont la sortie est à zéro. Au bout de 10 mn, la sortie du compteur passe à 1, ce qui provoque l'extinction de la diode DLR. L'appui sur le bouton test (t4 - t5) provoque l'allumage de toutes les diodes électroluminescentes et un nouveau démarrage du compteur 18 dont la sortie repasse à zéro. Lorsque le bouton test est relâché, en t5, seule la diode électroluminescente DLR correspondant au type de défaut détecté reste allumée, pendant la durée de la temporisation. Elle s'éteint, soit à la fin du comptage, soit (t6) lors du réarmement du disjoncteur, celui-ci provoquant l'ouverture du contact auxiliaire 3 et le passage à zéro de la tension d'alimentation Va2 du circuit de signalisation.

Dans le mode de réalisation représenté aux figures 5 et 6, un défaut du microprocesseur signalé par le signal Cdg provoque l'allumage simultané des diodes électroluminescentes
DLR, DPT et DINST.

Claims

REVENDICATIONS

1. Disjoncteur comportant un déclencheur (4), comportant un circuit d'alimentation (7) à propre courant, et un contact auxiliaire (3) de signalement de défaut, normalement ouvert, se fermant lorsque le disjoncteur est ouvert sous la commande du déclencheur, le déclencheur (4) comportant un circuit (9) de signalisation de défaut, un circuit d'alimentation du circuit de signalisation de défaut comportant une première entrée connectée au circuit d'alimentation (7) à propre courant, une seconde entrée connectée à une alimentation extérieure (10) et des moyens de sélection (D1, D2) connectés entre les entrées et une sortie du circuit d'alimentation du circuit de signalisation, circuit caractérisé en ce que l'alimentation extérieure (10) est connectée au circuit de signalisation (9) par l'intermédiaire du contact auxiliaire (3) de signalement de défaut.

2.- Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation extérieure (10) est constituée par une pile.

3.- Disjoncteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de sélection sont constitués par un circuit OU à diodes (D1, D2).

4.- Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit (9) de signalisation de défaut comporte des diodes électroluminescentes (12 ; Da,

DINST, DPT, DLR).

5.- Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit (9) de signalisation de défaut comporte un circuit de temporisation (13), de manière à ce que la signalisation de défaut appropriée soit maintenue pendant un temps prédéterminé après fermeture du contact auxiliaire (3) de signalement de défaut.

6.- Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le déclencheur comporte des moyens (15) de test de l'alimentation extérieure (10).