FR2803121A1 - Dispositif protege vis-a-vis d'une defaillance par formation d'arc et son procede - Google Patents
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Abstract
Un assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc dans un dispositif électrique et des procédés correspondants déterminent si oui ou non une formation d'arc est présente dans le dispositif. L'assemblage comprend un capteur (16), un circuit de bruit large bande (24) et un contrôleur (40). Le capteur détecte un courant et développe un signal de capteur correspondant. Le circuit de bruit large bande détermine la présence d'un bruit large bande dans le signal de capteur et produit un signal de sortie correspondant. Le contrôleur traite le signal de capteur et le signal de sortie d'une façon prédéterminée afin de déterminer si oui ou non une défaillance par formation d'arc est présente. Le capteur, le circuit de bruit large bande et le contrôleur sont montés sur le dispositif.
Description
DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne la protection de circuits électriques et façon davantage particulière, la détection défaillances par formation d'arc dans un assemblage électrique pour montage sur un dispositif. ARRIÈRE-PLAN L'INVENTION Les systèmes électriques dans les applications domestiques, commerciales et industrielles incluent habituellement un tableau de distribution pour recevoir de la puissance électrique en provenance d'une source réseau d'alimentation. La puissance est ensuite aiguillée au travers de dispositifs de protection jusqu'à des circuits de dérivation désignés qui alimentent une ou plusieurs charges. Ces dispositifs de protection sont typiquement des interrupteurs de circuit tels que des disjoncteurs et des fusibles qui sont conçus pour interrompre le courant électrique si les limites des conducteurs qui alimentent les charges sont dépassées.
Bien que les disjoncteurs soient un type préféré d'interrupteur de circuit du fait qu'ils protègent un certain nombre de sorties simultanément, des détecteurs de défaillance de masse dans des prises électriques sont devenus d'une utilisation de plus en plus populaire pour des dispositifs utilisés dans des zones où un court-circuit généré par contact avec de l'eau est possible, par exemple pour des sèche cheveux, lesquels tendent à être utilisés dans les salles de bains.
Typiquement, les détecteurs de défaillance de masse interrompent un circuit électrique du fait d'une déconnexion ou d'une condition de déclenchement telle qu'une surcharge de courant ou qu'une défaillance de masse. La condition de surcharge de courant est observée lorsqu'un courant excède la valeur nominale continue du disjoncteur pendant un intervalle temporel déterminé par le courant de déclenchement. Une condition de déclenchement de défaillance de masse est créée par un déséquilibre des courants qui circulent entre un conducteur de ligne et un conducteur de neutre, lequel déséquilibre peut etre généré par un courant de fuite ou par une défaillance par formation d'arc sur la masse.
Les défaillances par formation d'arc sont classiquement définies tant que courant au travers d'un gaz ionisé entre deux extrémités d'un conducteur rompu ou au niveau d'un contact en défaillance ou d'un connecteur en défaillance, entre deux conducteurs qui alimentent une charge, ou entre un conducteur et la masse. Des défaillances par formation d'arc ne peuvent pas cependant déclencher un disjoncteur classique. Les niveaux de courant de défaillance par formation d'arc peuvent être réduits par une impédance de dérivation ou de charge jusqu'à un niveau au-dessous des établissements ou reglages de courbe de déclenchement du disjoncteur. En outre, une défaillance par formation d'arc qui ne provoque pas une entrée en contact avec un conducteur mis à la masse, un objet mis à la masse ou personne mise à la masse ne déclenche pas un dispositif de protection vis-à-vis d'une défaillance de mise à la masse ou de masse.
<B>Il</B> existe de nombreuses conditions qui peuvent générer des défaillances par formation d'arc, par exemple un câble, connecteurs, des contacts ou une isolation, des connexions présentant un certain jeu, tous ces éléments pouvant être corrodés, usés ou vieillis, un câble endommagé par des pointes ou des agrafes au travers de l'isolation et une contrainte électrique générée par une surcharge répétée, des éclairs d'orage etc. Ces défaillances peuvent endommager l'isolation du conducteur et peuvent avoir pour effet que le conducteur atteigne une température inacceptable.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION Un objet de la présente invention consiste à proposer un système de détection de défaillance par formation d'arc ainsi qu'un procédé afférent qui détectent de façon fiable des conditions de défaillance par formation d'arc qui peuvent être ignorées par des interrupteurs de circuit classiques. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un système de détection de défaillance par formation d'arc qui utilise des composants de traitement signal électronique hautement fiables de manière à être d'un fonctionnement relativement simple et toujours hautement fiable. De façon davantage particulière, puisque certains systèmes électriques n'incluent pas de disjoncteurs qui sont des systèmes de détection défaillance par formation d'arc, la présente invention propose système de detection de défaillance par formation d'arc qui est monté sur un dispositif pour protéger le dispositif et n'importe quoi en aval du dispositif vis-à vis de défaillances par formation d'arc.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront l'homme de au vu de la présente spécification qui est à considérer en relation avec les dessins annexés et avec les revendications annexées.
Conformément à un aspect de l'invention, on propose assemblage protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc comprenant capteur, un circuit de bruit large bande et un contrôleur. Le capteur détecte un courant qui circule au niveau d'un dispositif développe un signal de capteur correspondant. Le circuit de bruit large bande détermine la présence de bruit large bande dans le signal de capteur et produit un signal de sortie correspondant. Le contrôleur traite le signal de capteur et le signal de sortie d'une façon prédéterminée afin de déterminer si oui ou non une défaillance par formation d'arc s'est produite. Le capteur, le circuit de bruit large bande et le contrôleur sont montés sur le dispositif.
Conformément à un autre aspect de l'invention, on propose un procédé permettant de déterminer, au niveau d'un dispositif, si oui ou non une formation d'arc est présente. Le procédé comprend les étapes de détection d'un courant au niveau du dispositif et de développement d'un signal de capteur correspondant, de détermination de la présence d'un bruit large bande dans le signal de capteur et de production d'un signal de sortie correspondant, et de traitement du signal de capteur et signal de sortie d'une façon prédéterminée afin de determiner si oui non une défaillance par formation d'arc est présente.
Le résumé mentionné ci-avant de la présente invention n'est pas destiné à représenter chaque mode de réalisation ou chaque aspect de présente invention. Cette tâche est assurée par figures et la description détaillée qui suivent.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront suite à la lecture de la description détaillée qui suit et suite à une référence aux dessins parmi lesquels la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un système de détection de défaillance par formation d'arc qui met en oeuvre la présente invention ; les figures 2 et 3 sont des schémas fonctionnels d'un système de détecteur de défaillance par formation d'arc et d'un capteur de défaillance de masse conformément à la présente invention ; la figure 4 est un mécanisme de déclenchement de l'art antérieur dans la position fermée ; la figure 5 est un mécanisme de déclenchement de l'art antérieur dans la position ouverte ; la figure 6 est un mécanisme de déclenchement de l'art antérieur dans la position fermée ; et la figure 7 est un mécanisme de déclenchement de l'art antérieur dans la position ouverte.
Bien que l'invention soit susceptible de diverses modifications et formes alternatives, son mode de réalisation spécifique a été représenté à titre d'exemple sur les dessins et sera décrit en détail. Cependant, il doit être bien compris que l'on n'a pas pour but de limiter l'invention à la forme particulière décrite, mais qu'à l'opposé, l'invention vise à couvrir toutes les modifications, tous les équivalents et toutes les alternatives qui s'inscrivent dans l'esprit et le cadre de l'invention telle que définie par les revendications annexées.
DESCRIPTION DE MODES DE RÉALISATION ILLUSTRATIFS Par report aux dessins et initialement à la figure 1, est représenté sous forme de blocs ou schéma fonctionnel un nouveau système de détecteur de défaillance par formation d'arc conformément à l'invention et indiqué de façon générale au moyen de l'index de référence 10. Au niveau de l'exemple illustratif, le système de détection/protection vis-à- vis d'une défaillance par formation d'arc 10 est monté sur un dispositif électrique 13 qui doit être surveillé quant à des defaillances par formation d'arc. Le système de protection vis-à-vis de défaillances par formation d'arc 10 peut inclure un dispositif d'interruption de circuit ou "mécanisme de déclenchement", auquel cas il peut être appelé interrupteur de circuit pour défaillance par formation d'arc (AFCI), et le dispositif 13 peut être appelé dispositif AFCI. Le système de détection de défaillance par formation d'arc 10 détecte à la fois une formation d'arc série et parallèle au niveau du dispositif 13.
Le dispositif 13 peut comprendre un connecteur qu'un cordon de rallonge, une boîte de jonction, un commutateur ou interrupteur gradateur ou le dispositif peut comprendre une charge telle qu'un appareil d'éclairage, un détecteur de fumée ou un quelconque appareil électrique. Le système de protection vis-à-vis d'une defaillance par formation d'arc 10 peut être aisément mis en oeuvre avec un circuit existant de divers dispositifs tel qu'un interrupteur gradateur, un appareil d'éclairage et un détecteur de fumée. Le système de détection de défaillance par formation d'arc 10 peut être monté sur le dispositif 13 lui- meme, sur un cordon utilisé pour connecter le dispositif 13 à une source d'alimentation ou sur un boîtier pour le dispositif 13. Le système de détection de défaillance par formation d'arc 10 détecte des défaillances formation d'arc qui prennent leur origine au niveau du dispositif 13 et aval du dispositif 13.
La protection la plus étendue vis-à-vis de défaillances par formation d'arc est assurée dans les systèmes électriques à l'aide d'un système de détection de défaillance par formation d'arc 10 le plus près de la source d'alimentation, c'est-à-dire au niveau d'un disjoncteur. La présente invention propose une protection vis-à-vis de défaillances par formation d'arc dans des systèmes ne comprenant pas de tels systèmes de détection de défaillance par formation d'arc 10 au niveau des disjoncteurs. Les systèmes de détection de défaillance par formation d'arc 10 peuvent être avantageusement placés au niveau d'un dispositif 13 qui est câblé directement depuis un circuit de dérivation qui prend son origine au niveau de la boîte de disjoncteurs, le reste du circuit de dérivation qui s'étendant en aval depuis le dispositif 13 de manière à détecter des defaillances par formation d'arc se produisant dans l'ensemble du système. Au moins un capteur 16 est prévu en association avec le dispositif 13 pour produire un signal représentatif d'une condition de signal telle qu' puissance, une tension ou un courant dans le circuit 12. Selon le mode de réalisation illustré, ce capteur 16 comprend un capteur de taux de variation de courant (dildt). Un conducteur de ligne 14 du circuit 12 passe au travers du capteur de taux de variation de courant (dildt) 16 qui produit un signal représentatif du taux de variation d'une circulation de courant dans le conducteur de ligne 14. Dans le mode de réalisation illustré, le conducteur de ligne 14 et un conducteur de neutre 15 passent tous deux au travers d'un détecteur ou capteur de défaillance de masse 20 qui est sensible au courant qui circule au travers des côtés de la ligne 14 et du neutre 15 du circuit 12 pour produire un signal de sortie au niveau d'une sortie 22. Si la circulation de courant au travers des conducteurs de la ligne 14 et du neutre 15 est différente, ceci est indicatif d'une défaillance de masse.
De préférence, le capteur de dildt 16 et le capteur de défaillance de masse 20 comprennent chacun une bobine toroïdale comportant un noyau annulaire qui entoure les conducteurs afférents, une bobine de détection toroïdale étant enroulée en hélice sur le noyau. Dans le capteur de dildt 16, le noyau peut être réalisé en un matériau magnétique tel que de la ferrite, du fer ou une poudre perméable moulée de telle sorte que le capteur puisse répondre à des variations rapides du flux. Un espace d'air ou entrefer peut être découpé dans le noyau dans certains cas afin de réduire la perméabilité et le matériau du noyau est tel qu'il ne se sature pas pendant le courant relativement élevé qui est produit par certaines formes de formation d'arc de telle sorte qu'une détection d'arc soit toujours possible. Les exigences particulières pour la construction de la bobine toroïdale et du noyau pour le capteur de défaillance de masse 20 peuvent différer quelque peu de celles pour le capteur de dildt 16 comme par exemple pour des capteurs de défaillance de masse ou des transformateurs qui sont de façon générale connus de l'art.
Pendant le fonctionnement, le courant dans le dispositif surveillé 13 génère un champ qui induit une tension dans le capteur de dildt 16. La sortie de tension du capteur 16 est essentiellement proportionnelle au taux de variation instantané du courant. L'étalonnage du capteur 16 peut être choisi de manière produire un signal dans une plage et un spectre de fréquences dans lesquels des arcs peuvent être le plus aisément distingués par rapport à des charges 48. Cette plage et ce spectre peuvent varier en fonction de l'application.
Le capteur de dildt 16 applique une entrée sur un circuit de détection de défaillance par formation d'arc 24 qui peut inclure un circuit de détecteur de bruit large bande, et sur un circuit de mesure de courant 26. Selon un mode de réalisation, les composants du détecteur de circuit de défaillance par formation d'arc 24 et du circuit de mesure de courant 26 sont prévus sur un circuit intégré d'application spécifique (ASIC) 30. Des signaux de sortie appropriés en provenance de l'ASIC 30 sont appliqués sur un microcontrôleur ou sur un microprocesseur 40 (par exemple PIC16C73A) qui, sur la base d'une analyse et d'un traitement ultérieur des signaux fournis par l'ASIC 30, prend une décision de manière à déterminer si oui ou non il convient d'envoyer un signal de déclenchement ou "d'arc détecté" 315 sur une sortie 42. Ce signal de déclenchement 315 peut être utilisé pour activer un circuit de déclenchement (non représenté) qui de fait commutera le conducteur de côté de ligne 14 du circuit 120 volts alternatives 12 dans une condition de circuit ouvert afin de supprimer l'alimentation en provenance du circuit ou des circuits dans lequel ou dans lesquels une formation d'arc été détectée.
Le détecteur de bruit large bande 24 comprend un ou plusieurs circuits de filtre passe-bande 50 qui reçoivent le taux de variation signal de courant en provenance du capteur de dildt 16. Les bandes passantes de ces circuits 50 sont choisies afin de détecter la présence d'un bruit large bande dans des bandes de fréquences qui sont représentatives d'un spectre de fréquences typique de défaillances formation d'arc. Chacun des circuits de filtre passe-bande 50 applique un signal filtré qui comprend les composantes d'un signal d'entrée en provenance du capteur de dildt qui tombent dans sa bande de fréquences passe-bande respective sur un circuit de détecteur de signal 52.
La sortie du capteur 16 peut également alimenter un circuit d'intégration temporelle ou d'intégrateur 18. L'intégrateur peut être un circuit passif résista ncelcondensateur qui est suivi par un intégrateur amplifié dont la sortie est proportionnelle au courant alternatif. L'integrateur 18 applique un signal destiné à être échantillonné au moyen d'un convertisseur analogique-numérique AIN 19. Selon un mode de réalisation, la sortie du convertisseur AIN 19 est une série de valeurs de 8 bits (minimum) représentant le courant à une fréquence 32 echantillons par demi-cycle. Le convertisseur AIN peut être partie du microprocesseur ou du microcontrôleur 40. Lorsque la fréquence est déviée par rapport à la valeur nominale, le temps entre des passages par zéro de tension, comme détecté au niveau d'un circuit de détection de passage par zéro 21, est mesuré en utilisant des minuteries internes et est utilisé pour faire varier la fréquence d'échantillonnage afin d'obtenir un nombre constant d'échantillons par cycle.
Le circuit de bruit large bande 24 détermine s'il y a simultanément un signal de niveau de déclenchement dans deux bandes de fréquences ou plus. Afin de réaliser cela, une partie du signal en provenance du capteur de dildt 16 est aiguillée jusqu'à des filtres passe-bande 50. Le nombre minimum de filtres passe-bande est de deux. Les bandes de fréquences filtres sont choisies dans le spectre entre 10kHz et 100 kHz. Selon exemple, pour une mise en oeuvre à deux bandes, les fréquences centrales sont de 33 kHz et de 58 kHz. Selon cet exemple, les signaux de sortie en provenance des filtres passe-bande 50 sont détectés (redressés) et filtrés à l'aide d'un filtre passe-bas présentant une fréquence limite de 5 kHz. La sortie de signal de chaque bande de fréquences est aiguillée jusqu'à un comparateur (détecteur de signal) 52 dans lequel elle est comparée à un niveau de tension de référence et si elle suffisante, une impulsion de sortie est générée. Le "niveau de déclenchement" du signal en provenance de chaque bande requis pour produire une impulsion de sortie à partir du comparateur est déterminé en analysant la signature générée par la charge sans formation d'arc de l'application. Des comparateurs additionnels (des portes ET) sont utilisés pour envoyer une impulsion chaque fois que de multiples filtres reçoivent simultanément un signal de déclenchement dans leurs bandes. Les impulsions résultantes qui indiquent une acquisition de signal dans de multiples bandes sont comptées par le microprocesseur et sont utilisées dans certains algorithmes de détection d'arc.
Les échantillons de courant sont convertis selon une valeur de crête de courant, une valeur d'intégration de courant et une valeur de max(dildt). Ces valeurs sont stockees pour chaque demi-cycle de tension.
L'utilisation des termes "filtre passe-bande", "comparateur", "porte ET" et "intégrateur" ne limite pas l'invention à des équivalents en termes de composants matériels de ces dispositifs. Des équivalents en termes de logiciels de ces fonctions peuvent être mis en #uvre pourvu que le signal dildt (en provenance du capteur 16) soit tout d'abord échantillonné et converti selon des valeurs numériques.
Selon le mode de réalisation illustré, un capteur de tension 25 est mis en oeuvre en tant que diviseur résistif (non représenté) qui produit un niveau de tension atténué qui est compatible avec les dispositifs logique à l'état solide. Un circuit de passage par zéro 21 est mis ceuvre à l'aide d'un filtre passe-bas (fréquence limite de 1 kHz) et au moyen de comparateurs afin de produire un "1" numérique lorsque la tension est supérieure à zéro volt et un "0" numérique lorsque la tension est inférieure à zéro volt. Le microcontrôleur 40 accepte les niveaux logiques et incorpore des minuteries pour déterminer si la fréquence système a augmenté ou diminué par rapport au cycle précédent. La fréquence d'échantillonnage AIN est ensuite réglee de manière à être plus rapide ou plus lente afin de maintenir 64 +I- 1 échantillons par cycle.
Le capteur de défaillance de masse 20 alimente un amplificateur de défaillance de masse 120 et un circuit de valeur absolue 1 qui forment le circuit de détecteur de défaillance de masse 28. L'amplificateur de défaillance de masse 120 amplifie essentiellement la différence de niveau bas dans la circulation de courant entre les conducteurs de la ligne 14 et du neutre 15 comme détecté le capteur de défaillance de masse 20. Le circuit de valeur absolue 122 transforme des signaux devenant négatifs selon des signaux positifs et laisse inchangés les signaux devenant positifs.
La figure 1 représente un mode de réalisation d'un ASIC 30 pour réaliser opérations décrites ci-avant.
Comme davantage illustré sur les figures 2 et 3, le capteur de défaillance de masse 20 comprend une bobine toroïdale comportant un enroulement de neutre relié à la masse 300 et un enroulement de courant défaillance de masse 302. Le capteur de dildt 16 est une bobine toroïdale qui comporte un noyau annulaire qui entoure le conducteur de ligne 14, et un enroulement de dildt 304 et un enroulement d'auto-test 306. Les enroulements respectifs 300, 302, 304 forment entrées désignées de façon similaire sur un circuit de défaillance par formation d'arc et de défaillance de masse 308.
La figure 2 représente les circuits de défaillance par formation d'arc et les circuits de défaillance de masse sur un seul circuit intégré 308 tandis que la figure 3 représente les circuits de défaillance par formation d'arc et le circuit d'auto-test sur un premier circuit intégré 0, les circuits de défaillance de masse étant sur un second circuit intégré 312. Bien qu'un bloc de circuit de déclenchement 314 de la figure 3 soit séparé du bloc de capteur de défaillance de masse 20 et du bloc de système de défaillance par formation d'arc 10, il peut égaiement être intégré dans l'un ou l'autre bloc.
Dans le but d'économiser l'espace, à la fois une technologie "chie on-board" ou "puce sur carte" et une technologie "resistor-on- board" ou "résistance sur carte" peuvent être mises en oeuvre au niveau du système de détecteur de défaillance par formation d'arc 10 de la présente invention. La technologie "puce sur carte" repose sur une puce en silicium qui est placée sur une carte de circuit et qui est recouverte avec un revêtement similaire à un plastique. Ceci économise l'espace par rapport au procédé traditionnel qui utilise un module standard. Une idée similaire consiste à utiliser des modules de réseau par grille de billes de contact (BGA). Ces modules permettent d'économiser autant d'espace que la technologie "puce sur carte" mais ils présentent l'avantage de ne pas nécessiter une salle blanche. Ils nécessitent cependant un équipement rayons X pour inspecter les puces. Bon nombre de fabricants de puces en silicium, y compris SVI Public Co., Ltd., Argo Transdata Corp., supportent maintenant les BGA.
La technologie "résistance sur carte" est un processus par écran ou sérigraphie selon lequel des résistances standards sont déposées par sérigraphie sur une carte de circuit. Bien que les résistances déposées par sérigraphie ne soient pas plus petites dans le sens de la longueur ou de la largeur, elles sont planes. Par conséquent, d'autres composants peuvent être placés au-dessus de ces résistances. Multek (une entreprise de DII) fabrique des cartes avec des résistances déposées par sérigraphie.
Les mécanismes de déclenchement classiques pour les interrupteurs de circuit de défaillance de masse (GFCI) agencés dans des réceptacles peuvent être mis en oeuvre en conjonction avec le système de détecteur de défaillance par formation d'arc 10. Par exemple, les figures 4 et 5 représentent un mécanisme déclenchement en réceptacle GFCI de l'art antérieur. La figure 4 représente un mécanisme de déclenchement pour un réceptacle GFCI et/ou un réceptacle AFCI dans la position fermée, où un courant peut circuler au travers du réceptacle jusqu'à la charge 48. Le courant prend son origine au travers d'un connecteur à enroulement ou queue de cochon ou de tout autre conducteur flexible 316, au travers d'un bras de contact mobile 318, au travers de contacts conjugués 320 et au travers d'un bras de contact stationnaire 322. Les contacts 320 sont maintenus fermés par un ressort 324 tandis qu'une extrémité du bras de contact mobile 318 est supportée par un verrouillage 326 et est pivotée autour de celui-ci. Un bras de marteau 328 est maintenu en étant éloigné par poussée d'une bobine de déclenchement 330 au moyen d'un ressort 332 moyennant une force suffisante pour supporter le bras de contact mobile 318 dans la position verrouillée. Un bouton d'indication de remise à l'état initial et de déclenchement 334 est normalement poussé dans un bottier de réceptacle 336 au moyen d'un ressort 338.
Lorsque la bobine de déclenchement 330 est activée du fait de l'actionnement d'un redresseur commandé par thyristor ou SCR ou équivalent qui connecte la bobine à la tension de la ligne, le marteau est momentanément amené dans la position fermée contre une pièce de pôle 340, ce qui libère le verrouillage 326. Comme on peut le voir sur la figure 5, lorsque le marteau 328 se ferme et libère le support de l'extrémité de verrouillage du bras de contact mobile 318, le bras 318 est libre de tourner autour de l'extrémité du bouton de remise à l'état initial 334 au niveau de l'extrémité 342. Le bras 318 tourne alors jusqu'à ce qu'il entre en contact avec une surface stationnaire 344 et il ouvre les contacts 320 pour déconnecter la charge de réceptacle 48 par rapport à la ligne 14. La bobine de déclenchement 330 qui est connectée au côté de charge des contacts 320 est désactivée lorsque les contacts 320 s'ouvrent.
Bien que seulement un jeu de contacts 320 soit représenté sur les figures 4 et 5, un second jeu de contacts et de bras de contact est typiquement prévu pour ouvrir à la fois le conducteur de ligne 14 et conducteur de neutre 15. Dans l'état déclenché, l'indicateur de déclenchement 334 est poussé hors du boîtier de réceptacle 336, ce qui indique que le dispositif s'est déclenché jusqu'à ce que le ressort 338 soit pleinement comprimé. Afin de remettre à l'état initial le mécanisme dans son état fermé, le bouton de remise à l'état initial 334 est poussé dans le boîtier 336. Ceci a pour effet que le bras de contact 318 pivote autour de la surface stationnaire 344, ce qui relève l'extrémité de verrouillage du bras de contact 318 de telle sorte que le ressort 332 tire le marteau 328 en retour dans la position verrouillée. Le bouton de remise à l'état initial 334 est alors libéré et les contacts 320 se ferment tandis que le verrouillage 326 supporte nouveau le bras de contact 318. Les figures 6 et 7 représentent un mode de réalisation de l'art antérieur autre pour un mécanisme de déclenchement GFCI. Dans la position fermée, comme représenté sur la figure 6, lorsqu'un courant circule au travers du réceptacle 11 jusqu'à la charge 48, la voie de courant est par l'intermédiaire d'une queue de cochon ou de tout autre connecteur flexible 346, par l'intermédiaire d'un bras de contact mobile 348, par l'intermédiaire de contacts de conjugaison 350 et jusqu'à un bras de contact stationnaire 352. Un ressort 354 force un indicateur de déclenchement/bouton de remise à l'état initial 356 suivant une direction à l'extérieur du boîtier de réceptacle 358. L'indicateur de déclenchement/bouton de remise à l'état initial 356 à son tour pousse sur un levier 360 suivant une direction qui a pour effet de forcer les contacts 350 à se fermer. Une encoche sur le levier 360 forme un verrouillage 364 qui s'adapte avec le bras de contact 348. Un ressort de poussée de plongeur 366 pousse le plongeur 368 hors d'une bobine de déclenchement 370 et maintient le levier 360 contre le bras de contact mobile 348 dans une position verrouillée. Un ressort 372 pousse le bras de contact mobile 348 en direction de la position ouverte mais cependant, le verrouillage 364 maintient les contacts 350 fermés. Lorsque la bobine de déclenchement 370 est activée du fait l'actionnement d'un SCR ou équivalent afin de connecter la bobine de déclenchement 370 à la tension de ligne, le plongeur 368 est tiré dans la bobine de déclenchement 370 contre le ressort de poussée de plongeur 366 comme représenté sur la figure 7 et il déplace le levier 360 de telle sorte que le verrouillage 364 soit libéré. Tandis que le verrouillage 364 est libéré, le bras de contact mobile 348 est libre de tourner autour d'un pivot 374 sous l'influence du ressort 372. Les contacts 350 sont ainsi séparés, ce qui déconnecte la charge de réceptacle 48 de la ligne. La bobine de déclenchement 370 qui est connectée au côté de charge des contacts 350 est désactivée lorsque les contacts 350 s'ouvrent.
Bien que seulement un jeu de contacts 350 soit représenté sur les figures 6 et 7, un second jeu de contacts et de bras de contact est typiquement prévu de façon à ouvrir à la fois le conducteur de ligne 14 et le conducteur de neutre 15.
Dans l'état déclenché, comme représenté sur la figure 7, l'indicateur de déclenchement/bouton de remise à l'état initial 356 étend depuis le boîtier de réceptacle 358, lequel indicateur est forcé vers l'extérieur par le ressort 354 afin d'indiquer que le dispositif s'est déclenché. Afin de remettre à l'état initial le mécanisme dans son état fermé, l'indicateur de déclenchement/bouton de remise à l'état initial 356 poussé dans le boîtier 358. Ceci a pour effet que le levier 360 se déplace selon une direction vers le bras de contact mobile 348. Tandis que la bobine de déclenchement 370 est désactivée, le plongeur 368 et le levier 360 sont éloignés par poussée de la bobine de déclenchement 370 par le ressort de poussée de plongeur 366. Lorsque le verrouillage 364 sur l'extrémité du levier 360 se déplace au-delà de la surface de verrouillage sur le bras de contact mobile 348, le verrouillage 364 est engagé. Après que le bouton de remise à l'état initial 356 est libéré, le ressort 354 force à nouveau les contacts 350 ensemble comme décrit ci- avant.
Bien que des modes de réalisation particuliers et des applications particulières de la présente invention aient été présentés et décrits, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la construction et aux compositions précises décrites ici et diverses modifications variantes et variations peuvent apparaître vu des descriptions précèdent sans que l'on s'écarte ni de l'esprit, ni du cadre de l'invention telle que définie dans les revendications annexées.
Claims (1)
1. Assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance formation d'arc, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur (16) qui détecte un courant qui circule au niveau d'un dispositif électrique et qui développe un signal de capteur correspondant ; un circuit de bruit large bande (24) qui détermine la présence d'un bruit large bande dans ledit signal de capteur et qui produit un signal sortie correspondant ; et contrôleur (40) qui traite ledit signal de capteur et ledit signal de sortie d'une façon prédéterminée afin de déterminer si oui ou non une défaillance par formation d'arc est présente, ou ledit capteur (16), ledit circuit de bruit large bande (24) et ledit contrôleur (40) sont montés sur ledit dispositif électrique. Assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit contrôleur (40) produit un signal de déclenchement en réponse à une détermination du fait qu'une défaillance par formation d'arc est présente. Assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un mécanisme de déclenchement qui arrête la circulation du courant au niveau du dispositif électrique en réponse audit signal déclenchement. 4. Assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capteur de défaillance de masse (20) qui détecte une différence au niveau d'une circulation de courant entre un conducteur de ligne (14) et un conducteur de neutre (15) du dispositif afin de déterminer si oui ou non une défaillance de masse est présente, où ledit contrôleur (40) produit également ledit signal de déclenchement en réponse à une détermination du fait qu'une défaillance de masse est présente ; et un mécanisme de déclenchement qui arrête la circulation de courant niveau du dispositif électrique en réponse audit signal de déclenchement. 5. Assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend outre un capteur de défaillance de masse (20) qui detecte une différence au niveau d'une circulation de courant entre un conducteur de ligne (14) et un conducteur de neutre (15) du dispositif afin de déterminer si oui ou non une défaillance de masse est présente, où ledit contrôleur (40) produit un signal de déclenchement en réponse à une détermination du fait qu'une défaillance de masse est présente. 6. Assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un mécanisme de déclenchement qui arrete la circulation du courant au niveau du dispositif électrique en réponse audit signal de déclenchement. Assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de bruit large bande (24) est intégré dans un circuit intégré d'application spécifique. Assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 1, caractérisé en ce ledit assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc utilise une technologie puce sur carte. 9. Assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 1, caractérisé en ce ledit assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc utilise une technologie résistance sur carte. 10. Assemblage de protection vis-à-vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 1, caractérisé en ce ledit dispositif comprend un connecteur (13). 11. Assemblage de protection vis ' vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit connecteur (13) comprend un cordon d'extension. 12. Assemblage de protection vis ' vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit connecteur comprend une boîte de jonction. 13. Assemblage de protection vis ' vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit connecteur comprend un commutateur. 14. Assemblage de protection vis ' vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit connecteur comprend un marteau (328). 15. Assemblage de protection vis ' vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend une charge. 16. Assemblage de protection vis @ vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite charge comprend un appareil d'éclairage. 17. Assemblage de protection vis ' vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite charge comprend un détecteur de fumée. 18. Assemblage de protection vis ' vis d'une défaillance par formation d'arc selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite charge comprend un appareil électrique. 19. Procédé d'identification, au niveau d'un dispositif électrique, de si oui ou non une formation d'arc est présente, caractérisé en ce qu'il comprend la détection (16) d'un courant au niveau dudit dispositif et le développement d'un signal de capteur correspondant ; la détermination (24) de la présence d'un bruit large bande dans ledit signal de capteur et la production d'un signal de sortie correspondant ; et le traitement (40) dudit signal de capteur et dudit signal sortie d'une façon prédéterminée afin de déterminer si oui ou une défaillance par formation d'arc est présente, où ladite détermination et ledit traitement sont effectués également au niveau dudit dispositif électrique. 20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en qu'il comprend en outre la production d'un signal de déclenchement en réponse à une détermination du fait qu'une défaillance par formation d'arc est présente. 21. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en qu'il comprend en outre détection d'une différence en termes de circulation de courant entre conducteur de ligne (14) et un conducteur de neutre (1 ) au niveau du dispositif afin de déterminer si oui ou non une défaillance de masse est présente ; et la production dudit signal de déclenchement en réponse à une détermination du fait qu'une défaillance de masse est présente.
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- 2000-12-20 CA CA002329114A patent/CA2329114C/fr not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-22 FR FR0016901A patent/FR2803121B1/fr not_active Expired - Lifetime
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