FR2875911A1 - Branch current leakage detecting and controlling device for e.g. freezer, has selector to be switched between monitoring of breakers in zero position and separate detection of leakage at each breaker in other positions - Google Patents
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Abstract
Description
On connaît les dangers inhérents aux fuites de courant à la terreThe dangers of current leakage to earth are known
notamment dans le cadre d'installations électriques domestiques. Nombre de sinistres sont déclarés, ils concernent les incendies liés à des arcs électriques persistants entre la phase et la terre ou alors des électrocutions consécutives aux pièces métalliques se trouvant à la fois especially in the context of domestic electrical installations. Number of claims are reported, they relate to fires related to persistent electric arcs between phase and earth or electrocutions consecutive to metallic parts being at once
isolées de la terre et soumises au potentiel de la phase. La norme prévoit d'installer des interrupteurs différentiels dont le rôle est de déclencher dès lors que le débit de fuite à la terre atteint 30 mA. isolated from the earth and subject to the potential of the phase. The standard provides for the installation of differential switches whose function is to trigger when the ground leakage rate reaches 30 mA.
Cependant il existe trois grands problèmes liés notamment aux perturbations des réseaux électriques. Le premier problème concerne la cause du déclenchement. Soit le défaut d'isolement est de type résistif soit il est de type capacitif. Les perturbations du second type sont issues soit des harmoniques du réseau, soit des phénomènes inductifs atmosphériques. Dans les deux cas les interrupteurs différentiels classiques risquent de disjoncter d'une manière aléatoire lorsque de hautes fréquences fugitives font chuter l'impédance entre la phase et la terre. Ce premier problème tend à être résolu en installant des dispositifs différentiels hautement immunisés (HI). However, there are three major problems related in particular to the disturbances of the electrical networks. The first problem is the cause of the trigger. Either the insulation fault is of the resistive type or it is of the capacitive type. Disturbances of the second type come from either harmonics of the lattice or atmospheric inductive phenomena. In both cases the conventional differential switches may trip randomly when high fugitive frequencies cause the impedance between phase and earth to drop. This first problem tends to be solved by installing highly immunized differential devices (HI).
Le second problème est d'ordre économique. L'interrupteur différentiel 2 est souvent placé en tête d'une rangée d'une dizaine de disjoncteurs 1 divisionnaires. Ces derniers ne déclenchent que pour des raisons de surcharge ou de court circuit. Par conséquent il est difficile d'attribuer un défaut d'isolement à tel ou tel départ divisionnaire. Pour des raisons de coût on ne place pas une fonction de déclenchement différentiel à chaque départ divisionnaire. Cela est d'autant plus crucial lorsque il apparaît des défauts fugitifs. Ces derniers font déclencher le différentiel 2 de tête de rangée apportant une perte de continuité de service pour certains appareils sensibles (congélateur dans l'habitat ou ordinateurs dans le tertiaire). Souvent l'électricien est appelé pour dépanner alors que le défaut a disparu. La traque d'un défaut fugitif nécessite un processus long et coûteux. The second problem is economic. The differential switch 2 is often placed at the head of a row of about ten divisional circuit breakers. These only trigger for reasons of overload or short circuit. Therefore it is difficult to attribute an insulation fault to a particular divisional departure. For reasons of cost, a differential tripping function is not placed at each divisional departure. This is all the more crucial when fugitive defects appear. These trigger the differential 2 head row bringing a loss of continuity of service for some sensitive devices (freezer in the home or computers in the tertiary). Often the electrician is called to troubleshoot while the fault has disappeared. Tracking a fugitive defect requires a long and costly process.
Le troisième problème concerne la fiabilité des interrupteurs différentiels eux-mêmes. Chacun sait que, dans le secteur de l'habitat, quasiment personne ne vérifie le bon fonctionnement en utilisant le bouton test prévu à cet effet. Dans le tertiaire les organismes de contrôle ne les vérifient qu'une fois par an. On peut en conclure qu' un nombre non négligeable de différentiels sont potentiellement hors d'usage. The third problem concerns the reliability of the differential switches themselves. Everyone knows that in the housing sector, almost nobody checks the proper functioning by using the test button provided for this purpose. In the tertiary sector the control bodies only check them once a year. It can be concluded that a significant number of differentials are potentially out of order.
Concernant la gestion des fuites divisionnaires on connaît le dispositif utilisé depuis de nombreuses années dans l'industrie dans le cadre des régimes de neutre isolés. Cette option est adaptée lorsqu'un personnel qualifié est chargé de l'entretien et du suivi de la qualité des circuits. La présente invention est plutôt ciblée pour le tertiaire et l'habitat où le neutre est mis à la terre. Regarding the management of divisional leaks, we know the device used for many years in industry in the context of isolated neutral regimes. This option is suitable when qualified personnel are responsible for maintaining and monitoring circuit quality. The present invention is rather targeted for the tertiary and the habitat where the neutral is grounded.
Dans le tertiaire et l'habitat, le tableau électrique est souvent considéré à tort comme étant toujours opérationnel alors que les problèmes d'influences électromagnétiques rencontrés sur les circuits de distribution et par conséquent les fuites fugitives, sont en pleine croissance. In the tertiary sector and in the home, the electrical panel is often wrongly considered to be still operational, while the problems of electromagnetic influences encountered on the distribution circuits and consequently the fugitive leaks, are in full growth.
La présente invention a pour but de surveiller l'interrupteur différentiel tout en élargissant son rôle vers une discrimination divisionnaire et vers une approche pédagogique grâce à son interaction avec l'utilisateur pour aider à la prévention. The present invention aims to monitor the differential switch while expanding its role towards a divisional discrimination and a pedagogical approach through its interaction with the user to help prevention.
L'interrupteur différentiel mesure la somme vectorielle des deux conducteurs qui le traversent et lorsqu' aucune fuite à la terre n'est avérée, cette somme est nulle. En revanche si elle dépasse le seuil limite, la somme vectorielle de ces courants suffit pour déclencher le différentiel. The differential switch measures the vector sum of the two conductors passing through it and when no earth leakage is found, this sum is zero. On the other hand, if it exceeds the limit threshold, the vector sum of these currents is enough to trigger the differential.
La présente invention part de l'idée que la partie détection d'une fuite de courant est plus facile à réaliser que la partie déclenchement . De plus, selon la présentation faite, garantir une grande précision de mesure pour la seule fonction de signalisation ne s'avère pas cruciale. A contrario, la chaîne complète de déclenchement d'un différentiel classique doit répondre à des exigences normatives sévères quant à la précision. The present invention proceeds from the idea that the detection part of a current leak is easier to achieve than the triggering part. In addition, according to the presentation made, ensuring high measurement accuracy for the signaling function alone is not crucial. On the other hand, the complete trigger chain of a conventional differential must meet stringent normative requirements as to accuracy.
Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 montre en vue de face les disjoncteurs divisionnaires 1 alimentés par l'interrupteur différentiel 2 via les peignes 3. The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1 shows in front view the division circuit breakers 1 supplied by the differential switch 2 via the combs 3.
La figure 2 montre en vue de dessus le barreau 8 contenant les inductances 6. La figure 3 schématise le fonctionnement des unités 13 et des voyants 5. FIG. 2 shows a top view of the bar 8 containing the inductances 6. FIG. 3 schematizes the operation of the units 13 and the indicator lights 5.
La figure 4 schématise une variante de la figure 3. Figure 4 shows a variant of Figure 3.
La figure 5 montre le détail de l'inductance 6 pour la troisième variante. Figure 5 shows the detail of the inductor 6 for the third variant.
La figure 6 montre le barreau 8 équipé des inductances 6 pour la troisième variante. Comme c'est souvent le cas, l'arrivée du courant au différentiel 2 se fait par le bas. Si l'un des départs divisionnaires 1 est affecté par une fuite de courant à la terre, le différentiel 2 déclenche sans pour autant indiquer le disjoncteur divisionnaire 1 qui est en cause. Si le dispositif de déclenchement du différentiel 2 est en panne, la fuite de courant à la terre continue à faire courir un danger pour les personnes et les biens et ce pour une durée indéterminée. Figure 6 shows the bar 8 equipped with inductors 6 for the third variant. As is often the case, the arrival of the current to the differential 2 is from the bottom. If one of the divisional 1s is affected by a current leak to ground, the differential 2 triggers without indicating the divisional circuit breaker 1 that is involved. If the differential tripping device 2 is out of order, the current leak to the earth continues to pose a danger to people and property for an indefinite period.
La présente invention consiste à centraliser, pour un ensemble de n disjoncteurs divisionnaires 1, des informations relatives aux fuites de courant à la terre pour signaler sur un module de gestion 4, par un ou plusieurs voyants 5, les différents seuils d'intensité de la dite fuite située sur un ou plusieurs disjoncteurs divisionnaires 1 (figure 1). Ainsi pour chaque départ divisionnaire 1 l'ensemble de voyants 5 qui lui est affecté s'allumera à différents seuils de fuite (par exemple orange et rouge pour respectivement 50% et 100% du seuil normalisé). La mesure de fuite de chaque départ divisionnaire 1 est effectuée par un transformateur d'intensité appelé ici inductance 6 et ramenée au module de gestion 4 par les fils 7 (figures 1 et 2). L'ensemble fils 7 et inductances 6 est contenu dans le barreau 8 (figure 2) insérable entre les peignes 3 et les disjoncteurs 1. La figure 2 montre le barreau 8 équipé d'évidements 9 autour desquels sont disposées les inductances 6 prolongées par les conducteurs 7 eux- mêmes connectés au module de gestion 4 par le connecteur multiple 10. La paire de dents 11 des peignes d'alimentation 3 des deux polarités traverse chaque évidement 9 de telle sorte que les inductances 6 mesurent la somme vectorielle des courants du disjoncteur divisionnaire 1 concerné. The present invention consists in centralizing, for a set of n division circuit breakers 1, information relating to leakage current to earth to signal on a management module 4, by one or more LEDs 5, the different intensity thresholds of the said leak located on one or more branch circuit breakers 1 (Figure 1). Thus for each divisional departure 1, the set of LEDs 5 assigned to it will light up at different leak thresholds (for example orange and red for respectively 50% and 100% of the normalized threshold). The leakage measurement of each divisional start 1 is carried out by an intensity transformer here called inductor 6 and returned to the management module 4 by the wires 7 (FIGS. 1 and 2). The set son 7 and inductances 6 is contained in the bar 8 (Figure 2) insertable between the combs 3 and the circuit breakers 1. Figure 2 shows the bar 8 equipped with recesses 9 around which are arranged the inductors 6 extended by the conductors 7 themselves connected to the management module 4 by the multiple connector 10. The pair of teeth 11 of the feed combs 3 of the two polarities passes through each recess 9 so that the inductances 6 measure the vector sum of the currents of the circuit breaker Division 1 concerned.
Les conducteurs 7 noyés dans le barreau 8 seront avantageusement blindés pour éviter les interférences avec les courants circulant dans l'axe horizontal du peigne 3. The conductors 7 embedded in the bar 8 will advantageously be shielded to avoid interference with the currents flowing in the horizontal axis of the comb 3.
Le module de gestion 4, de taille normalisée pour les tableaux électriques, comporte: une alimentation 12 captée en amont de l'interrupteur différentiel 1 (figure 1), plusieurs unités de circuits électroniques 13 (la figure 3 en représente deux: 13a et 13b) alimentant les diodes électroluminescentes ou voyants 5 oranges et rouges représentant par exemple deux seuils de fuite à la terre pour chacun des disjoncteurs divisionnaires 1 et un bouton poussoir monostable 14 de remise à zéro des unités 13 (figure 3). The management module 4, of standard size for the electrical panels, comprises: a power supply 12 sensed upstream of the differential switch 1 (FIG. 1), several electronic circuit units 13 (FIG. 3 represents two of them: 13a and 13b ) supplying the orange and red light-emitting diodes or LEDs representing, for example, two ground-leakage thresholds for each of the division circuit-breakers 1 and a monostable push-button 14 for resetting the units 13 (FIG. 3).
En version de base, la mise en oeuvre de la présente invention est la suivante: à partir d'une implantation existante ou à créer, composée d'une rangée de plusieurs disjoncteurs divisionnaires 1 alimentés chacun par un interrupteur différentiel 2, on procède à l'implantation du module de gestion 4, du barreau 8 et au branchement de l'alimentation 12 du module de gestion 4 (figure 1 et 2). In the basic version, the implementation of the present invention is as follows: from an existing or to be created layout, composed of a row of several divisional circuit breakers 1 each supplied by a differential switch 2, the following is carried out: implantation of the management module 4, the bar 8 and the connection of the power supply 12 of the management module 4 (Figure 1 and 2).
Si une fuite de courant fugitive vers la terre survient en aval d'un des disjoncteurs 1, l'inductance 6 correspondante collabore avec l'unité 13 pour allumé le voyant 5 attribué au disjoncteur 1 concerné. Le voyant 5 reste allumé après la disparition du défaut. Après repérage par l'électricien (ou par l'utilisateur) du disjoncteur divisionnaire 1 incriminé, une pression sur le bouton 14 éteint le ou les voyant(s) si le ou les défaut(s) a (ont) disparu(s). Si le défaut est permanent le voyant 5 reste allumé. If a leakage of transient current to earth occurs downstream of one of the circuit breakers 1, the corresponding inductor 6 cooperates with the unit 13 to turn on the indicator light 5 assigned to the circuit breaker 1 concerned. LED 5 remains on after the fault disappears. After identification by the electrician (or by the user) of the circuit breaker 1 incriminé, pressing the button 14 extinguishes the indicator (s) if the fault (s) has (have) disappeared. If the fault is permanent, LED 5 remains on.
En première variante de la présente invention le module 4 est muni d'un sélecteur 16 qui commute entre une surveillance d'ensemble des disjoncteurs 1 dans une position 0 en collaboration avec les unités 13 et le voyant 5 affecté à chaque seuil et détecte séparément une fuite éventuelle à chacun des disjoncteurs 1 dans les autres positions (figure 4). In the first variant of the present invention the module 4 is provided with a selector 16 which switches between an overall monitoring of the circuit breakers 1 in a position 0 in collaboration with the units 13 and the indicator 5 assigned to each threshold and detects separately a possible leakage to each of the circuit breakers 1 in the other positions (Figure 4).
Lorsque l'usager est averti par le voyant 5 allumé il peut procéder à la recherche du défaut en tournant le sélecteur 16 qui n'allumera le voyant 5 qu'en face du numéro de disjoncteur 1 en défaut. La figure 4 montre comme exemple le cas pour deux unités 13a et 13b et donc, respectivement affectées à deux disjoncteurs 1 a et 1 b. When the user is warned by the indicator light 5, he can proceed to search for the fault by turning the selector 16 which will light the indicator light 5 only in front of the circuit breaker number 1 in fault. FIG. 4 shows as an example the case for two units 13a and 13b and therefore respectively assigned to two circuit breakers 1a and 1b.
En seconde variante le barreau 8 de la présente invention est directement intégré dans la structure du tableau neuf et collabore au maintien mécanique de l'ensemble disjoncteurs 1 et interrupteur différentiel 2. In the second variant, the bar 8 of the present invention is directly integrated in the structure of the new table and contributes to the mechanical maintenance of the circuit breaker 1 and differential switch 2 assembly.
En troisième variante de la présente invention, le barreau 8, comprenant les inductances 6 collaborent directement avec les fils de sortie de chacun des disjoncteurs 1. Les figures 5 et 6 montrent le détail de l'inductance 6 et de son armature métallique souple et isolée 15 qui collabore avec les fils 16 branchés en aval des disjoncteurs 1. In a third variant of the present invention, the bar 8, comprising the inductances 6, collaborates directly with the output wires of each of the circuit breakers 1. FIGS. 5 and 6 show the detail of the inductor 6 and its flexible and isolated metal armature 15 which collaborates with the wires 16 connected downstream of the circuit breakers 1.
En quatrième variante de la présente invention, l'ensemble inductance 6, unité 13, voyants 5 et bouton 16 sont implantés dans une prise de courant. In a fourth variant of the present invention, the inductor assembly 6, unit 13, LEDs 5 and button 16 are implanted in a socket.
En cinquième variante de la présente invention, l'ensemble unité 13 et voyant 5 sont implantés dans un interrupteur différentiel 1 en collaboration avec l'inductance 6 existante et interne. In the fifth variant of the present invention, the unit unit 13 and indicator 5 are located in a differential switch 1 in collaboration with the existing and internal inductance 6.
En sixième variante de la présente invention, le module de gestion 4 comporte un écran qui indique, en collaboration avec le sélecteur 16, l'intensité de fuite de courant pour chacun des disjoncteurs 1 (figure 4). In sixth variant of the present invention, the management module 4 comprises a screen which indicates, in collaboration with the selector 16, the current leakage intensity for each of the circuit breakers 1 (Figure 4).
En septième variante de la présente invention, le module de gestion 4 comporte une connexion de sortie destinée à collaborer avec un voyant 5 ou tout autre type d'alerte extérieure au tableau électrique. 25 30 In the seventh variant of the present invention, the management module 4 comprises an output connection intended to collaborate with a light 5 or any other type of external alert to the electrical panel. 25 30
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100531 |