FR3107404A1 - Electrical installation with reduced electromagnetic wave emissions - Google Patents
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Abstract
Titre : Installation électrique à émissions d’ondes électromagnétiques réduites L’invention concerne une installation électrique (1) comprenant, en série :- un dispositif de raccordement (2) à un réseau électrique général ;- un disjoncteur (3) ;- un interrupteur automatique de champs (4) ;- un interrupteur de commande (5) ;- au moins un appareil électrique (6),caractérisée en ce que l’installation électrique (1) comprend également, intercalé entre le dispositif de raccordement (2) et le disjoncteur (3) :- un disjoncteur bipolaire (7) ;- un transformateur (10) biphasé monté en série du disjoncteur bipolaire (7), :- un différentiel (9) monté en série du transformateur (10) biphasé,le transformateur (10) biphasé étant configuré pour transformer un courant monophasé issu du dispositif de raccordement (2) en un courant biphasé sinusoïdal ayant une première phase présentant un potentiel de X Volts et une deuxième phase opposée à la première phase et présentant un potentiel de –X Volts. Figure pour l’abrégé : Fig. 1Title: Electrical installation with reduced electromagnetic wave emissions The invention relates to an electrical installation (1) comprising, in series: - a connection device (2) to a general electrical network; - a circuit breaker (3); - a switch automatic field (4); - a control switch (5); - at least one electrical device (6), characterized in that the electrical installation (1) also comprises, interposed between the connection device (2) and the circuit breaker (3): - a two-pole circuit breaker (7); - a two-phase transformer (10) mounted in series with the two-pole circuit breaker (7),: - a differential (9) mounted in series with the two-phase transformer (10), the transformer (10) two-phase being configured to transform a single-phase current from the connecting device (2) into a sinusoidal two-phase current having a first phase having a potential of X Volts and a second phase opposite to the first phase and having a potential of –X Volts. Figure for the abstract: Fig. 1
Description
Le domaine de l’invention est celui de la conception et de la fabrication d’installations électriques.The field of the invention is that of the design and manufacture of electrical installations.
Plus précisément, l’invention concerne une installation électrique à émissions d’ondes électromagnétiques réduites.More specifically, the invention relates to an electrical installation with reduced emissions of electromagnetic waves.
Les installations électriques présentes dans les habitations ou dans les locaux recevant du public et utilisant un courant en 230 Volts génèrent des champs électriques rayonnant autour des câbles conduisant le courant électrique.The electrical installations present in homes or in premises open to the public and using a 230 Volt current generate electric fields radiating around the cables carrying the electric current.
Plus particulièrement, les champs électriques sont générés par les câbles électriques (ou fils électriques) sous tension, c’est-à-dire convoyant l’électricité.More specifically, electric fields are generated by electric cables (or electric wires) under tension, i.e. conveying electricity.
Pour rappel, un champ électrique, exprimé en Volts par mètre (V/m), se représente sous la forme d’un vecteur s’étendant perpendiculairement à la direction de circulation du courant dans le câble électrique. Le champ électrique est décroissant en fonction de l’éloignement par rapport au câble électrique.As a reminder, an electric field, expressed in Volts per meter (V/m), is represented in the form of a vector extending perpendicular to the direction of current flow in the electric cable. The electric field decreases with distance from the electric cable.
Aussi, lorsqu’un appareil électrique est branché sur une prise électrique pour son fonctionnement, il utilise le courant électrique qui circule dans le câble électrique, ce qui engendre la création d’un champ électrique. Il en va de même lorsque ledit appareil est dans une fonction de veille puisque le câble électrique reste sous tension pour alimenter l’appareil.Also, when an electrical device is plugged into an electrical outlet for its operation, it uses the electrical current that circulates in the electrical cable, which generates the creation of an electrical field. The same applies when said device is in a standby function since the electrical cable remains live to power the device.
Les champs électriques sont à la fois émis par l’appareil lui-même et par le câble électrique qui alimente l’appareil.Electric fields are emitted both by the device itself and by the electrical cable that powers the device.
Ces champs électriques, identifiés depuis de nombreuses années, peuvent présenter un risque pour la santé des êtres humains.These electric fields, identified for many years, can pose a risk to the health of human beings.
Il est d’ailleurs recommandé que l’exposition des êtres humains aux champs électriques soit inférieure à 5 V/m (en exposition permanente) dans une habitation.It is also recommended that the exposure of human beings to electric fields be less than 5 V/m (in permanent exposure) in a home.
Il est donc nécessaire de les atténuer, voire de les supprimer pour minimiser l’exposition des êtres humains.It is therefore necessary to attenuate them, or even eliminate them to minimize the exposure of human beings.
Pour cela, l’utilisation de câbles blindés permet de limiter la propagation du champ électrique autour des câbles. A tout le moins, l’utilisation d’un câble blindé permet de confiner le champ électrique à l’intérieur d’une gaine dans laquelle est logé le câble électrique.For this, the use of shielded cables makes it possible to limit the propagation of the electric field around the cables. At the very least, the use of a shielded cable makes it possible to confine the electric field inside a sheath in which the electric cable is housed.
Cependant, l’utilisation de câbles blindés présente trois inconvénients majeurs.However, using shielded cables has three major drawbacks.
Premièrement, ce type de câble présente un coût d’achat nettement supérieur à celui d’un câble électrique non blindé. Aussi, une installation électrique formée uniquement à partir de câbles blindés représente un coût important comparativement à une installation dite classique, c’est-à-dire sans câbles blindés.First, this type of cable has a significantly higher purchase cost than an unshielded electrical cable. Also, an electrical installation formed solely from shielded cables represents a significant cost compared to a so-called conventional installation, that is to say without shielded cables.
Une telle installation n’est donc accessible qu’à une faible partie de la population.Such an installation is therefore only accessible to a small part of the population.
Deuxièmement, l’utilisation de câbles blindés doit avoir été prévue lors de la création de l’installation électrique.Secondly, the use of shielded cables must have been planned when creating the electrical installation.
En effet, s’il n’est pas impossible, le remplacement de câbles non blindés par des câbles blindés dans une installation existante demeure une tâche fastidieuse et coûteuse pour le possesseur de l’installation électrique.Indeed, if it is not impossible, the replacement of unshielded cables by shielded cables in an existing installation remains a tedious and costly task for the owner of the electrical installation.
Troisièmement, les câbles blindés ne permettent qu’une atténuation partielle des champs électriques émis par l’installation électrique.Thirdly, shielded cables allow only partial attenuation of the electric fields emitted by the electrical installation.
En effet, seul le champ électrique émis par les câbles électriques est atténué grâce au blindage. En revanche, le champ électrique émis par les appareils électriques en fonctionnement n’est, quant à lui, pas atténué.Indeed, only the electric field emitted by the electric cables is attenuated thanks to the shielding. On the other hand, the electric field emitted by electrical devices in operation is not attenuated.
L’invention a notamment pour objectif de palier les inconvénients de l’art antérieurThe aim of the invention is in particular to overcome the drawbacks of the prior art.
Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer une solution permettant d’atténuer les champs électriques émis par une installation électrique dans sa totalité.More specifically, the aim of the invention is to propose a solution making it possible to attenuate the electric fields emitted by an electrical installation as a whole.
L’invention a également pour objectif de fournir une telle solution qui soit aisément adaptable à une installation électrique déjà existante.The invention also aims to provide such a solution which is easily adaptable to an already existing electrical installation.
L’invention a en outre pour objectif de fournir une telle solution qui soit modulable pour créer des zones d’atténuation et des zones de non atténuation des champs électriques.The invention also aims to provide such a solution which is modular to create zones of attenuation and zones of non-attenuation of the electric fields.
Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaitront par la suite, sont atteints grâce à l’invention qui a pour objet une installation électrique comprenant, en série:
- un dispositif de raccordement à un réseau électrique général;
- un disjoncteur;
- un interrupteur automatique de champs pour assurer une rupture partielle du courant circulant dans l’installation électrique;
- un interrupteur de commande;
- au moins un appareil électrique,
caractérisé en ce que l’installation électrique comprend également, intercalés entre le dispositif de raccordement et le disjoncteur:
- un disjoncteur bipolaire;
- un transformateur biphasé monté en série du disjoncteur bipolaire;
- un différentiel monté en série du transformateur biphasé,
le transformateur biphasé étant configurer pour transformer un courant monophasé issu du dispositif de raccordement en un courant biphasé sinusoïdal ayant une première phase présentant un potentiel de X volts et une deuxième phase, opposée à la première phase et présentant un potentiel de –X volts, et en ce que l’interrupteur automatique de champs est du type biphasé.These objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved thanks to the invention which relates to an electrical installation comprising, in series:
- a connection device to a general electrical network;
- a circuit breaker;
- an automatic field switch to ensure partial breaking of the current flowing in the electrical installation;
- a control switch;
- at least one electrical appliance,
characterized in that the electrical installation also comprises, interposed between the connecting device and the circuit breaker:
- a bipolar circuit breaker;
- a two-phase transformer mounted in series with the two-pole circuit breaker;
- a differential mounted in series with the two-phase transformer,
the two-phase transformer being configured to transform a single-phase current from the connection device into a sinusoidal two-phase current having a first phase having a potential of X volts and a second phase, opposite the first phase and having a potential of –X volts, and in that the automatic field switch is of the two-phase type.
Grâce à une telle installation, il est possible de fortement diminuer les champs électriques rayonnant autour des câbles et des appareils électriques de l’installation électrique.Thanks to such an installation, it is possible to greatly reduce the electric fields radiating around the cables and electrical devices of the electrical installation.
Plus particulièrement, le courant électrique provenant du dispositif de raccordement au réseau électrique général est transformé par le transformateur en un courant biphasé, afin d’atténuer les champs électriques.More specifically, the electric current coming from the connection device to the general electrical network is transformed by the transformer into a two-phase current, in order to attenuate the electric fields.
En effet, le courant sortant du dispositif de raccordement est classiquement un courant monophasé présentant une phase et un neutre, c’est-à-dire une phase avec une valeur de tension non nulle et un neutre à une tension nulle ou quasiment.Indeed, the current leaving the connection device is conventionally a single-phase current having a phase and a neutral, that is to say a phase with a non-zero voltage value and a neutral at or near zero voltage.
Lorsque le courant monophasé entre dans le transformateur, il est transformé grâce à l’invention en un courant biphasé de sorte que le neutre devient une phase présentant une tension. Plus précisément, la première phase et la deuxième phase sont sinusoïdales et opposées l’une à l’autre et présentent une tension de valeur absolue égale l’une à l’autre.When the single-phase current enters the transformer, it is transformed thanks to the invention into a two-phase current so that the neutral becomes a phase presenting a voltage. More specifically, the first phase and the second phase are sinusoidal and opposite to each other and have a voltage of equal absolute value to each other.
Ainsi, en tous points de mesure de l’installation, la tension présente dans la deuxième phase vient contrer la tension de la première phase, de sorte que le champ électrique émis pour l’ensemble des deux phases soit atténué par rapport à un courant monophasé.Thus, at all measurement points of the installation, the voltage present in the second phase counters the voltage of the first phase, so that the electric field emitted for all of the two phases is attenuated compared to a single-phase current. .
En effet, les deux phases étant généralement accolées ou très légèrement espacées, le champ électromagnétique, qui est perpendiculaire à la direction de déplacement de circulation du courant dans les câbles électriques ou dans les appareils électriques, présente une première composante liée à la première phase et une deuxième composante liée à la deuxième phase.Indeed, the two phases being generally contiguous or very slightly spaced apart, the electromagnetic field, which is perpendicular to the direction of movement of current flow in the electric cables or in the electrical appliances, has a first component linked to the first phase and a second component linked to the second phase.
La première composante de la première phase est par exemple positive, dans un premier sens, et la deuxième composante de la deuxième phase est alors négative, dans un deuxième sens opposé au premier sens.The first component of the first phase is for example positive, in a first direction, and the second component of the second phase is then negative, in a second direction opposite to the first direction.
La mesure étant réalisée en un point unique, le champ électrique de la deuxième phase provoque une diminution de la valeur du champ électrique de la première phase.The measurement being carried out at a single point, the electric field of the second phase causes a decrease in the value of the electric field of the first phase.
Ainsi, le champ électrique global de l’installation mesurée en un même point est significativement réduit pour un courant biphasé par rapport à un courant monophasé.Thus, the overall electric field of the installation measured at the same point is significantly reduced for a two-phase current compared to a single-phase current.
Par ailleurs, le disjoncteur bipolaire permet de protéger thermiquement le transformateur. En effet, le disjoncteur bipolaire évite que le transformateur ne surchauffe et donc ne se détériore.In addition, the bipolar circuit breaker provides thermal protection for the transformer. Indeed, the bipolar circuit breaker prevents the transformer from overheating and therefore from deteriorating.
L’interrupteur automatique de champs est quant à lui biphasé pour permettre un fonctionnement sur les deux phases qui présentent chacune une tension non nulle, contrairement à l’art antérieur où le neutre n’est pas alimenté.The automatic field switch is two-phase to allow operation on the two phases, each of which has a non-zero voltage, unlike the prior art where the neutral is not supplied.
Selon plusieurs modes de réalisation pouvant, le cas échéant, être combinés, l’installation électrique, et plus précisément les composants de l’installation électrique, présentent les valeurs mentionnées ci-après.According to several embodiments which can, where appropriate, be combined, the electrical installation, and more specifically the components of the electrical installation, have the values mentioned below.
De préférence, le transformateur biphasé est configuré pour transformer un courant sinusoïdal ayant une première phase présentant une tension de 230 volts et un neutre présentant une tension nulle ou quasiment, en un courant sinusoïdale ayant une première phase présentant une tension de 115 volts et une deuxième phase opposée à la première phase et présentant une tension de -115 volts.Preferably, the two-phase transformer is configured to transform a sinusoidal current having a first phase having a voltage of 230 volts and a neutral having zero or almost zero voltage, into a sinusoidal current having a first phase having a voltage of 115 volts and a second phase opposite to the first phase and presenting a voltage of -115 volts.
Par ailleurs, le différentiel présente, de préférence, une valeur de 30 milliampères et l’interrupteur automatique de champs présente une valeur 20 milliampères.Furthermore, the differential preferably has a value of 30 milliamperes and the automatic field switch has a value of 20 milliamperes.
De même, le disjoncteur est préférentiellement un disjoncteur de 20 ampères.Likewise, the circuit breaker is preferably a 20 amp circuit breaker.
Les valeurs exprimées ci-dessus permettent un fonctionnement nominal de l’installation électrique d’un local dans lequel l’être humain peut évoluer en toute sécurité.The values expressed above allow nominal operation of the electrical installation of a room in which human beings can move around in complete safety.
Avantageusement, l’installation électrique comprend une résistance intercalée en l’interrupteur de commande et le ou chaque appareil électrique.Advantageously, the electrical installation includes a resistor interposed between the control switch and the or each electrical device.
Cette résistance permet de créer une charge plus importante de consommation pour déclencher l’interrupteur automatique de champs.This resistor makes it possible to create a greater consumption load to trigger the automatic field switch.
Selon un mode de réalisation particulier, le transformateur biphasé comprend une dérivation formant une branche de l’installation électrique dans laquelle le courant électrique provenant du dispositif de raccordement n’est pas transformé.According to a particular embodiment, the two-phase transformer comprises a branch forming a branch of the electrical installation in which the electric current coming from the connection device is not transformed.
Cela permet ainsi de créer une installation électrique dans laquelle une partie de l’installation électrique est alimentée par un courant biphasé qui permet de réduire les champs électriques, et une deuxième partie de l’installation électrique qui est alimentée par un courant monophasé provenant du dispositif de raccordement (donc non transformé).This thus makes it possible to create an electrical installation in which part of the electrical installation is powered by a two-phase current which makes it possible to reduce the electric fields, and a second part of the electrical installation which is powered by a single-phase current coming from the device connection (therefore not transformed).
Cela permet également de pouvoir équiper une installation électrique existante de moyens permettant de réduire au moins partiellement les champs électriques pour certains appareils et certaines parties de l’installation électrique tout en conservant inchangée une autre partie de l’installation électrique.This also makes it possible to equip an existing electrical installation with means making it possible to at least partially reduce the electric fields for certain devices and certain parts of the electrical installation while keeping another part of the electrical installation unchanged.
Il est donc possible d’éviter un changement de certains appareils déjà présents dans un habitat où un lieu destiné à recevoir du public et qui ne fonctionnerait pas correctement avec un courant biphasé.It is therefore possible to avoid changing certain devices already present in a home or a place intended to receive the public and which would not work correctly with a two-phase current.
En outre, cela permet de réduire les coûts de modernisation partielle d’une installation électrique en vue de la rendre moins nocive pour l’homme.In addition, it reduces the costs of partial modernization of an electrical installation in order to make it less harmful to humans.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le disjoncteur bipolaire, le transformateur biphasé et le différentiel sont intégrés dans un boîtier.According to a preferred embodiment, the bipolar circuit breaker, the two-phase transformer and the differential are integrated into a box.
L’intégration de ces éléments dans un boîtier permet de faciliter la modernisation d’une installation électrique déjà existante.The integration of these elements in a box facilitates the modernization of an existing electrical installation.
L’invention concerne également un boîtier pour installation électrique telle que décrite précédemment, caractérisé en ce qu’il intègre:
- un disjoncteur bipolaire;
- un transformateur biphasé monté en série du disjoncteur bipolaire;
- un différentiel monté en série du transformateur biphasé,
le boîtier présentant des premiers moyens de connexion à un dispositif de raccordement à un réseau électrique général et des deuxièmes moyens de connexion à un disjoncteur d’une installation électrique.The invention also relates to a box for an electrical installation as described above, characterized in that it incorporates:
- a bipolar circuit breaker;
- a two-phase transformer mounted in series with the two-pole circuit breaker;
- a differential mounted in series with the two-phase transformer,
the housing having first means of connection to a device for connection to a general electrical network and second means of connection to a circuit breaker of an electrical installation.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels de l’invention, donnés à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels:
Les figures 1, 2, 3 et 4 représentent schématiquement une installation électrique 1 selon l’invention, selon différents modes de réalisation.Figures 1, 2, 3 and 4 schematically represent an electrical installation 1 according to the invention, according to different embodiments.
De manière commune, l’installation électrique 1 comprend, en série:
- un dispositif de raccordement 2 à un réseau électrique général;
- un disjoncteur 3;
- un interrupteur automatique de champs 4 pour assurer une rupture partielle du courant circulant dans l’installation électrique 1;
- un interrupteur de commande 5;
- au moins un appareil électrique 6.Commonly, the electrical installation 1 comprises, in series:
- a connection device 2 to a general electrical network;
- a circuit breaker 3;
- an automatic field switch 4 to ensure partial breaking of the current flowing in the electrical installation 1;
- a control switch 5;
- at least one electrical appliance 6.
Dans le but de réduire les champs électriques émis par l’installation électrique 1 selon l’invention, cette dernière comprend également, intercalés entre le dispositif de raccordement 2 et le disjoncteur 3:
- un disjoncteur bipolaire 7;
- un transformateur biphasé 10 monté en série du disjoncteur bipolaire 7;
- un différentiel 9 monté en série du transformateur biphasé 10.With the aim of reducing the electric fields emitted by the electrical installation 1 according to the invention, the latter also comprises, interposed between the connection device 2 and the circuit breaker 3:
- a bipolar circuit breaker 7;
- A two-phase transformer 10 connected in series with the bipolar circuit breaker 7;
- a differential 9 mounted in series with the two-phase transformer 10.
Le transformateur 10 est configuré pour transformer un courant monophasé issu du dispositif de raccordement 2 en un courant biphasé sinusoïdal ayant une première phase présentant un potentiel de X volts et une deuxième phase opposée à la première phase et présentant un potentiel de –X volts.The transformer 10 is configured to transform a single-phase current coming from the connection device 2 into a sinusoidal two-phase current having a first phase presenting a potential of X volts and a second phase opposite the first phase and presenting a potential of −X volts.
Plus particulièrement, le transformateur 10 est configuré pour transformer le courant monophasé, issu du dispositif de raccordement 1 et présentant:
- une première phase à une tension de 230 volts, et
- un neutre à une tension nulle,
en un courant biphasé sinusoïdal ayant une première phase présentant une tension de 115 volts, et
- une deuxième phase opposée à la première phase, et présentant une tension de -115 volts.More particularly, the transformer 10 is configured to transform the single-phase current, coming from the connection device 1 and having:
- a first phase at a voltage of 230 volts, and
- a neutral at zero voltage,
into a two-phase sinusoidal current having a first phase having a voltage of 115 volts, and
- A second phase opposite the first phase, and having a voltage of -115 volts.
L’appareil électrique 6 est, à titre d’exemple illustratif et non limitatif, une lampe.The electrical device 6 is, by way of illustrative and non-limiting example, a lamp.
Selon un autre mode de réalisation, tel qu’illustré sur la figure 4, l’appareil électrique 6 est une plaque à induction 61.According to another embodiment, as illustrated in Figure 4, the electrical device 6 is an induction hob 61.
Tel que cela est illustré sur les figures 1, 2, 3 et 4, le disjoncteur bipolaire 7, le transformateur biphasé 10 et le différentiel 9 sont avantageusement intégrés dans un boîtier B.As illustrated in Figures 1, 2, 3 and 4, the bipolar circuit breaker 7, the two-phase transformer 10 and the differential 9 are advantageously integrated into a box B.
Ce boîtier B est destiné à être installé sur une installation électrique 1 existante pour permettre de réduire, au moins sur une partie de l’installation électrique 1 existante, les champs électriques rayonnants des câbles électriques de l’installation électrique 1 ou des appareils électriques 6.This box B is intended to be installed on an existing electrical installation 1 to make it possible to reduce, at least on part of the existing electrical installation 1, the radiating electric fields of the electrical cables of the electrical installation 1 or electrical appliances 6 .
Avantageusement, le boîtier B présente des premiers moyens de connexion B1 au dispositif de raccordement 2 au réseau électrique général, et des deuxièmes moyens de connexion B2 au disjoncteur 3 de l’installation électrique 1.Advantageously, the box B has first connection means B1 to the connection device 2 to the general electrical network, and second connection means B2 to the circuit breaker 3 of the electrical installation 1.
En référence à la figure 1, qui illustre un premier mode de réalisation de l’installation électrique 1 selon l’invention, l’interrupteur automatique de champs 4 est du type biphasé.Referring to Figure 1, which illustrates a first embodiment of the electrical installation 1 according to the invention, the automatic field switch 4 is of the two-phase type.
Ainsi, il permet de pouvoir interrompre la circulation du courant dans chaque phase de l’installation électrique 1 provenant du transformateur 10 pour éviter un rayonnement du champ électrique dans l’installation électrique 1.Thus, it makes it possible to be able to interrupt the flow of current in each phase of the electrical installation 1 coming from the transformer 10 to avoid radiation of the electric field in the electrical installation 1.
Toujours en référence à la figure 1, l’installation électrique 1 comprend également une résistance 11 intercalée entre l’interrupteur de commande 5 et l’appareil électrique 6.Still referring to Figure 1, the electrical installation 1 also includes a resistor 11 interposed between the control switch 5 and the electrical device 6.
Cette résistance 11 permet de créer une charge plus importante de consommation pour déclencher l’interrupteur automatique de champs 4.This resistor 11 makes it possible to create a greater consumption load to trigger the automatic field switch 4.
Les figures 2, 3 et 4 illustrent respectivement un deuxième mode de réalisation, un troisième mode de réalisation et un quatrième mode de réalisation, dans lesquels le transformateur 10 comprend une dérivation formant une branche de l’installation électrique 1 dans laquelle le courant électrique provenant du dispositif de raccordement 2 n’est pas transformé.FIGS. 2, 3 and 4 respectively illustrate a second embodiment, a third embodiment and a fourth embodiment, in which the transformer 10 comprises a bypass forming a branch of the electrical installation 1 in which the electric current coming from of the connection device 2 is not transformed.
Plus précisément, le transformateur 10 comprend une partie principale 101 permettant la conversion du courant monophasé en courant biphasé, et une dérivation 102 qui ne transforme pas le courant monophasé.More precisely, the transformer 10 comprises a main part 101 allowing the conversion of the single-phase current into two-phase current, and a bypass 102 which does not transform the single-phase current.
Autrement dit, la partie principale 101 permet de transformer le courant monophasé (230V/0V) en courant biphasé (+115V/-115V), tandis que la dérivation permet de laisser circuler le courant monophasé sans le transformer.In other words, the main part 101 makes it possible to transform the single-phase current (230V/0V) into two-phase current (+115V/-115V), while the branch makes it possible to let the single-phase current flow without transforming it.
En référence à la figure 2, l’installation électrique 1 diffère de celle du premier mode de réalisation en ce que seule la dérivation 102 du transformateur 10 est alimentée en courant électrique, et l’interrupteur automatique de champs 4 est un interrupteur monophasé.Referring to Figure 2, the electrical installation 1 differs from that of the first embodiment in that only the bypass 102 of the transformer 10 is supplied with electric current, and the automatic field switch 4 is a single-phase switch.
Cela signifie qu’en sortie du transformateur 10, le courant électrique se présente sous la forme d’une première phase présente une tension égale à 230V et d’un neutre présentant une tension nulle, c’est-à-dire de 0V.This means that at the output of the transformer 10, the electric current is in the form of a first phase presenting a voltage equal to 230V and a neutral presenting a zero voltage, that is to say 0V.
Ainsi, seul l’interrupteur automatique de champs 4 permet de limiter le rayonnement de champs électriques lorsque l’appareil électrique n’est pas consommateur d’énergie.Thus, only the automatic field switch 4 makes it possible to limit the radiation of electric fields when the electrical device is not an energy consumer.
En d’autres termes, lorsque l’appareil électrique 6 est simplement sous tension et non utilisé, l’interrupteur automatique de champs 4 reste ouvert, et dès que l’interrupteur de commande 5 est actionné pour permettre l’actionnement de l’appareil électrique 6, l’interrupteur automatique de champs 4 se ferme, permettant d’alimenter en courant électrique l’appareil électrique 6.In other words, when the electrical appliance 6 is simply switched on and not used, the automatic field switch 4 remains open, and as soon as the control switch 5 is actuated to allow actuation of the appliance electric switch 6, the automatic field switch 4 closes, making it possible to supply electrical current to the electrical device 6.
Ainsi, lorsque l’appareil électrique 6 n’est pas utilisé, le rayonnement du champ électrique reste faible grâce à la présence de l’interrupteur automatique de champs qui peut, à titre d’exemple, être positionné dans un boîtier électrique de l’installation électrique 1.Thus, when the electrical device 6 is not used, the radiation of the electric field remains low thanks to the presence of the automatic field switch which can, for example, be positioned in an electrical box of the electrical system 1.
Cela permet que le champ électrique émis par toute la liaison câblée entre l’appareil électrique 6 et le tableau électrique de l’installation électrique 1 soit réduit lorsque l’appareil électrique 6 n’est pas fonctionnel.This allows the electric field emitted by the entire cable connection between the electrical device 6 and the electrical panel of the electrical installation 1 to be reduced when the electrical device 6 is not functional.
L’actionnement de l’interrupteur de commande 5 entraîne alors l’ouverture ou la fermeture de l’interrupteur automatique de champs 4.Actuation of the control switch 5 then causes the opening or closing of the automatic field switch 4.
Ce second mode de réalisation peut par exemple être utilisé préalablement à la modernisation d’une installation électrique existante ou en prévision de la création d’une partie dérivation biphasée d’une installation électrique.This second embodiment can for example be used prior to the modernization of an existing electrical installation or in anticipation of the creation of a two-phase bypass part of an electrical installation.
Selon le troisième mode de réalisation, en référence à la figure 3, l’énergie électrique provenant du dispositif de raccordement 2 traverse le disjoncteur bipolaire 7 puis entre dans le transformateur 10 pour être divisé en un courant biphasé obtenu via la première partie 101 et rester inchangé en traversant la dérivation 102.According to the third embodiment, with reference to Figure 3, the electrical energy coming from the connection device 2 crosses the bipolar circuit breaker 7 then enters the transformer 10 to be divided into a two-phase current obtained via the first part 101 and remain unchanged when crossing bypass 102.
Toujours en référence à la figure 3, l’installation électrique 1 selon l’invention comprend alors une partie totalement biphasée et une partie monophasée.Still with reference to FIG. 3, the electrical installation 1 according to the invention then comprises a completely two-phase part and a single-phase part.
Dans la partie biphasée, l’interrupteur automatique de champs 4 est un interrupteur du type biphasé permettant d’interrompre intégralement la circulation de courant et donc le rayonnement de champ électrique dans cette partie de l’installation électrique 1.In the two-phase part, the automatic field switch 4 is a two-phase type switch making it possible to completely interrupt the flow of current and therefore the radiation of the electric field in this part of the electrical installation 1.
En revanche, dans la partie dite monophasée, comme dans le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 2, l’appareil électrique reste alimenté de manière continue par le courant monophasé, seule une partie du champ électrique est atténuée par la présence de l’interrupteur automatique de champs 4 monophasé.On the other hand, in the so-called single-phase part, as in the second embodiment illustrated in FIG. 2, the electrical apparatus remains supplied continuously by the single-phase current, only part of the electric field is attenuated by the presence of the automatic switch of 4 single-phase fields.
En référence à la figure 4, le boîtier B intègre un filtre haute fréquence 8 positionné en amont du transformateur 10, c’est-à-dire entre le disjoncteur bipolaire 7 et le transformateur 10.Referring to Figure 4, the box B incorporates a high frequency filter 8 positioned upstream of the transformer 10, that is to say between the bipolar circuit breaker 7 and the transformer 10.
Ce filtre hautes fréquences 8 permet de réduire également les champs électriques dans l’installation électrique 1, notamment lorsqu’un courant porteur en ligne (CPL) est utilisé.This high-frequency filter 8 also makes it possible to reduce the electric fields in the electrical installation 1, in particular when a line carrier current (CPL) is used.
Un tel courant CPL, qui présente des valeurs de tensions importantes (ou fréquences hautes), contrairement au courant circulant habituellement dans l’installation électrique 1, est atténué par le filtre de hautes fréquences 8, de sorte à limiter les champs électriques induits dans l’installation électrique 1.Such a PLC current, which has high voltage values (or high frequencies), unlike the current usually flowing in the electrical installation 1, is attenuated by the high frequency filter 8, so as to limit the electric fields induced in the electrical system 1.
Cela est notamment le cas avec les appareils de suivi de consommation électrique installés sur les lignes et sur les installations électriques existantes pour permettre de réaliser un relevé de la consommation à distance.This is particularly the case with electrical consumption monitoring devices installed on lines and on existing electrical installations to enable remote reading of consumption.
En outre, ce quatrième mode de réalisation diffère des précédents en ce que, en sortie de la dérivation 102 du transformateur 10, l’appareil électrique 6 est une plaque à induction 61 qui est reliée au transformateur 10 via le disjoncteur 3 et le différentiel 9.Furthermore, this fourth embodiment differs from the previous ones in that, at the output of the branch 102 of the transformer 10, the electrical device 6 is an induction plate 61 which is connected to the transformer 10 via the circuit breaker 3 and the differential 9 .
En d’autres termes, certains appareils électriques 6 peuvent ne pas fonctionner, ou mal fonctionner, en étant alimentés par un courant biphasé +115V/-115V.In other words, certain electrical appliances 6 may not work, or work poorly, when supplied with a two-phase current +115V/-115V.
Dès lors, il est nécessaire de conserver une alimentation de ces appareils électriques 6 par un courant monophasé 230V/0V.Therefore, it is necessary to maintain a supply of these electrical devices 6 by a single-phase current 230V/0V.
Par ailleurs, de tels appareils électriques 6 ne permettent pas un fonctionnement optimal des interrupteurs automatiques de champs 4.Furthermore, such electrical devices 6 do not allow optimal operation of the automatic field switches 4.
A titre d’exemple, les interrupteurs automatiques de champs 4 peuvent se fermer pour permettre l’alimentation électrique de l’appareil électrique 6 mais ne s’ouvrent pas lorsque l’appareil électrique 6 est éteint.By way of example, the automatic field switches 4 can close to allow the electrical supply to the electrical device 6 but do not open when the electrical device 6 is switched off.
Dès lors, aucun interrupteur automatique de champs 4 n’est installé sur la partie de l’installation alimentée par la dérivation 102 du transformateur 10.Consequently, no automatic field switch 4 is installed on the part of the installation supplied by branch 102 of transformer 10.
En revanche, la partie de l’installation alimentée par la partie principale 101 du transformateur 10 est similaire à l’installation décrite selon le premier mode de réalisation, en référence à la figure 1.On the other hand, the part of the installation supplied by the main part 101 of the transformer 10 is similar to the installation described according to the first embodiment, with reference to FIG. 1.
En référence à la figure 5, l’atténuation des champs électriques est à présent décrite.Referring to Figure 5, the attenuation of electric fields is now described.
La figure 5 illustre de manière schématique les deux phases sortant de la partie principale 101 du transformateur biphasé 10, à savoir une première phase PH1 présentant un potentiel de 115V et une deuxième phase PH2, opposée à la première phase PH1, et présentant un potentiel de -115V.FIG. 5 schematically illustrates the two phases emerging from the main part 101 of the two-phase transformer 10, namely a first phase PH1 having a potential of 115V and a second phase PH2, opposite to the first phase PH1, and having a potential of -115V.
En un point de mesure M situé respectivement à une distance d1 et d2 de la première phase PH1 et de la deuxième phase PH2, on constate un premier champ électrique E1 induit par la première phase PH1 et un deuxième champ électrique E2 induit par la deuxième phase PH2.At a measurement point M located respectively at a distance d1 and d2 from the first phase PH1 and from the second phase PH2, there is a first electric field E1 induced by the first phase PH1 and a second electric field E2 induced by the second phase PH2.
Tel que cela est représenté sur la figure 5, le champ électrique E1 induit par la première phase PH1 et le champ électrique E2 induit par la deuxième phase PH2 sont opposés l’un par rapport à l’autre.As shown in Figure 5, the electric field E1 induced by the first phase PH1 and the electric field E2 induced by the second phase PH2 are opposite to each other.
Autrement dit, le champ global électrique E, défini par l’ensemble de la première phase PH1 et de la deuxième phase PH2, est la résultante des composantes du champ électrique E1 induit par la première phase PH1 et du champ électrique E2 induit par la deuxième phase PH2.In other words, the overall electric field E, defined by the set of the first phase PH1 and the second phase PH2, is the resultant of the components of the electric field E1 induced by the first phase PH1 and of the electric field E2 induced by the second phase PH2.
Il est rappelé que le champ électrique, pour chaque phase, se représente par un vecteur perpendiculaire à la direction de circulation du courant dans les phases.It is recalled that the electric field, for each phase, is represented by a vector perpendicular to the direction of current flow in the phases.
Ainsi, pour un point de mesure M commun, et tel que cela est illustré sur la figure 5, le champ électrique E2 induit par la deuxième phase PH2 s’oppose en partie au champ électrique E1 de la première phase PH1.Thus, for a common measurement point M, and as illustrated in Figure 5, the electric field E2 induced by the second phase PH2 is partly opposed to the electric field E1 of the first phase PH1.
Ainsi, le champ électrique global E est inférieur au champ électrique E1 induit par la première phase PH1, par l’opposition du champ électrique E2 de la deuxième phase PH2 et du champ électrique E1 de la première phase PH1.Thus, the global electric field E is lower than the electric field E1 induced by the first phase PH1, by the opposition of the electric field E2 of the second phase PH2 and the electric field E1 of the first phase PH1.
Il est également à rappeler que le champ électrique diminue ou décroit en fonction de la distance de la phase qu’il induit.It should also be remembered that the electric field decreases or decreases depending on the distance from the phase it induces.
En d’autres termes, cela explique, tel que cela est représenté sur la figure 5, que pour des phases présentant une valeur absolue de tension égale, le champ électrique E2 induit par la deuxième phase PH2 soit inférieur au champ électrique E1 induit par la première phase PH1.In other words, this explains, as shown in FIG. 5, that for phases having an equal absolute value of voltage, the electric field E2 induced by the second phase PH2 is lower than the electric field E1 induced by the first phase PH1.
Cela explique également que le champ électrique global E ne soit pas nul mais uniquement réduit puisque, à partir du même point M de mesure, la deuxième phase PH2 est plus éloignée que la première phase PH1.This also explains why the overall electric field E is not zero but only reduced since, from the same measurement point M, the second phase PH2 is further away than the first phase PH1.
Grâce à l’utilisation du transformateur 10 biphasé qui permet de réduire le champ électrique global E de l’installation électrique 1, il est possible d’offrir une installation électrique 1 plus saine pour les êtres humains.Thanks to the use of the two-phase transformer 10 which makes it possible to reduce the overall electric field E of the electrical installation 1, it is possible to provide an electrical installation 1 that is healthier for human beings.
En effet, la présence du transformateur biphasé 10 dans l’installation électrique 1 permet, par l’opposition de phase de tension absolue égale, d’engendrer une diminution du champ électrique global E, puisque les champs électriques respectifs de chaque phase s’opposent au moins en partie.Indeed, the presence of the two-phase transformer 10 in the electrical installation 1 makes it possible, by the phase opposition of equal absolute voltage, to generate a reduction in the overall electric field E, since the respective electric fields of each phase oppose at least in part.
Claims (8)
- un dispositif de raccordement (2) à un réseau électrique général;
- un disjoncteur (3);
- un interrupteur automatique de champs (4) pour assurer une rupture partielle du courant circulant dans l’installation électrique (1);
- un interrupteur de commande (5);
- au moins un appareil électrique (6),
caractérisée en ce que l’installation électrique (1) comprend également, intercalé entre le dispositif de raccordement (2) et le disjoncteur (3):
- un disjoncteur bipolaire (7);
- un transformateur (10) biphasé monté en série du disjoncteur bipolaire (7), :
- un différentiel (9) monté en série du transformateur (10) biphasé,
le transformateur (10) biphasé étant configuré pour transformer un courant monophasé issu du dispositif de raccordement (2) en un courant biphasé sinusoïdal ayant une première phase présentant un potentiel de X Volts et une deuxième phase opposée à la première phase et présentant un potentiel de –X Volts, et en ce que l’interrupteur automatique de champs (4) est du type biphasé.Electrical installation (1) comprising, as standard:
- a connection device (2) to a general electrical network;
- a circuit breaker (3);
- an automatic field switch (4) to ensure partial breaking of the current flowing in the electrical installation (1);
- a control switch (5);
- at least one electrical device (6),
characterized in that the electrical installation (1) also comprises, interposed between the connection device (2) and the circuit breaker (3):
- a bipolar circuit breaker (7);
- a two-phase transformer (10) mounted in series with the bipolar circuit breaker (7):
- a differential (9) connected in series with the two-phase transformer (10),
the two-phase transformer (10) being configured to transform a single-phase current coming from the connection device (2) into a sinusoidal two-phase current having a first phase presenting a potential of X Volts and a second phase opposite the first phase and presenting a potential of –X Volts, and in that the automatic field switch (4) is of the two-phase type.
- un disjoncteur bipolaire (7);
- un transformateur (10) biphasé monté en série du disjoncteur bipolaire (7),
- un différentiel (9) monté en série du transformateur (10) biphasé,
le boîtier (B) présentant des premiers moyens de connexion (B1) à un dispositif de raccordement (2) à un réseau électrique général et des deuxièmes moyens de connexion (B2) à un disjoncteur (3) d’une installation électrique (1).Box (B) for electrical installation according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that it incorporates:
- a bipolar circuit breaker (7);
- a two-phase transformer (10) mounted in series with the bipolar circuit breaker (7),
- a differential (9) connected in series with the two-phase transformer (10),
the casing (B) having first connection means (B1) to a connection device (2) to a general electrical network and second connection means (B2) to a circuit breaker (3) of an electrical installation (1).
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