WO2014086378A1 - Interface a courant de defaut a la terre - Google Patents

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Djamel MEKIMAH
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Mekimah Djamel
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Definitions

  • the present invention relates to the field of cut-off devices to ensure the protection of property against fire and that of people against indirect contacts in the event of electrical insulation faults to low voltage ground.
  • the invention relates to an earth fault current interface; as a result, it will ensure, in the event of a ground fault, the protection of property against fire and that of persons against indirect contact in accordance with conventional safety curves regardless of the value of the resistance of the earth masses and whatever the medium (dry, wet, submerged) and skin conditions.
  • the earthing of the masses will no longer necessarily represent a link in the protective chain, but a means of comfort since the increase in its impedance will result in an increase in the sensitivity of the differential device, the safety of the devices. persons and property remaining insured in this case.
  • the invention also makes it possible to protect persons against direct contacts occurring between an active conductor and the ground or any foreign conductor not connected to the masses of equipment normally grounded according to the implementation requirements of the invention. invention.
  • the differential function is only a link in the "protective chain".
  • the differential device ensures the safety of persons against indirect contact only if the following protection condition is satisfied: RA x W a ⁇ 50 Volts; Wherein: R A is the sum of the resistances of the earth electrode and grounding conductors of the masses and a is the current ensuring the automatic deactivation of differential protection device in a time compatible with conventional safety curves.
  • the complementary protection measure requires the division of facilities to reduce the possibility of undesired triggering of high sensitivity differential devices due to excessive leakage currents (and not fault currents) in the PE protective conductor.
  • these excessive leakage currents can present a risk of electrification or electrocution for anyone in contact with a mass and the ground or with a mass and a foreign conductor not isolated from the ground.
  • the danger must be considered to be greater because, in addition to the risk generated by the leakage currents of their own installations, people can be electrified, or even electrocuted, by leakage currents that do not even come from their power supplies, and this, because of the equipotentiality of the masses of housing of the building.
  • the current normative protection measures offer no protection against such a situation, it should be considered that people can be electrified or electrocuted by a current that does not even come from their power supply.
  • the horizontal selectivity generally used can be faulted by the phenomenon of "trigger by sympathy". This situation is generally observed when opening a protection of a parallel departure which creates an overvoltage phenomenon. This transient overvoltage can lead to the opening of a healthy feeder with filtering capabilities connected to earth ground via the PE.
  • the use of DDR with enhanced immunity is necessary in this case.
  • the object of the invention is to improve the protection of persons and property against low-voltage ground insulation faults.
  • the invention consists of an electromagnetic interface that can be integrated into the high-sensitivity differential devices, the purpose of which is: 1 / - provide fire protection by cutting off the power supply as soon as a fault current of 300 milliamps or less (according to the normative requirements) returns to the power supply through the protective conductor connected to the land of the masses; in what follows, this current will be designated by the EP .
  • the protection is ensured by the addition of a pole in the cut-off and protection device.
  • This pole will be used to isolate the masses of the main protective conductor as a result of the tripping of the cut-off and protection device.
  • This tripping is caused by any current less than or equal to 10 or (30) milliamps (depending on the protection envisaged) likely to pass through a person in contact with a ground and the ground or any conductive element allowing the current to return to the source of food.
  • This protection requires that the accessible conductive elements (other than the masses) of the protected dwelling are isolated from those of the other dwellings.
  • This insulation is achieved in fact, in particular, by the progressive use of plastic pipes (polyethylene) in water circuits and the use of dielectric insulating fittings for gas pipes. 5 / - to transform the earthing of the masses into a link in the chain of comfort instead of a link in the protection chain, because the protection of persons against indirect contact is ensured regardless of the ohmic resistance of the earth masses and regardless of the medium (dry, wet, submerged) and skin conditions.
  • FIG. 1 shows the connection mode of the breaking system obtained by integrating the earth fault current interface (10) into a high sensitivity differential device.
  • ground fault current interface is equally applicable to bipolar differential devices used in single-phase and multi-pole installations used in multi-phase installations.
  • FIG. 2 represents the first variant of said interface consisting of a desensitization winding (1 1) whose number of turns is different from those of the primary windings (4) of the phase and (5) of the neutral of the high sensitivity differential device.
  • FIG. 3 represents the second variant of said interface consisting of a desensitization winding consisting of two coils (2) and (13) made of conductor wires of different cross-sections whose magnetic polarities are reversed (opposite winding directions) and whose the number of turns of each is equal to that of the primary winding (4) of the phase or to that (5) of the neutral of the high sensitivity differential device. The electromagnetic fields of these two coils are subtracted.
  • FIG. 4 represents the third variant of the interface (10) consisting of a desensitization winding (14) identical to the primary winding (4) of the phase and to that (5) of the neutral of the high sensitivity differential device but of which it is differentiated by the shunt of part of its turns.
  • FIG. 5 represents the response curve of the breaking system obtained by integrating said interface into a high sensitivity differential device 30 mA.
  • the high sensitivity differential device initially consists of power contacts (1) and (2) connecting the primary windings (4) and (5), the magnetic core (3), the primary windings (4) and (5) and their outlets (6) and (7) as well as the secondary winding (8) and trigger relay (9).
  • the interface which consists of a desensitization winding (10)
  • the high sensitivity differential device is transformed into a protection device whose operating characteristics are shown in FIG. 5.
  • l d represents the residual differential current (in milliamps) composed of the algebraic sum of the currents lh (mA) and IPE (mA) where:
  • I H (mA) represents the current likely to pass through a person under the fault conditions described in 1 - and 3 below; the protection device allows: 1- to protect people by using the initial properties of the high sensitivity differential device.
  • the device thus ensures the protection of persons by cutting the power supply in the presence of any current lh less than or equal to 10 (or 30) milliamps (depending on the protection envisaged) coming from one of the outputs (6) or (7) ) primary windings and returning to the power source other than by the protective conductor (16) or by one of the outputs (6) and (7) of the primary windings.
  • This current is, therefore, considered likely to pass through a person.
  • the interface allows the protection device to ensure the safety of people and property by cutting the power supply in the presence of any residual current composed such that:
  • zone of "operation or not” of the usual differential devices is considered as "zone of non-operation”.
  • the zone (19) is that of non-operation of the protective device
  • curve (20) represents the affine function
  • IPE 300 10 x l h ; (l h varying from 0 to 30 mA);
  • zone (21) is that of operation or not of the protective device
  • the curve l d represents the rated operating differential current of the protection device.
  • the interface consists of a desensitization winding (10).
  • Said desensitization winding can be made according to at least three variants shown in Figures 2, 3 and 4.
  • the interface consists of a desensitization winding (1).
  • This variant makes it possible to desensitize the high sensitivity differential device for any fault current returning to the power source through the protective conductor (16) connected to the earth ground (17).
  • - NI is the number of turns of the primary winding of the phase or the neutral of the high sensitivity differential device
  • N2 is the number of turns of the desensitization winding.
  • the interface consists of a desensitization winding composed of two coils (12) and (13), made of conducting wires of different cross-sections, whose polarities Magnets are reversed (opposite winding directions) and the number of turns of each is equal to that of the primary winding of the phase (4) or that of the neutral (5) of the high sensitivity differential device.
  • This variant makes it possible to desensitize the high-sensitivity differential device for any fault current returning to the power source through the protective conductor (6) connected to the grounds ground (17).
  • SI is the section of the conductor wire of the desensitization coil whose magnetic polarity is in the same direction as that of the primary winding of the phase or that of the neutral of the high-sensitivity differential device;
  • -S2 is the section of the conductor wire of the magnetic polarity desensitization coil opposite to that of the primary winding of the phase or that of the neutral of the high sensitivity differential device;
  • the interface consists of a desensitization winding (14) identical to those of the phase and the neutral of the high sensitivity differential device, but of which a part of turns is shunted.
  • This variant makes it possible to desensitize the high sensitivity differential device for any fault current returning to the power source through the protective conductor (16) connected to the earth ground (17).
  • N2 is the number of turns of the desensitization coil
  • z is the coefficient which depends on the amount of shunted turns and the specificities of the shunt.
  • the fire protection (IPE ⁇ 300 milliamps), is ensured for:

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Abstract

L'invention concerne une interface permettant de couper l'alimentation électrique pour tout courant de défaut Id ≤ 300 milliampères tel que : Id≥ IPE + k.Ih où IPE représente le courant revenant ô la source d'alimentation par le conducteur de protection reliant les masses ô la terre et Ih ( ≤ 10 ou 30 milliampères) représente le courant revenant ô la source d'alimentation autrement que par le conducteur de protection ou par un conducteur actif. Le courant Ih est donc susceptible de traverser une personne. Ainsi, elle assure la protection des personnes et des biens contre les défauts d'isolement ô la masse et contre certains contacts directs indépendamment de la terre des masses et des conditions d'influences externes. Elle assure aussi la protection des personnes en cas de dysfonctionnement de la protection d'un voisinage utilisant la même terre en cas de défaut.

Description

Titre de l'invention
Interface à courant de défaut à la terre.
Domaine technique auquel se rapporte /'invention
La présente invention relève du domaine des dispositifs de coupure permettant d'assurer la protection des biens contre l'incendie et celle des personnes contre les contacts indirects en cas de défauts d'isolement électrique à la masse en Basse Tension.
L'invention concerne une Interface à courant de défaut à la terre; de ce fait, elle permettra d'assurer, en cas de défaut d'isolement à la masse, la protection des biens contre l'incendie et celle des personnes contre les contacts indirects conformément aux courbes conventionnelles de sécurité quelle que soit la valeur de la résistance de la terre des masses et quels que soient le milieu (sec, humide, immergé) et les conditions de la peau.
Ainsi, la prise de terre des masses ne représentera plus, nécessairement, un maillon de la chaîne protectrice, mais un moyen de confort vu que l'augmentation de son impédance aura pour conséquence l'augmentation de la sensibilité du dispositif différentiel, la sécurité des personnes et des biens restant assurées dans ce cas là. L'invention permet d'assurer également la protection des personnes contre les contacts directs se produisant entre un conducteur actif et le sol ou tout conducteur étranger non reliés aux masses des équipements normalement mises à la terre selon les exigences de mise en œuvre de l'invention.
Etat de la technique antérieure
1/ Dispositions normatives de protection Au niveau international, dans la distribution électrique Basse Tension, trois schémas de liaison à la terre (SLT) sont normalisés :
- TN : Mise au neutre avec trois versions (TN-C ; TN-S ; TN-C-S) ;
- TT : Neutre à la terre ;
- IT : Neutre isolé. Dans la norme CEI 60364-4-41 de décembre 2005 (en vigueur), le comité d'études 64 de la Commission Electrotechnique Internationale formule trois exigences fondamentales communes aux trois SLT pour la protection des personnes en cas de défaut d'isolement à la masse.
Ces exigences sont les suivantes :
1- Mise à la terre et liaison équipotentielle de protection ;
2- Coupure automatique de l'alimentation en cas de défaut (d'isolement) dans un temps compatible avec les courbes conventionnelles de sécurité ;
3- Mise en œuvre d'une protection complémentaire dans certaines conditions d'influences externes et pour certains emplacements (norme CEI 60364-7 «Exigences pour les installations ou emplacements spéciaux »).
Le choix des dispositifs de coupure de l'alimentation en cas de défaut d'isolement à la masse est effectué en fonction du schéma de liaison à la terre considéré.
11/ La protection différentielle et ses limites
Si l'efficacité des dispositifs différentiels pour la protection contre les risques · d'incendie est indéniable, leur mise en œuvre pour la protection des personnes contre les chocs électriques en cas de défaut a prouvé ses limites.
En effet, dans un système de protection, la fonction différentielle n'est qu'un maillon de "la chaîne protectrice". En cas de défaut d'isolement, en schémas TT et IT, entre une phase et une masse mise à la terre, le dispositif différentiel n'assure la sécurité des personnes contre les contacts indirects que si la condition de protection suivante est satisfaite : RA x la ≤ 50 Volts ; Où : RA est la somme des résistances de la prise de terre et des conducteurs de mise à la terre des masses et la est le courant assurant la coupure automatique du dispositif différentiel de protection dans un temps compatible avec les courbes conventionnelles de sécurité.
Dans cette exigence normative de la partie 4-41 de la norme CEI 60364, il y a lieu de noter que :
- Cette condition ne s'applique pas dans les immeubles collectifs où, malgré le respect de RA, des courants de défaut, inférieurs à la, se produisant simultanément au niveau de deux ou plusieurs logements peuvent, en s'additionnant, créer une tension de contact dangereuse au niveau de toutes les masses de l'immeuble du fait de la liaison équipotentielle de ces dernières;
- La condition UL≤ 50 V n'est valable qu'en milieux secs ; - La résistance de la prise de terre des masses doit être appropriée et se maintenir dans le temps ;
- La continuité des conducteurs de mise à la terre des masses doit être assurée. Ces contraintes, ont amené le comité d'études 64 de la Commission Electrotechnique Internationale à admettre l'usage de dispositifs à courant différentiel-résiduel (DDR), dont la valeur du courant nominal de fonctionnement est inférieure ou égale à 30 milliampères, comme mesure de protection complémentaire contre les contacts indirects dans certaines situations citées notamment dans la partie 7 de la norme CEI 60364.
Actuellement, dans la plupart des pays européens, cette mesure de protection est étendue à tous les circuits de l'alimentation, quel que soit le schéma de liaison à la terre.
Le comité d'études 64 de la CEI ne reconnaît, cependant, pas l'utilisation de tels dispositifs comme constituant en soi une mesure de protection complète et recommande la conformité des installations aux exigences normatives fondamentales communes aux trois SLT pour la protection en cas de défaut d'isolement à la masse, notamment celles relatives à la mise à la terre, à la liaison équipotentielle de protection et à la coupure de l'alimentation.
Pour bien positionner le problème de la protection des personnes contre les chocs électriques en cas de défaut d'isolement à la masse, il y a lieu de trouver réponses à deux questions :
1. Pourquoi le comité d'études 64 de la CEI juge t-il la protection complémentaire (par DDR haute sensibilité) insuffisante en soi et pourquoi exiqe-t-il de lui associer une prise de terre des masses et une liaison équipotentielle de protection avec dispositif de coupure sur défaut ?
Telle que spécifiée dans l'article 314-1 de la norme CEI 60364-1 de novembre 2005 (en vigueur), la mesure de protection complémentaire impose la division des installations pour réduire la possibilité de déclenchements indésirables des dispositifs différentiels haute sensibilité dus à des courants de fuite excessifs (et non à des courants de défauts) dans le conducteur de protection PE. En cas d'inadéquation de la prise de terre des masses, de son absence ou de rupture du conducteur de protection, ces courants de fuite excessifs peuvent présenter un risque d'électrisation, voire d'électrocution pour toute personne en contact avec une masse et le sol ou avec une masse et un conducteur étranger non isolé de la terre.
De plus, dans les logements en immeuble collectif, il y a lieu de considérer que le danger est plus accentué du fait, qu'en plus du risque généré par les courants de fuite de leurs propres installations, des personnes peuvent ainsi être électrisées, voire électrocutées, par des courants de fuite qui ne proviennent même pas de leurs alimentations et, ce, du fait de l'équipotentialité des masses des logements de l'immeuble.
Cette situation peut se produire aussi bien en schémas TT et TN qu'en schéma IT (dans le cas où deux défauts se produisent au niveau de deux masses reliées à deux prises de terre distinctes). Dans ce contexte, l'attention est attirée sur ce risque dans l'article 531.2.1.5 de la norme CEI 60364-5-53 où il est mentionné que : «L'utilisation de DDR ayant un courant différentiel résiduel inférieur ou égal à 30 mA dans des installations dépourvues de conducteur de protection ne doit pas être considérée comme une mesure de protection suffisante contre les contacts indirects». Nous pouvons donc confirmer que cette mesure de protection n'est pas suffisante en soi et que la première exigence fondamentale de mise à la terre et de liaison équipotentielle de protection avec dispositif de coupure sur défaut édictée par la norme CEI 60364-4-41 est impérative pour la protection des personnes contre les contacts indirects. 2. La mise en œuyre des mesures de protection normatives actuelles dans les logements en immeuble collectif garantit-elle toujours la protection des personnes en cas de défaut d'isolement à la masse ?
En cas de dysfonctionnement de la protection d'un voisinage en présence d'un défaut d'isolement, les masses de tout l'immeuble peuvent être portées à un potentiel dangereux du fait de leur interconnexion. Dans ce cas de figure, la liaison équipotentielle supplémentaire (L.E.S) participe aussi à propager ce potentiel en cas d'un sol conducteur.
Ainsi, les mesures de protection normatives actuelles n'offrant aucune parade contre une telle situation, il y a lieu de considérer que des personnes peuvent être électrisées, voire électrocutées, par un courant qui ne provient même pas de leurs alimentations.
111/ Contraintes générées par la division des installations dans l'usage des dispositifs à courant différentiel-résiduel haute sensibilité (inférieure ou égale à 30 milliampères) Si la division des installations s'est imposée pour réduire la possibilité de déclenchements indésirables des DDR haute sensibilité dus à des courants de fuite excessifs dans le conducteur de protection [PE], elle n'a pas été sans engendrer de nouvelles contraintes dont nous citerons :
- La nécessité d'utiliser plusieurs DDR haute sensibilité, ce qui impose généralement de nouvelles installations électriques dans l'habitat existant ;
- Les déclenchements indésirables dus aux défauts inférieurs ou égaux à 30 milliampères s'écoulant à la terre à travers le conducteur de protection et ne présentant, par conséquent, aucun risque pour les personnes et les biens ;
- La sélectivité horizontale généralement utilisée peut être prise en défaut par le phénomène de « déclenchement par sympathie ». Cette situation s'observe généralement lors de l'ouverture d'une protection d'un départ parallèle qui crée un phénomène de surtension. Cette surtension transitoire peut entraîner l'ouverture d'un départ sain comportant des capacités de filtrages reliées à la terre des masses par l'intermédiaire du PE. L'utilisation de DDR à immunité renforcée est nécessaire dans ce cas là.
But de l'invention
L'invention a pour but d'améliorer la protection des personnes et des biens contre les défauts d'isolement à la masse en Basse Tension. L'invention consiste en une interface électromagnétique intégrable dans les dispositifs différentiels haute sensibilité qui a pour objet: 1/- d'assurer la protection incendie en coupant l'alimentation électrique dès qu'un courant de défaut inférieur ou égal à 300 milliampères (selon les exigences normatives) revient à la source d'alimentation à travers le conducteur de protection relié à la terre des masses ; dans ce qui suit, ce courant sera désigné par lPE.
21- d'assurer la protection des personnes en coupant l'alimentation électrique dès qu'un courant inférieur ou égal à 10 ou 30 milliampères (selon la protection envisagée) revient à la source d'alimentation autrement que par le conducteur de protection [PE] ou par un conducteur actif de l'alimentation desservant l'Installation considérée. Ce courant est, par conséquent, considéré comme susceptible de traverser une personne ; dans ce qui suit, il sera désigné par lh.
3/- de couper l'alimentation électrique dès l'apparition d'un courant résiduel de défaut composé ld tel que : ld ≥ IPE + k* lh .Avec : la≤ 300 milliampères ;
lPE < 300 milliampères ; lh≤ 30 milliampères si k =10; lh≤ 10 milliampères si k=30. 41- d'assurer la protection des personnes dans les logements en immeuble collectif en cas de dysfonctionnement de la protection d'un voisinage en présence d'un défaut d'isolement dangereux.
Ce défaut d'isolement peut, en effet, créer une tension dangereuse entre toutes les masses de l'immeuble (du fait de leur interconnexion) et le sol ou tout élément conducteur étranger à l'installation.
Dans ce cas de figure, la protection est assurée par l'adjonction d'un pôle dans le dispositif de coupure et de protection. Ce pôle servira à isoler les masses du conducteur principal de protection par suite du déclenchement du dispositif de coupure et de protection.
Ce déclenchement est provoqué par tout courant inférieur ou égal à 10 ou (30) milliampères (selon la protection envisagée) susceptible de traverser une personne en contact avec une masse et le sol ou tout élément conducteur permettant au courant de revenir à la source d'alimentation.
Cette protection exige que les éléments conducteurs accessibles (autres que les masses) du logement protégé soient isolés de ceux des autres logements.
Cette isolation est réalisée de fait, notamment, par l'usage progressif des conduites en plastique (polyéthylène) dans les circuits d'eau et l'emploi de raccords isolants diélectriques pour les conduites de gaz. 5/- de transformer la prise de terre des masses en un maillon de la chaîne de confort au lieu de maillon de la chaîne de protection du fait que la protection des personnes contre les contacts indirects est assurée quelle que soit la résistance ohmique de la terre des masses et indépendamment du milieu (sec, humide, immergé) et des conditions de la peau.
6/- d'offrir un moyen de protection sûr et pérenne du fait sa conception purement électromagnétique.
Brève description des figures
La figure 1 représente le mode de connexion du système de coupure obtenu par intégration de l'interface à courant de défaut à la terre (10) dans un dispositif différentiel haute sensibilité.
Note : L'interface à courant de défaut à la terre s'intègre aussi bien dans les dispositifs différentiels bipolaires utilisés dans les installations monophasées que dans ceux multipolaires utilisés dans les installations polyphasées.
La figure 2 représente la première variante de ladite interface consistant en un enroulement de désensibilisation (1 1 ) dont le nombre de spires est différent de ceux des enroulements primaires (4) de la phase et (5) du neutre du dispositif différentiel haute sensibilité. La figure 3 représente la deuxième variante de ladite l'interface consistant en un enroulement de désensibilisation composé de deux bobines ( 2) et (13) réalisées en fils conducteurs de sections différentes dont les polarités magnétiques sont inversées (sens de bobinage opposés) et dont le nombre de spires de chacune est égal à celui de l'enroulement primaire (4) de la phase ou à celui (5) du neutre du dispositif différentiel haute sensibilité. Les champs électromagnétiques de ces deux bobines se soustraient.
La figure 4 représente la troisième variante de l'interface (10) consistant en un enroulement de désensibilisation (14) identique à l'enroulement primaire (4) de la phase et à celui (5) du neutre du dispositif différentiel haute sensibilité mais dont il se différencie par le shunt d'une partie de ses spires. La figure 5 représente la courbe de réponse du système de coupure obtenu par intégration de ladite interface dans un dispositif différentiel haute sensibilité 30 mA.
Présentation de l'essence de l'invention
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit : En référence à la figure 1 , le dispositif différentiel haute sensibilité se compose, initialement, des contacts de puissance (1) et (2) se connectant aux enroulements primaires (4) et (5), du tore magnétique (3), des enroulements primaires (4) et (5) et de leurs sorties (6) et (7) ainsi que de l'enroulement secondaire (8) et du relais de déclenchement (9) . Avec l'intégration de l'interface, laquelle consiste en un enroulement de désensibilisation (10), le dispositif différentiel haute sensibilité se transforme en un appareil de protection dont les caractéristiques de fonctionnement sont représentées sur la figure 5.
Ainsi, si en référence à la figure 1 et à la figure 5, on considère que ld représente le courant différentiel résiduel (en milliampères) composé par la somme algébrique des courants lh (mA) et IPE (mA) où :
- ipE (mA) représente le courant généré par un défaut d'isolement et revenant à la source d'alimentation à travers l'enroulement de désensibilisation ;
- IH (mA) représente le courant susceptible de traverser une personne dans les conditions de défaut décrites en 1 - et 3- ci-dessous ; l'appareil de protection permet : 1- d'assurer la protection des personnes en utilisant les propriétés initiales du dispositif différentiel haute sensibilité.
Le dispositif assure, ainsi, la protection des personnes en coupant l'alimentation en présence de tout courant lh inférieur ou égal à 10 (ou 30) milliampères (selon la protection envisagée) provenant de l'une des sorties (6) ou (7) des enroulements primaires et revenant à la source d'alimentation autrement que par le conducteur de protection (16) ou par l'une des sorties (6) et (7) des enroulements primaires. Ce courant est, par conséquent, considéré comme susceptible de traverser une personne.
La protection des personnes est ainsi assurée: - contre les contacts indirects quelle que soit la valeur de la résistance de la terre des masses et quels que soient le milieu (sec, humide, immergé) et les conditions de la peau.
- contre les contacts directs se produisant entre tout conducteur actif et toute masse ou tout conducteur étranger à l'installation permettant le retour du courant de défaut à la source d'alimentation autrement que par le conducteur de protection (16) ou par l'une des sorties (6) et (7) des enroulements primaires.
2- d'assurer la protection incendie en coupant l'alimentation en présence de tout courant IPE inférieur ou égal à 300 milliampères (selon les exigences normatives) généré par un défaut d'isolement à la masse (18) et revenant à la source d'alimentation à travers ledit enroulement de désensibilisation (10) qui est reliée à la masse (18) par le conducteur de protection (15) d'une part, et, à la prise de terre des masses (17) par le conducteur de protection (16) d'autre part. La protection incendie est ainsi assurée. 3- D'assurer la protection des personnes et celle des biens en transformant la prise de terre des masses en un maillon de la chaîne de confort au lieu de maillon de la chaîne de protection.
En effet, conformément aux caractéristiques de fonctionnement de la figure 5, et indépendamment des conditions d'établissement d'un défaut d'isolement, l'interface permet à l'appareil de protection d'assurer la sécurité des personnes et des biens en coupant l'alimentation en présence de tout courant résiduel composé tel que:
la≥ IPE + k* lh (1 ) ; Avec : - ld≤ 300 milliampères ; lPE≤ 300 milliampères ;
lh≤ 30 milliampères si k = 10 ; lh < 10 milliampères si k = 30
Ainsi, si, dans la formule (1) (représentant la courbe ld), le courant lh (susceptible de traverser une personne) prédomine (ce qui se traduit par le déclenchement de l'appareil de protection en haute sensibilité) ; cela est du:
a- soit au contact d'une personne avec une masse en défaut dans des conditions de peau sèche, en milieu sec mais en présence d'une valeur élevée de la prise de terre des masses, de son absence ou de la rupture du conducteur de protection ; b- soit au contact d'une personne avec une masse en défaut dans des conditions d'humidité ou d'immersion en présence d'une valeur normale de la prise de terre des masses ; c- soit au contact d'une personne avec conducteur actif et toute masse ou tout conducteur étranger à l'installation permettant le retour du courant de défaut à la source d'alimentation autrement que par le conducteur de protection (16) ou par l'une des sorties (6) ou (7) des enroulements primaires.
d- soit au contact d'une personne avec une masse en cas de dysfonctionnement de la protection d'un voisinage en présence d'un défaut d'isolement dangereux (cas des logements en immeuble collectif). Ce cas est développé dans la partie «but de l'invention ».
Ainsi, avec la mise en œuvre de l'interface, la défaillance de prise de terre des masses ou la rupture du conducteur de protection n'a d'influence que sur la chaîne de confort, la protection des personnes et celle des biens restant assurées dans ces cas de figure.
En référence à la figure 5, la zone de « fonctionnement ou non » des dispositifs différentiels usuels est considérée comme « zone de non fonctionnement »..
Ainsi, en référence à la figure 5, il y a lieu de noter que :
- la zone (19) est celle du non fonctionnement de l'appareil de protection ;
- la courbe (20) représente la fonction affine:
IPE = 300 10 x lh ; (lh variant de 0 à 30 mA) ;
- la zone (21) est celle de fonctionnement ou non de l'appareil de protection ;
- la courbe ld représente le courant différentiel de fonctionnement assigné de l'appareil de protection.
Mode de réalisation de l'Invention
En référence à la figure 1 , l'interface consiste en un enroulement de désensibilisation (10). Ledit enroulement de désensibilisation peut être réalisé selon, au moins, trois variantes représentées en figures 2, 3 et 4.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, et correspondant à la première variante, l'interface consiste en un enroulement de désensibilisation (1 ). Cette variante permet de désensibiliser le dispositif différentiel haute sensibilité pour tout courant de défaut revenant à la source d'alimentation à travers le conducteur de protection (16) relié à la prise de terre des masses (17).
Cette désensibilisation se fait dans une proportion P telle que : P = N2 ÷ Kl si N2 < :V1 ou P = NI + N2 si NI < Λ'2 Où :
- NI est le nombre de spires de l'enroulement primaire de la phase ou du neutre du dispositif différentiel haute sensibilité;
- N2 est le nombre de spires de l'enroulement de désensibilisation.
Si, par exemple, l'interface est intégrée dans un dispositif différentiel dont la sensibilité est 30 milliampères, la protection incendie (IPE≤ 300 milliampères), est assurée pour : 30 ιΑ = 300mA x (l - P) sojt P = o,9 ; la désensibilisation se faisant à 90 %, il faut donc que : 2 = 0.9 x N I ou que Ni = 0, 9 x N2 .
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, et correspondant à la deuxième variante, l'interface consiste en un enroulement de désensibilisation composé de deux bobines (12) et (13), réalisées en fils conducteurs de sections différentes, dont les polarités magnétiques sont inversées (sens de bobinage opposés) et dont le nombre de spires de chacune est égal à celui de l'enroulement primaire de la phase (4) ou à celui du neutre (5) du dispositif différentiel haute sensibilité. Cette variante permet de désensibiliser le dispositif différentiel haute sensibilité pour tout courant de défaut revenant à la source d'alimentation à travers le conducteur de protection ( 6) relié à la prise de terre des masses (17).
Cette désensibilisation se fait dans une proportion P telle que :
P = {SI - S2) + (SI + S2) où SI > S2 ; Où :
- SI est la section du fil conducteur de la bobine de désensibilisation dont la polarité magnétique est de même sens que celle de l'enroulement primaire de la phase ou de celui du neutre du dispositif différentiel haute sensibilité;
-S2 est la section du fil conducteur de la bobine de désensibilisation de polarité magnétique opposée à celle de l'enroulement primaire de la phase ou de celui du neutre du dispositif différentiel haute sensibilité;
Si, par exemple, l'interface est intégrée dans un dispositif différentiel dont la sensibilité est de 30 milliampères, la protection incendie (I E ≤ 300 milliampères), est assurée pour : 30 inA = 300 mA x il - P) 80¾ P = o,9 La désensibilisation se faisant à 90 %, il faut donc que :
Sl - S2 = 0.9 x '- Sl - S2 ' ce qui donne : Sl = 19 x S2 Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4, et correspondant à la troisième variante, l'interface consiste en un enroulement de désensibilisation (14) identique à ceux de la phase et du neutre du dispositif différentiel haute sensibilité, mais dont une partie des spires est shuntée.
Cette variante permet de désensibiliser le dispositif différentiel haute sensibilité pour tout courant de défaut revenant à la source d'alimentation à travers le conducteur de protection (16) relié à la prise de terre des masses (17).
Cette désensibilisation se fait dans une proportion P telle que :
P = [N2 x (1 - z}] ~ N2
Où : - N2 est le nombre de spires de l'enroulement de désensibilisation ;
- z est le coefficient qui dépend de la quantité de spires shuntées et des spécificités du shunt.
Si l'interface est intégrée dans un dispositif différentiel dont la sensibilité est 30 milliampères, la protection incendie (IPE≤ 300 milliampères), est assurée pour :
30 inA = 30 OmA x (l - P) soj† P = 0,9
La désensibilisation se faisant à 90 %, il faut donc que :
X2< 1 - z■ = 0, x N"2 ou qUe z = 0, 1

Claims

Revendications :
1. Interface à courant de défaut à la terre disposée entre les masses (18) et la terre des masses (17) par l'intermédiaire des conducteurs de protection (15) et (16), et caractérisée en ce qu'elle commande l'ouverture des contacts de puissance (1 ) et (2) du dispositif différentiel haute sensibilité par l'intermédiaire du relais de déclenchement (9) alimenté par l'enroulement secondaire (8) pour tout courant résiduel de défaut ld inférieur ou égal à 300 milliampères si la protection incendie est recherchée et pouvant être supérieur à 300 milliampères si la protection incendie n'est pas recherchée et tel que ld ≥ IpE + k * lh avec ld= IpEma si lh— 0 et ld = k * Ihmax si IpE = 0, IpE représentant le courant de défaut revenant à la source d'alimentation à travers les conducteurs de protection (15) et (16) dont la valeur doit être inférieure ou égale à 300 milliampères si la protection incendie est recherchée et peut être supérieure à 300 milliampères si la protection incendie n'est pas recherchée, lh représentant tout courant de défaut revenant à la source d'alimentation autrement que par les conducteurs de protection (15) et (16) ou par un conducteur actif (6) ou (7) de l'alimentation dont la valeur doit être inférieure ou égale à 30 milliampères selon le courant de protection des personnes recherché et k représentant un coefficient tel que k = IpEma ÷ Ihmax ·
2. Interface à courant de défaut à la terre selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle est intégrée dans un dispositif différentiel haute sensibilité, ledit dispositif pouvant être un disjoncteur différentiel haute sensibilité ou un interrupteur différentiel haute sensibilité dont le courant différentiel de fonctionnement assigné est égal à 30 milliampères.
3. Interface à courant de défaut à la terre selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un ou de plusieurs enroulements de désensibilisation, réalisés autour du tore magnétique (3) du dispositif différentiel haute sensibilité.
4. Interface à courant de défaut à la terre selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle commande l'ouverture des contacts de puissance (1) et (2) du dispositif différentiel haute sensibilité, par l'intermédiaire du relais de déclenchement (9) alimenté par l'enroulement secondaire (8) pour tout courant résiduel de défaut ld inférieur ou égal à 300 milliampères et tel que : ld≥ lPE + 10 * lh.
5. Interface à courant de défaut à la terre selon l'une des revendications 1 ou 4 caractérisée en ce que le courant lPE représentant le courant de défaut revenant à la source d'alimentation à travers les conducteurs de protection (15) et (16) est inférieur ou égal à 300 milliampères.
6. Interface à courant de défaut à la terre selon la revendication 1 caractérisée en ce que le courant lh représentant le courant de défaut revenant à la source d'alimentation autrement que par les conducteurs de protection (15) et (16) ou par un conducteur actif (6) ou (7) de l'alimentation est inférieur ou égal à 30 milliampères.
7. Interface à courant de défaut à la terre selon la revendication 1 caractérisée en ce que le coefficient k est égal à 10.
8. Interface à courant de défaut à la terre selon l'une des revendications 1 ou 3 caractérisée en ce qu'une première variante de ladite interface est constituée d'un enroulement de désensibilisation 1 1 ayant un nombre de spires N2 différent du nombre de spires N1 de l'enroulement primaire (4) de la phase du dispositif différentiel haute sensibilité, dans une proportion P telle que :
P = N2→ Ni = 0.9 N2 < ΛΊ ou P = λ"1 - K2 = 0.9 si N I < N2 _
9. Interface à courant de défaut à la terre selon l'une des revendications 1 ou 3 caractérisée en ce qu'une deuxième variante de ladite interface est constituée d'un enroulement de désensibilisation composé de deux bobines, (12) dont la section est S1 et (13) dont la section est S2, couplées en parallèle et enroulées dans des sens opposés l'une par rapport à l'autre ; chacune de ces deux bobines ayant un nombre de spires égal à celui de l'enroulement primaire (4) de la phase du dispositif différentiel haute sensibilité, ces deux bobines ayant des sections S1 et s- dans une proportion P telle que: P = (Si — S2) ÷ (si + S2> = 0. 9 avec : s i > S2 .
10. Interface à courant de défaut à la terre selon l'une des revendications 1 ou 3 caractérisée en ce qu'une troisième variante de ladite interface est constituée d'un enroulement de désensibilisation (14) composé d'un nombre de spires identique à celui de l'enroulement primaire (4) de la phase du dispositif différentiel haute sensibilité, une partie du nombre de spires 2 étant shuntée, ce shuntage servant à désensibiliser le dispositif différentiel haute sensibilité dans une proportion P telle que : p = IN2 x il - z)] - N2 - 0.9 ce quj signifie que : z = 0.1 c'est-dire que le un dixième des spires est shunté.
11. Interface à courant de défaut à la terre selon la revendication 3 caractérisée en ce que la section de l'enroulement de désensibilisation ou la somme des sections des enroulements de désensibilisation doit être au moins égale à celle de l'enroulement primaire (4) de la phase du dispositif différentiel haute sensibilité utilisé.
12. Interface à courant de défaut à la terre selon la revendication 2 caractérisée en ce que le dispositif différentiel haute sensibilité utilisé est multipolaire.
13. Interface à courant de défaut à la terre selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce qu'elle permet d'assurer la protection, en cas de défaut d'isolement à la masse, des biens contre l'incendie.
14. Interface à courant de défaut à la terre selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce qu'elle permet d'assurer la protection des personnes contre les chocs électriques en cas de contact entre une masse en défaut et le sol ; entre une masse en défaut et tout élément conducteur étranger à l'installation ainsi qu'entre tout conducteur actif et le sol et entre tout conducteur actif et tout élément étranger à l'installation.
15. Interface à courant de défaut à la terre selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce qu'elle permet d'assurer la protection des personnes contre les contacts avec une masse en cas de dysfonctionnement de la protection d'un voisinage utilisant la même prise des masses ; cette protection étant conditionnée par l'isolation galvanique des masses par rapport aux éléments conducteurs étrangers à l'installation électrique et l'utilisation d'un pôle supplémentaire au niveau du disjoncteur différentiel haute sensibilité ou de l'interrupteur différentiel haute sensibilité utilisé permettant ainsi la séparation galvanique des masses de l'installation protégée par l'interface par rapport aux masses du voisinage en défaut
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