FR2500682A1 - LEAKAGE CURRENT CIRCUIT BREAKER - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un disjoncteur de courant de fuite comportant un transformateur dont les enroulements primaires sont parcourus par le courant de charge à l'aller et au retour et dont l'enroulement secondaire est relié à un déclencheur. The present invention relates to a leakage current circuit breaker comprising a transformer whose primary windings are traversed by the load current to the outward and return and whose secondary winding is connected to a trip device.
On connait déjà des disjoncteurs sensibles pour des courants de fuite de 30 mA et également pour des courants de fuite de 10-tA. La différence de sensibilité est fonction du nombre des spires de l'enroulement primaire du transformateur et/ou de la matière constitutive de ce dernier et/ou d'une plus grande sensibilité du relais de déclenchement. Dans de nombreux cas les utilisateurs trouvent la sensibilité d'un disjoncteur de courant de fuite de 30 mA insuffisante et demandent une sensibilité de 10 mA.Une augmentation du nombre des spires des enroulements primaires et/ou une augmentation des dimensions du noyau du transformateur sont souvent impossibles pour des questions d'encombrement et pour ces raisons on doit utiliser des matières plus rares et plus onéreuses pour la réalisation du transformateur afin d'obtenir une plus grande sensibilité. Il est également possible d'augmenter la sensibilité en utilisant des relais de déclenchement plus sensibles; cependant ces relais sont relativement onéreux. Sensitive circuit breakers are already known for leakage currents of 30 mA and also for leakage currents of 10-tA. The difference in sensitivity is a function of the number of turns of the primary winding of the transformer and / or of the material of which it is made and / or of a greater sensitivity of the trip relay. In many cases users find the sensitivity of a 30 mA leakage circuit breaker insufficient and request a sensitivity of 10 mA. An increase in the number of turns of the primary windings and / or an increase in the dimensions of the transformer core are often impossible for reasons of space and for these reasons one must use rarer and more expensive materials for the realization of the transformer in order to obtain a greater sensitivity. It is also possible to increase the sensitivity by using more sensitive trigger relays; however, these relays are relatively expensive.
On contact, en outre, des disjoncteurs pour des courants de fuite de 30 ou de 10 mA qui comportent un circuit d'amplification électronique nécessitant le courant du secteur en tant que source d'énergie auxiliaire. Ces disjoncteurs présentent l'inconvénient qu'il n'y a plus de déclenchement en cas de défaillance de l'énergie auxilaire par exemple lors d'une coupure du neutre en amont du disjoncteur et ceci malgré la présence d'un courant de fuite. Ces disjoncteurs ainsi que les disjoncteurs de courant de fuite définis plus haut ne répondent, en outre, que pour une valeur de coupure définie qui n'est pas toujours adaptée de façon optimale à celle exigée par l'utilisateur branché en aval.Lorsque les disjoncteurs de courant de fuite sont trop sensibles il se déclenchent trop souvent et lorsqu'ils ne sont pas assez sensibles, une protection suffisante n'est plus assurée. In addition, circuit breakers are contacted for leakage currents of 30 or 10 mA which include an electronic amplification circuit requiring the mains current as an auxiliary energy source. These circuit breakers have the drawback that there is no longer any tripping in the event of an auxiliary energy failure, for example during a neutral cut-off upstream of the circuit breaker, despite the presence of a leakage current. These circuit breakers as well as the leakage current circuit breakers defined above also respond only for a defined cut-off value which is not always optimally adapted to that required by the user connected downstream. leakage current are too sensitive they trip too often and when they are not sensitive enough, sufficient protection is no longer ensured.
La présente invention a pour objet de perfectionner un disjonc- teur de courant de fuite du type mentionné de façon à permettre de faire varier sa sensibilité de réponse en fonction de la demande. The object of the present invention is to improve a leakage current circuit breaker of the type mentioned so as to make it possible to vary its response sensitivity as a function of demand.
Les problimes exposés ci-dessus sont résolus conformiment à l'invention par un disjoncteur de courant de fuite qui est caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens pour une pré-aimantation sélective du transformateur et en ce que le courant de préaimantation est dérivé de la tension du secteur . Dans le cas d'un disjoncteur de courant de fuite comportant un circuit de contrôle grâce auquel on peut simuler, en actionnant une touche d'essai, un courant de fuite qui commande le déclencheur du disjoncteur, la présente invention prévoit de commuter une résistance parallèlement au contact de la touche d'essai. The problems set out above are resolved in accordance with the invention by a leakage current circuit breaker which is characterized in that means are provided for selective pre-magnetization of the transformer and in that the pre-magnetization current is derived from the mains voltage. In the case of a leakage current circuit breaker comprising a control circuit by which it is possible to simulate, by actuating a test key, a leakage current which controls the tripping of the circuit breaker, the present invention provides for switching a resistance in parallel on contact with the test button.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Various other characteristics of the invention will also emerge from the detailed description which follows.
Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. Embodiments of the object of the invention are shown, by way of nonlimiting examples, in the accompanying drawings.
La fig 1 représente le schéma électrique d'un disjoncteur de courant de fuite bipolaire à deux étages de sensibilité de réponse sélectifs. FIG. 1 represents the electrical diagram of a bipolar leakage current circuit breaker with two stages of selective response sensitivity.
La fig 2 montre un disjoncteur de courant de fuite bipolaire à plusieurs étages de sensibilité sélectifs, à courant de pré-aimantation réduit et de ce rait d'une plus faible puissance dissipée. FIG. 2 shows a bipolar leakage current circuit breaker with several stages of selective sensitivity, with reduced pre-magnetization current and therefore of a lower dissipated power.
La fig 3 représente un disjoncteur de courant de fuite bipolaire permettant un réglage continu de la sensibilité de réponse. Fig 3 shows a bipolar leakage current circuit breaker allowing continuous adjustment of the response sensitivity.
La forme de réalisation suivant la fig 1 a pour base un disjoncteur bipolaire habituel pour un courant de fuite de 30 mE et qui comporte un transformateur 1 comprenant des enroulements primaires 2 et j et-un- enroulement secondaire 17. Les enroulements primaires sont reliés d'une part par-l'intermédiaire de bornes 2' et 3' à la phase L et au neutre N d'un secteur et, d'autre part, par l'intermédiaire des contacts de commutation 4 et 5 du disjoncteur aux bornes 6,7 auxquelles peut être raccordé un utilisateur non représenté. Les contacts 4,5 sont commandés par une serrure de verrouillage 8 qui actionne en même temps un contact de commutation 9 pour un circuit de contrôle ou d'essai.Le circuit d'essai part de la borne 2' à laquelle peut être raccorde la phase L du secteur, et mène en passant par une touche d'essai 10, à une résistance 11 et à un contact de commutation 9 vers l'extrémité, reliée au contact de commutation 5, de l'enroulement primaire 3 dont l'autre extrémité est reliée au neutre N. L'enroulement secondaire est relié à un relais de déclenchement 12 qui commande la serrure de verrouillage 8. Une résistance 13 qui peut être mise en circuit à l'aide d'un commutateur 14, est branchée en parallèle à la touche d'essai 10. The embodiment according to FIG. 1 is based on a usual bipolar circuit breaker for a leakage current of 30 mE and which comprises a transformer 1 comprising primary windings 2 and j and -a- secondary winding 17. The primary windings are connected d 'firstly via terminals 2' and 3 'to phase L and neutral N of a sector and, secondly, via the switching contacts 4 and 5 of the circuit breaker at terminals 6 , 7 to which a user not shown can be connected. The contacts 4,5 are controlled by a locking lock 8 which simultaneously activates a switching contact 9 for a control or test circuit. The test circuit starts from terminal 2 'to which the phase L of the sector, and leads via a test button 10, to a resistor 11 and to a switching contact 9 towards the end, connected to the switching contact 5, of the primary winding 3, the other of which end is connected to neutral N. The secondary winding is connected to a trip relay 12 which controls the locking lock 8. A resistor 13 which can be switched on using a switch 14, is connected in parallel at test button 10.
Lorsque le commutateur '4 est ouvert, la sensibilité de base du disjoncteur de courant de fuite, déterminée par le nombre de spires des enroulements primaires 2 et 3 et par la matière utilisée pour la fabrication du transformateur, est réglée par le relais de déclenchement 12. Lorsqu'd l'état enclenché du disjoncteur, position dans laquelle le contact 9 du circuit d'essai est également fermé, on ferme le commutateur 14, le transformateur est soumis à une pré-aimantation. Le courant de pré-aimantation dépend de la valeur ohmique de la résistance 13. Grâce à la pré-aimantation la sensibilité du disjoncteur de courant de fuite augmente du fait que seul le courant différentiel entre le courant de pré-aimantation et le courant de déclenchement suffit pour commander la déconnexion du circuit défectueux lors de l'apparition d'un courant de fuite.Par suite du courant de pré-aimantation purement ohmique le disjoncteur est en effet moins sensible lorsqu'il s'agit de courants de fuite purement capacitif s ou inductifs que dans le cas de courants de fuite purement ohmiques du fait que la sensibilité de réponse dépend de la somme géométrique du courant de pré-aimantation et du courant de fuite. Cependant cette légère diminution de la sensibilité peut présenter un avantage parce-que des courants de dérivation capacitifs résultant par exemple, de lignes d'une grande longueur, peuvent déjà provoquer le déclenchement d'un disjoncteur de conception habituelle sans la présence d'un véritable courant de fuite. When the switch '4 is open, the basic sensitivity of the leakage current circuit breaker, determined by the number of turns of the primary windings 2 and 3 and by the material used to manufacture the transformer, is adjusted by the trip relay 12 When the circuit-breaker on state, position in which the contact 9 of the test circuit is also closed, the switch 14 is closed, the transformer is subjected to a pre-magnetization. The pre-magnetization current depends on the ohmic value of the resistor 13. Thanks to the pre-magnetization the sensitivity of the leakage current circuit breaker increases because only the differential current between the pre-magnetization current and the tripping current sufficient to control the disconnection of the faulty circuit when a leakage current appears. As a result of the purely ohmic pre-magnetization current, the circuit breaker is less sensitive in the case of purely capacitive leakage currents. or inductive than in the case of purely ohmic leakage currents since the response sensitivity depends on the geometric sum of the pre-magnetization current and the leakage current. However, this slight decrease in sensitivity can have an advantage because capacitive shunt currents resulting, for example, from long lines, can already cause the tripping of a circuit breaker of usual design without the presence of a real leakage current.
Le disjoncteur suivant l'invention est particulièrement avantageux étant donné que la possibilité de pouvoir le commuter sur des sensibilités différentes élargit à elle seule le champ d'utilisation. Le disjoncteur est réalisé à partir d'un appareil de plus faible sensibilité ce qui permet de réduire son prix de revient. La mise en oeuvre du dispositif sélecteur est particulièrement simple parce que la forme de réalisation la plus simple ne nécessite qu'une résistance supplémentaire et un contact de commutation. The circuit breaker according to the invention is particularly advantageous since the possibility of being able to switch it to different sensitivities in itself widens the field of use. The circuit breaker is made from a device with a lower sensitivity, which makes it possible to reduce its cost price. The implementation of the selector device is particularly simple because the simplest embodiment requires only an additional resistance and a switching contact.
Etant donné que la commutation s'effectue du côté primaire et qu'on utilise pour la sélection de la sensibilité plus grande la tension du secteur en tant que tension auxiliaire les résistances de passage au niveau des contacts ne créent aucune difficulté du fait que le circuit pour le courant de pré-aimantation présente une résistance relativement élevée.Since the switching takes place on the primary side and the mains voltage is used for the selection of the higher sensitivity as an auxiliary voltage, the resistance of passage at the contacts does not create any difficulty because the circuit for the pre-magnetization current has a relatively high resistance.
Un autre avantage réside dans le fait que le disjoncteur fonctionne toujours même lorsque l'énergie auxiliaire nécessaire à l'étage de plus grande sensibilité fait défaut. Dans ce cas le disjoncteur répond avec sa sensibilité initiale lors de l'apparition d'un courant de fuite. Le disjoncteur de courant de fuite suivant l'invention peut être adapté par le spécialiste à n'importe quelle installation et aux domaines d'utili satin les plus variés. L'appareil est moins sensible vis-d- vis des courants de dérivation capacitifs mais il concerve sa grande sensibilité, par exemple, lors d'un contact direct, du fait que la résistance du corps humain est surtout ohmique.Another advantage lies in the fact that the circuit breaker always works even when the auxiliary energy required for the higher sensitivity stage is lacking. In this case, the circuit breaker responds with its initial sensitivity when a leakage current appears. The leakage current circuit breaker according to the invention can be adapted by the specialist to any installation and to the most varied areas of satin utility. The device is less sensitive to capacitive shunt currents but it retains its high sensitivity, for example, during direct contact, because the resistance of the human body is above all ohmic.
Dans la forme de réalisation suivant la fig 2 une résistance supplémentaire 13' d'une valeur ohmique différente est prévue en parallèle à la résistance 13. Sur le transformateur est réalisé un enroulement 15 qui est branché en série avec la résistance 13 et la résistance 13' et qui permet de réduire une puissance de perte éventuellement trop élevée. Il suffit que l'enroulement 15 ne comporte que quelques spires réalisées en un fil hince. Le commutateur 14' est un inverseur avec une position médiane, de façon à permettre d'ouvrir le circuit au choix par l'intermédiaire des résistances 13, 13' ou de le fermer en passant par l'une ou par l'autre résistance. En conséquence cette forme de réalisation permet le choix entre trois sensibilités différentes. In the embodiment according to FIG. 2 an additional resistor 13 ′ with a different ohmic value is provided in parallel with the resistor 13. On the transformer is made a winding 15 which is connected in series with the resistor 13 and the resistor 13 'and which makes it possible to reduce a possibly too high loss power. It suffices that the winding 15 has only a few turns made of a thin wire. The switch 14 'is an inverter with a middle position, so as to allow the circuit to be opened as desired by means of the resistors 13, 13' or to close by passing through one or the other resistor. Consequently, this embodiment allows the choice between three different sensitivities.
Dans le montage suivant,la fig 3,la résistance 13 est remplacée par un potentiomètre 16 au moyen duquel la sensibilité du disjoncteur peut être réglée de façon continue. In the following assembly, FIG. 3, the resistor 13 is replaced by a potentiometer 16 by means of which the sensitivity of the circuit breaker can be adjusted continuously.
Lors d'un choix approprié de la valeur ohmique du potentiomètre, celui-ci peut également être utilisé pour vérifier la sensibilité du disjoncteur de courant de fuite à condition toutefois que les variations de la tension du secteur ne dépassent pas certaines limites et que le fabricant indique une plage de déclenchement pour la position du potentiomètre permettant d'obtenir un déclenchement.When an appropriate choice is made for the ohmic value of the potentiometer, it can also be used to check the sensitivity of the leakage current circuit breaker provided, however, that variations in the mains voltage do not exceed certain limits and that the manufacturer indicates a trigger range for the potentiometer position allowing a trigger to be obtained.
Par le montage suivant l'invention on ne peut qu'augmenter la sensibilité de réponse du disjoncteur dans le sens d'un déclenchement éventuel, mais la sensibilité ne peut pas devenir inférieure au réglage de base (déclenchement sans énergie-auxiliaire) et ceci même lors d'undéréglage volontaire ou involontaire du potentiomtre ou-d'une commutation accidentelle et erronée de l'inverseur. By the assembly according to the invention one can only increase the response sensitivity of the circuit breaker in the direction of a possible trip, but the sensitivity cannot become lower than the basic setting (trip without energy-auxiliary) and this same during a voluntary or involuntary adjustment of the potentiometer or - accidental and incorrect switching of the inverter.
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