FR2551217A1

FR2551217A1 - AC current flow detector

Info

Publication number: FR2551217A1
Application number: FR8412544A
Authority: FR
Inventors: Romano Ballada; Vitaliano Tassinari
Original assignee: BASSANI TICCINO SpA
Current assignee: BASSANI TICCINO SpA
Priority date: 1983-08-26
Filing date: 1984-08-08
Publication date: 1985-03-01
Also published as: DE3430730A1; ES535339A0; IT8322652A0; ES8601485A1; NL8402593A; IT1194378B

Abstract

The power line is fed through the toroidal ring (T) of the current transformer. When AC current flows the voltage induced in the secondary passes via a capacitor (C1) to a rectifier (D1,D2). The rectified AC signal charges a storage capacitor (C). Its voltage is felt by a potential divider (R1,R2) into which is tapped a diac (sbs). When the capacitor voltage reaches a set level, the diac fires the thyristor (SCR) to allow a pulse of energy through the LED (L) and sound transducer (B). This process discharges the capacitor resetting the diac and thyristor and the process recommences. The LED and sound transducer will, therefore, produce a pulsed output above a set primary current level which will increase in frequency as the current increases.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif pour détecter la circulation d'un courant dans un ou plusieurs conducteurs, dispositif qui n'exige pas de sources d'alimentation auxiliaires pour son fonctionnement. Le dispositif de détection selon l'invention est capable de fournir soit une indication lumineuse et/ou acoustique continue ou intermittente lorsqu'un courant circule dans un ou plusieurs conducteurs, et est aussi capable d'indiquer l'état ouvert ou "off" ou ferme ou "on" d'un commutateur, auquel cas 1' in- dication est donnée quand le commutateur est fermé.A cet égard, l'invention ne couvre pas les dispositifs qui qpérent selon un principe entièrement différent, notamment ceux qui fournissent une indication opposee, c'est-à-dire, par exemple, dans le cas d'un commutateur, ce qui indique que ce commutateur est ouvert. Les dispositifs de détection du type de ceux auxquels l'invention se rapporte comprennent généralement un transformateur conçu pour détecter la circulation d'un courant dans un ou plusieurs conducteurs. Le signal apparaissant au secondaire du transformateur est convenablement amplifié et traité par un réseau électronique afin d'actionner un circuit capable de fournir, par exemple, une indication lumineuse et/ou sonore. The invention relates to a device for detecting the flow of current in one or more conductors, a device which does not require auxiliary power sources for its operation. The detection device according to the invention is capable of providing either a continuous or intermittent light and / or acoustic indication when a current flows in one or more conductors, and is also capable of indicating the open or "off" state or a switch is closed or "on", in which case the indication is given when the switch is closed. In this respect, the invention does not cover devices which operate according to an entirely different principle, in particular those which provide a opposite indication, that is, for example, in the case of a switch, which indicates that this switch is open. Detection devices of the type to which the invention relates generally comprise a transformer designed to detect the circulation of a current in one or more conductors. The signal appearing at the transformer secondary is suitably amplified and processed by an electronic network in order to activate a circuit capable of providing, for example, a light and / or sound indication.

Le réseau électronique et le circuit d'actionnement nécessite tous deux une alimentation individuelle qui alourdit tout le système. De plus, on ne dispose pas toujours d'une telle source d'alimentation à l'endroit où circule le courant que l'on veut detecter, ou bien il peut être difficile de se brancher sur un circuit d'alimentation. The electronic network and the actuation circuit both require an individual supply which weighs down the whole system. In addition, there is not always such a power source at the place where the current that we want to detect flows, or it can be difficult to connect to a power circuit.

Dans ce cas, le recours à des batteries d'accumulateurs est nécessaire. In this case, the use of storage batteries is necessary.

L'utilisation de sources d'alimentation auxiliaires se traduit, dans tous les cas, par une certaine consommation d'energie non seulement en présence du courant que l'on veut détecter mais aussi en l'absence de celui-ci. The use of auxiliary power sources results, in all cases, in a certain energy consumption not only in the presence of the current that one wants to detect but also in the absence of it.

On comprend aisément que tous les inconvenients cidessus existent aussi bien lorsque l'actionneur fait varier une grandeur physique ( par exemple l'intensité lumineuse ou sonore) proportionnellement à l'intensité du courant détecté (ampèremètre electronique), que dans le cas où l'actionneur n'opère que sur deux niveaux, c'est à dire, que, au dessous d'une valeur donnée du courant devant être detecté l'actionneur ne fournit pas d'indication, tandis qu'au dessus de cette valeur, il donne une indication. It is easy to understand that all the above drawbacks exist as well when the actuator varies a physical quantity (for example the light or sound intensity) proportional to the intensity of the detected current (electronic ammeter), as in the case where the actuator operates only on two levels, that is to say that, below a given value of the current to be detected, the actuator does not provide any indication, while above this value, it gives an indication.

Le dispositif de détection selon l'invention pour deecter la circulation d'un courant conforme à l'invention permet d'éviter tous les inconvénients ci-dessus en ce qu'il n'exige pas d'alimentation et prend l'énergie nécessaire pour l'indication directement du courant devant être détecté. The detection device according to the invention for detecting the circulation of a current according to the invention makes it possible to avoid all of the above drawbacks in that it does not require power and takes the energy necessary for the indication directly of the current to be detected.

Le dispositif de détection de l'invention comprend un transformateur conçu pour détecter la circulation d'un courant dans un ou plusieurs conducteurs et pour envoyer le signal développé à son secondaire vers un redresseur - qui pourrait être associé à un amplificateur de tension - afin de charger un condensateur monté en aval. Quand une tension donnée - correspondant à la valeur du courant que l'on désire détecter - est atteinte aux bornes dudit condensateur, ce dernier se décharge à travers un réseau disposé en aval, dans un dispositif de signalisation lumineux et/ou acoustique. The detection device of the invention comprises a transformer designed to detect the flow of a current in one or more conductors and to send the developed signal to its secondary to a rectifier - which could be associated with a voltage amplifier - in order to charge a capacitor mounted downstream. When a given voltage - corresponding to the value of the current which it is desired to detect - is reached at the terminals of said capacitor, the latter discharges through a network arranged downstream, in a light and / or acoustic signaling device.

En variante, l'énergie accumulée dans le condensateur pourrait être utilisée pour alimenter des circuits électroniques.Alternatively, the energy accumulated in the capacitor could be used to power electronic circuits.

D'autres caractéristiques et avantages de 1 'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre en référence au dessin annexé sur lequel
Fig. I est un schéma par blocs du circuit associé au dispositif de détection conforme à l'invention,
Fig. 2 et 3 représentent schématiquement deux manières de connecter le dispositif de détection à un conducteur dans lequel on désire détecter le passage d'un courant, et
Fig. 4 est un schéma sur lequel ont été esquisses les composants du schéma par blocs de la figure I.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows with reference to the appended drawing in which
Fig. I is a block diagram of the circuit associated with the detection device according to the invention,
Fig. 2 and 3 schematically represent two ways of connecting the detection device to a conductor in which it is desired to detect the passage of a current, and
Fig. 4 is a diagram on which the components of the block diagram of FIG. 1 have been sketched.

En se référant maintenant au schéma par blocs de la figure I, on voit un conducteur F dans lequel on désire détecter le passage d'un courant. Referring now to the block diagram of FIG. I, we see a conductor F in which it is desired to detect the passage of a current.

La référence T désigne un transformateur torique conçu pour détecter la circulation du courant dans le conducteur F et pour déclencher - au moyen de composants montes en aval et décrits plus loin - un voyant lumineux et un indicateur acoustique qui ont été représentés respectivement sous la forme d'une diode électroluminescente L et d'un vibreur B sur la figure I. En aval du transformateur T se trouve un premier réseau R comprenant un redresseur - qui peut être associé à un amplificateur de tension - un condensateur C et un second réseau S qui peut comprendre un ou plusieurs composants solides comme, par exemple, un commutateur statique. The reference T designates a toroidal transformer designed to detect the flow of current in the conductor F and to trigger - by means of components mounted downstream and described below - an indicator light and an acoustic indicator which have been represented respectively in the form of a light-emitting diode L and a vibrator B in FIG. I. Downstream of the transformer T is a first network R comprising a rectifier - which can be associated with a voltage amplifier - a capacitor C and a second network S which may include one or more solid components such as, for example, a static switch.

Le signal apparaissant au secondaire du transformateur T qui est engendré par le passage du courant dans le conducteur F, charge le condensateur C par le réseau R Quand la tension voulue - correspondant à la valeur du courant que l'on désire detecter - est atteinte aux extrémités du condensateur C, ce dernier est brusquement décharge par le réseau
S relié à la diode electroluminescente L et au vibreur B.The signal appearing on the secondary of the transformer T which is generated by the passage of the current in the conductor F, charges the capacitor C by the network R When the desired voltage - corresponding to the value of the current which one wishes to detect - is reached at ends of capacitor C, the latter is suddenly discharged by the network
S connected to the light-emitting diode L and to the vibrator B.

Le réseau S reste ouvert tant que la tension aux bornes du condensateur C n'a pas atteint la valeur préétablie et auprès que cette tensjon a eté atteinte aux extrémités du condensateur C, le réseau S passe brusquement de l'état ouvert à l'état fermé, provoquant ainsi la charge du condensateur C. The network S remains open as long as the voltage across the terminals of the capacitor C has not reached the preset value and when this voltage has been reached at the ends of the capacitor C, the network S suddenly changes from the open state to the state closed, thus causing the capacitor C to charge.

Dès que le condensateur C s'est déchargé, le reseau S revient à l'état ouvert et le condensateur recommence à se charger.As soon as the capacitor C has discharged, the network S returns to the open state and the capacitor begins to charge again.

Ainsi, le mode de fonctionnement obtenu est, avantageusement, du type intermittent, c'est à dire, que la lumière de la diode
L clignote tandis que le son émis par le vibreur B est du type pulsé.Thus, the operating mode obtained is advantageously of the intermittent type, that is to say that the light from the diode
L flashes while the sound emitted by vibrator B is of the pulsed type.

En d'autres termes, tant que l'intensité du courant que l'on veut détecter rest-e au dessous d'un certain seuil, aucune indication n'est émise mais dès que ce seuil est atteint on obtient une signalisation intermittente à des intervalles de temps qui diminue progressivement à mesure que la valeur de seuil du courant est dépassée, car, à mesure que 1 'inten- site du courant augmente, le condensateur C se charge plus rapidement, en augmentant ainsi plus rapidement le signal de sortie du transformateur T. In other words, as long as the intensity of the current which one wishes to detect remains below a certain threshold, no indication is emitted but as soon as this threshold is reached, intermittent signaling is obtained at time intervals which gradually decreases as the threshold value of the current is exceeded, because, as the intensity of the current increases, the capacitor C charges more quickly, thus increasing more quickly the output signal of the transformer T.

Le dispositif de detection selon l'invention peut être fabriqué à bon marché à la fois pour des usages domestiques et industriels d'une manière très simple. Les figures 2 et 3 représentent deux exemples de ce dispositif, en mettant en évidence la simplicité d'installation de celui-ci. The detection device according to the invention can be manufactured inexpensively for both domestic and industrial uses in a very simple manner. Figures 2 and 3 show two examples of this device, highlighting the simplicity of installation thereof.

Le dispositif de la figure 2 ne nécessite aucun moyen de fixation pour 7e conducteur concerné, car il suffit de faire passer ce conducteur F dans les trous prévus à cette fin dans le dispositif. The device of FIG. 2 does not require any fixing means for the 7th conductor concerned, since it suffices to pass this conductor F through the holes provided for this purpose in the device.

Par contre, dans le cas du dispositif de la figure 3, le conducteur a été coupé en deux parties et les extrémités résultantes ont été fixées au dispositif par des vis de serrage. By cons, in the case of the device of Figure 3, the conductor was cut into two parts and the resulting ends were fixed to the device by clamping screws.

Le dispositif de détection selon l'invention se prête à de très nombreuses applications. The detection device according to the invention lends itself to numerous applications.

C'est ainsi, par exemple, qu'il peut servir à fournir à l'utilisateur une indication que les limites superieures d'une surcharge tolérable approchent, de sorte que l'utilisateur lui-même peut prendre les mesures nécessaires (par exemple en déconnectant une charge qui n'est pas essentielle) avant qu'un interrupteur principal ou bien le disjoncteur installé par le distributeur qualifié de l'énergie électrique soit déclenché par la surcharge. For example, it can be used to provide the user with an indication that the upper limits of a tolerable overload are approaching, so that the user himself can take the necessary action (e.g. disconnecting a load which is not essential) before a main switch or the circuit breaker installed by the qualified electric power distributor is triggered by the overload.

De plus, il peut être utilisé pour indiquer si l'interrupteur relié au conducteur F est "ouvert" ou "ferme" une indication évidente étant donnée si l'interrupteur est ouvert ou fermé. In addition, it can be used to indicate whether the switch connected to conductor F is "open" or "close" an obvious indication being given whether the switch is open or closed.

Puisque la signalisation est, de préférence, du type intermittent, ceci permet de voir l'indication lumineuse à une distance de plusieurs mètres et d'entendre l'indication acoustique distinctement dans un appartement, même lorsque les portes sont fermées. Since the signaling is preferably of the intermittent type, this makes it possible to see the light indication at a distance of several meters and to hear the acoustic indication distinctly in an apartment, even when the doors are closed.

Enfin, la lumiere émise par la diode électroluminescente L et le son du vibreur B pourrait actionner un circuit de signalisation, par exemple, une sirène, par l'inter épiaire d'un dispositif de couplage photo-électrique ou acoustique. Toutefois, dans ce cas, une source d'alimentation électrique auxiliaire est nécessaire. Finally, the light emitted by the light-emitting diode L and the sound of the vibrator B could activate a signaling circuit, for example, a siren, by means of a photoelectric or acoustic coupling device. However, in this case, an auxiliary power source is required.

Une transmission à distance du signal indicateur pourrait également être obtenue en utilisant soit des moyens de transmission classiques, soit un système de fibres optiques. Remote transmission of the indicator signal could also be obtained using either conventional transmission means or a fiber optic system.

Une application possible du dispositif selon l'invention qui est particulièrement intéressante est son utilisation pour alimenter des circuits electroniques situés en aval du condensateur C avec l'énergie provenant d'un seul conducteur traversé par un courant. I1 devient ainsi, par exemple, possible d'alimenter un dispositif d'actionnement quelconque, même lorsque le commutateur concerné est fermé ("on") étant bien entendu que quand ce commutateur est ouvert ("off") une certaine tension est disponible à ses extrémités. A possible application of the device according to the invention which is particularly advantageous is its use for supplying electronic circuits located downstream of the capacitor C with the energy coming from a single conductor crossed by a current. I1 thus becomes, for example, possible to power any actuation device, even when the switch concerned is closed ("on") it being understood that when this switch is open ("off") a certain voltage is available to its ends.

En se référant maintenant à la figure 4 - sur laquelle les contours des composants du schéma par blocs de la figure
I ont été tracés-, on va décrire ci-apres un exemple non restrictif des valeurs numériques desdits composants, les symboles de quelques uns d'entre eux ayant aussi éte indiqués.Referring now to Figure 4 - in which the outlines of the components of the block diagram in Figure
I have been traced; a non-restrictive example of the numerical values of said components will be described below, the symbols of some of them having also been indicated.

Il est à noter que le condensateur CI et les diodes D et D2 du schéma de la figure 4 forment un redresseur de tension et un amplificateur qui constituent le reseau R du schema par blocs de la figure I, tandis que les composants
R1, R2, SBS et SCR de la figure 4 forment le réseau S de la figure I.It should be noted that the capacitor CI and the diodes D and D2 of the diagram in FIG. 4 form a voltage rectifier and an amplifier which constitute the network R of the block diagram of FIG. I, while the components
R1, R2, SBS and SCR in Figure 4 form the network S in Figure I.

- Exemple
Le Transformateur T a un nombre N1 (nombre de spires du primaire) = 1 et N2 (nombre de spires du secondaire) = I.000. - Example
The Transformer T has a number N1 (number of turns of the primary) = 1 and N2 (number of turns of the secondary) = I.000.

Réseau R C1 = 0,47 /U u F : IO volts continus (tension de ser- vice continue) avec une tolérance de 20%.Network R C1 = 0.47 / U u F: IO continuous volts (continuous operating voltage) with a tolerance of 20%.

D1 et D2 sont des diodes 1 N 4003 ou des ponts. D1 and D2 are 1 N 4003 diodes or bridges.

C = 10 F, 50 volts continus - tolérance 20 %. C = 10 F, 50 volts DC - tolerance 20%.

Réseau S R1 = 68 k # 0,25W - tolérance 10%
R2 = 33 k # 0,25 W - tolérance 10%
SBS : 2 N 4992
SCR : C 106. Network S R1 = 68 k # 0.25W - tolerance 10%
R2 = 33 k # 0.25 W - tolerance 10%
SBS: 2 N 4992
SCR: C 106.

I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif pour détecter le passage d'un courant dans un ou plusieurs conducteurs conformement à l'invention, le mode de realisation décrit n'ayant que le caractère d'un exemple nullement limitatif auquel de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. It goes without saying that numerous modifications can be made to the device for detecting the passage of a current in one or more conductors in accordance with the invention, the embodiment described having only the character of an example in no way limiting to which many modifications can be made without departing from the scope of the invention.

Claims

REVENDICATIONS IO - Dispositif pour détecter la circulation d'un courant dans un ou plusieurs conducteurs (F) qui comprend un transformateur torique (T) capable de détecter le passage d'un courant dans le ou les conducteurs (F) pour actionner un dispositif de signalisation lumineux et/ou sonore lorsque l'in tensité dudit courant dépasse un seuil préétabli, ledit dispositif comprenant, entre ledit transformateur (T) et lesdits moyens de signalisation, un premier réseau (R) comprenant un redresseur qui pourrait être associé à un amplificateur de tension, un condensateur (C) et un second réseau (S), la disposition étant telle que le signal apparaissant au secondaire du transformateur (T) charge le condensateur (C) à travers le réseau (R) et que, lorsqu'une tension appropriée est atteinte aux bornes du condensateur (C), tension qui correspond à l'intensité courant que l'on veut détecter, le condensateur (C) se décharge brusquement dans lesdits moyens de signalisation à travers le réseau (S). 2 - Dispositif de détection selon la revendication I, caractérisé en ce que le réseau (R) comprend un condensateur (Cl)et deux diodes (D1) et (D2), le reseau (S) comprenant deux resistances (R1) et (R2), un dispositif (SBS) et un dispositif (SCR).IO CLAIMS - Device for detecting the flow of a current in one or more conductors (F) which comprises a toroidal transformer (T) capable of detecting the passage of a current in the conductor (s) (F) to actuate a light and / or sound signaling when the intensity of said current exceeds a predetermined threshold, said device comprising, between said transformer (T) and said signaling means, a first network (R) comprising a rectifier which could be associated with an amplifier voltage, a capacitor (C) and a second network (S), the arrangement being such that the signal appearing on the secondary of the transformer (T) charges the capacitor (C) through the network (R) and that, when a appropriate voltage is reached at the terminals of the capacitor (C), voltage which corresponds to the current intensity which it is desired to detect, the capacitor (C) suddenly discharges into said signaling means through the network (S ). 2 - Detection device according to claim I, characterized in that the network (R) comprises a capacitor (Cl) and two diodes (D1) and (D2), the network (S) comprising two resistors (R1) and (R2 ), a device (SBS) and a device (SCR).

30 - Dispositif de détection selon les revendications 30 - Detection device according to claims

I et 2 caractérise en ce que les valeurs préférées des différents composants du circuit sontI and 2, characterized in that the preferred values of the various components of the circuit are

- Transformateur T : N1 = 1, N2 = I000; - Transformer T: N1 = 1, N2 = I000;

- Réseau R : C1 = 0,47 /u F + 20 %, I00 V =; - Network R: C1 = 0.47 / u F + 20%, I00 V =;

D1 et D2 : diodes 1 N 4003; D1 and D2: 1 N 4003 diodes;

- C : IO /u F + 20/ó, 50 V = - C: IO / u F + 20 / ó, 50 V =

- réseau S : R1 = 68 k7- + 10%, 0,25 W, R2 = 93 k t + IO %, 0,25 W, - network S: R1 = 68 k7- + 10%, 0.25 W, R2 = 93 k t + IO%, 0.25 W,

SBS : 2 N 4992, SBS: 2 N 4992,

SCR : C I06. SCR: C I06.

4" - Dispositif de détection selon la revendication I, caractérisé en ce que lesdits moyens de signalisation lumineux et sonores sont respectivement une diode électroluminescente (L) et un vibreur (B), la signalisation étant, de préférence, du type intermittent ou discontinu, et opère à des intervalles de temps qui diminuent progressivement à mesure que l'intensité du courant devant être détecté augmente au dessus du seuil préétabli. 4 "- Detection device according to claim I, characterized in that said light and sound signaling means are respectively a light-emitting diode (L) and a vibrator (B), the signaling preferably being of the intermittent or discontinuous type, and operates at time intervals which gradually decrease as the intensity of the current to be detected increases above the preset threshold.

50 - Dispositif de détection selon la revendication 50 - Detection device according to claim

I caractérise en ce qu'il détecte l'état ouvert ("off") ou fermé ("on") d'un commutateur placé sur le conducteur (F), la signalisation ayant lieu quand le commutateur est fermé ou (on").I characterizes in that it detects the open ("off") or closed ("on") state of a switch placed on the conductor (F), the signaling taking place when the switch is closed or (on ") .

6" - Dispositif de détection selon la revendication 6 "- Detection device according to claim

I, caractérisé en ce que la connexion du ou des conducteurs (F) est réalisée en faisant passer ledit ou lesdits conducteurs (F) dans des trous correspondants de l'enveloppe du dispositif.I, characterized in that the connection of the conductor (s) (F) is carried out by passing the said conductor (s) (F) through corresponding holes in the casing of the device.

70 - Dispositif de détection selon la revendication 70 - Detection device according to claim

I et une ou plusieurs des revendications 2 à 6, caractérise en ce que la connexion du conducteur (F) est realisée en coupant ledit conducteur (F) puis en fixant les deux extrémités de celui-ci à l'aide d'éléments de serrage, à l'enveloppe du dispositif.I and one or more of claims 2 to 6, characterized in that the connection of the conductor (F) is made by cutting said conductor (F) and then fixing the two ends of the latter using clamping elements , to the device envelope.

8" - Dispositif de détection selon la revendication 8 "- Detection device according to claim

I caractérisé en ce qu'une transmission à distance des signaux de la diode électroluminescente (L) et du vibreur (B) peut être obtenue respectivement, par des photocoupleurs et des coupleurs sonores.I characterized in that a remote transmission of the signals from the light-emitting diode (L) and the vibrator (B) can be obtained respectively, by photocouplers and sound couplers.

9" - Dispositif de détection selon la revendication 9 "- Detection device according to claim

I, caractérisé en ce qu'il peut être utilisé pour alimenter des circuits électroniques montés en aval du condensateur (C) avec de l'énergie provenant d'un conducteur (F) traversé par un courant. I, characterized in that it can be used to supply electronic circuits mounted downstream of the capacitor (C) with energy from a conductor (F) through which a current flows.