WO2010146248A1 - Dispositif permettant de tester la presence d'un court-circuit et disjoncteur le comprenant - Google Patents
Dispositif permettant de tester la presence d'un court-circuit et disjoncteur le comprenant Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to the verification, prior to its power, the integrity of an electrical installation, particularly residential, which was cut by a protective device.
- the invention relates to a device for recognizing the presence of a residual short circuit.
- a home installation usually includes one or more circuit breaker-type devices to disconnect each power line they protect.
- the protection device responds to various fault situations and isolates the line concerned to avoid any accident: the occurrence of a short circuit or a transient overvoltage thus triggers the circuit breaker.
- the power supply can be cut off by manual operation.
- a re-engagement of the circuit-breaker makes it possible to power up the line and the power supply.
- the protection device trips again to isolate the line.
- each short-circuit trip can cause, due to the high current cut, accelerated wear of the protective device that can cause long-term loss of reliability . It thus appears desirable to be able to detect that the line is no longer in default prior to its power up.
- the document EP 0 563 695 describes an auxiliary circuit allowing by various tests to evaluate the integrity of the protected line; however, the electronic circuit is permanently connected to phase and neutral, resulting in additional power consumption and loss of galvanic isolation.
- the auxiliary device described in EP 1 724 803 makes it possible to detect short-circuit faults to prevent the closing of a circuit-breaker, but to the detriment of the security of insulation of the line and the power consumption.
- the existing devices see also for example EP 1 744 428, DE 196 01 878 or EP 1 569 314) require a connection between the phase and the neutral of the power lines, and do not allow this test to be carried out also on residential single-phase circuit breakers.
- the invention aims to overcome the drawbacks of existing devices, and to integrate the detection of a short-circuit-type fault in the protection of power lines that do not cause harmful manifestations, and in particular loss of insulation. galvanic or additional power consumption.
- the test device according to the invention requires only a power supply conductor, and can therefore be used on single-phase lines, and does not modify the protection device of the line as such. thus altering its reliability.
- the invention relates to a short circuit test device comprising a circuit to be connected to a power line conductor, preferably the phase in a domestic power supply; in particular, the device according to the invention comprises only two connection ends for its basic operation, said ends being intended to close a circuit with a single conductor. Between its two connecting ends, the device according to the invention comprises switch-type means for disconnecting the circuit from the line, this open position being the rest position of the test device.
- the device further comprises a control unit and test means: the control unit makes it possible to check the passage of the current, that is to say the closing of the switch means; during the passage of the current, which may advantageously be indicated by indicator means, the control unit activates the test means which make it possible to determine whether the current flowing between the ends of the device is of the short-circuit type.
- the test means comprise for this purpose an electrical circuit connected in parallel to the control unit, and a processing unit for analyzing the parameters of the current flowing in the circuit of the test means.
- the test means are universal and allow the determination of a short-circuit for any type of load supplied by the main line, for example by means of a multi-branch circuit whose power supply can be controlled; however, the test means are suitable for coupling operation on a single conductor, without requiring a connection to a phase and a neutral, or to two different conductors.
- control unit comprises means for indicating the result of the test means, in particular a diode that can take two colors depending on the result.
- the control unit is preferably adapted to supply the processing unit of the test means with a stable current, for example via a capacitive element charged by the line under test.
- the invention in another aspect, relates to an auxiliary device comprising the test device housed in a housing which can be connected to a pole of any switching device and which comprises an actuator member of the switch means, for example a push button.
- the actuator member is neutralized when the switchgear is in the current flow position.
- the invention relates to a switchgear device comprising the test device connected to one of its poles, in parallel around the breaking means, usually a pair of movable contacts relatively to one another.
- the actuating member of the switch means of the test device is preferably neutralized in the closed position of the switchgear, and may in particular be identical to the operating lever of the pair or pairs of contacts which is then adapted to take a third test position.
- FIGS. 1A and 1B show a device according to a preferred embodiment and its implementation on a protected two-phase power supply line.
- FIGS. 2A to 2C show the three phases of operation of a unipolar circuit breaker equipped with a device according to the invention.
- FIG. 3 represents a preferred embodiment of a device according to the invention.
- FIG. 4 illustrates the test phases of the device of FIG.
- the verification of the absence of a residual short-circuit in a supply line is carried out by insertion of an electronic test circuit operating unipolar only when it is requested.
- the device according to the invention can be used in combination with a multipolar protection device, but only integrates into a series of branches of the upstream circuit and the downstream circuit during the test.
- the opposite of existing devices placed in parallel permanently between the terminals the device comprises an internal circuit with only two connection ends connected by a main conductor.
- An installation comprising a phase conductor 1 and a neutral conductor N is provided with a conventional protection device 3, in particular a circuit breaker, which comprises a pair of contacts movable relative to each other to separate a circuit upstream 6 of a downstream circuit 8 protected on each conductor 1, N.
- a device 10 according to the invention is connected to one of the branches, preferably phase 1; the test device 10, more detailed in FIG. 1B, comprises an electrical circuit connected to the installation at its two only connection means.
- the two ends 12, 14 of the main circuit conductor of the device 10 are connected to the line concerned 1 but, in the configuration adopted, connect the upstream circuits 6 and downstream 8 only when it is solicited by switching means of the connection 16 in the normal position of protection or supply, the switch means 16 are open so that the device 10 is isolated from the line 1 and does not consume energy.
- the device 10 Between the two ends 12, 14 and in series with the switch means 16, the device 10 according to the invention comprises a circuit 20 for testing the current flowing between the ends 12, 14.
- the circuit 20 comprises a control unit for the passage of the current 22 which communicates to test means 24, preferably electronic, information A relative to the passage of the current (that is to say, the position of the switch 16) so as to activate.
- the device 10 is powered by the line 1, without the need for a battery or energy reserve to operate, and the current flow control unit 22 also transmits, concomitantly with the information A relative to its activation, the energy required for the test means 24 (the main conductor then having two branches in the test device 10); the test means are also suitable for use with connection to a single conductor 1 and / or information from a single conductor 1.
- the control unit 22 further comprises indicator means 26, in particular an illumination of light-emitting diode (LED) type, so that the user can verify that the switch means 16 are in the test position and / or a result communicated by the test means 24.
- the diode 26 usually off, lights up when A signal is transmitted and indicates in green color that no short circuit has been detected, and by a red color a short circuit is detected.
- the device according to the invention 10 can be an auxiliary 30 to be connected to an existing circuit breaker 3.
- the device 10 can thus be housed in a box provided with terminals for connecting the two conductor ends 12, 14 upstream and downstream of the circuit breaker 3.
- the auxiliary 30 further comprises an actuating member 32 of the switch means 16 for example a push button; it is then advantageous to constrain the actuating member 32, for example by a cam mechanically connected to the opening mechanism of the circuit breaker 3 by the appropriate opening, so that the actuating member is locked when the circuit breaker 3 is closed, and can be solicited in the open position.
- the device 10 according to the invention is integrated in a circuit breaker, illustrated in FIG. 2 in a unipolar version.
- the circuit breaker 40 according to the invention comprises a pair of contacts 42 1 , 42 2 which can take a first closed position of current flow (FIG. 2A) and a second open cutoff position (FIG. 2B); a lever or lever 44 allows actuation of the pair of contacts 42 and takes two distinct positions, which can be identified by indicators on the housing of the circuit breaker 40.
- the test device 10 is connected in parallel between the terminals 46, 48 of the switchgear 40.
- the switch means 16 of the test device 10 are associated with a movable contact 42 2 of the pair of contacts 42 of the circuit breaker 40: whatever the open or closed position they take , the switch means 16 are then connected to the power line 1 in the open position of the circuit breaker 40 so as to avoid any operating test caused by an unfortunate maneuver of the actuating member of the switch means 16.
- the actuating member of the switch means 16 may, as in FIG. 1A, be a push button, but advantageously, the lever 44 for actuating the contacts 42 is also used to actuate the switch means 16. In this case, the remote
- the control unit 22 can cause the illumination of the diode 26.
- the operation of the switching device 40 n is not modified in the open and closed positions, but the user has a third position of the joystick 44 for testing the circuit; the third position can be deported, low in the case illustrated, so as to separate the test phase; according to another option (not shown), the third position is intermediate between the open and closed positions of the contacts 42, and such that the result of the test allows or not to continue the mobilization of the actuating member 44 to a closing of the circuit breaker 40.
- control unit 22 In the test position (FIG. 2C), in a first step, the control unit 22 is supplied with current and transmits this information A to the test means 24; these are also also fed via the control unit 22 which, as specified above, is preferably devoid of means for supplying energy to it and feeds directly on the line 1 when the device 10 is actuated.
- the control unit 22 can be associated, via a diode bridge, with a capacitive element 52: this option makes it possible to have a reserve of energy and a stable supply of the control unit 22 and test means 24.
- a switch 54 normally passing, preferably a field effect transistor or JFET type (according to the English name “Junction Field Effect”) Transistor "), allows the charging of the capacitor 52, and its disconnection from the line 1 when the voltage supplied by the capacitive element 52 is sufficient; the switch 54 can be controlled by a booster circuit 56 which generates a voltage sufficient to block the switch 54 when the control unit 22 finds the full load of the capacitive element 52.
- the capacitive element 52 is charged, with a first phase in which the test means 24 do not see current flow via the control unit 22 and a second initialization phase of said means 24.
- the direct supply of the control unit 22 is preferably stopped by the switch 54, and a test period U can start.
- the control unit 22 is re-energized with temporary closure t ⁇ of the switch 54 to recharge the capacity 52; preferably, the test is interrupted during this phase and then resumed in a second time t 2 during which the switch 54 interrupts again the load for a stable supply via the capacitor 52. This process can be repeated until all the tests are not carried out and that a definitive result is not given to the control unit 22.
- test means 24 can detect whether the test current flowing between the ends 12, 14 of the device 10 according to the invention is short-circuit type.
- the test means 24 comprise a processing unit 60, supplied by the control unit 22, and making it possible to analyze the current I tes t, in particular by comparing its value with a threshold I max beyond which a short circuit can be declared.
- the test means 24 comprise an electrical circuit 62 between the two ends 12, 14 for giving the processing unit 60 different values and configurations for a result as to the residual presence of a short circuit allowing the load connected to the power supply to be resistive, inductive or capacitive, .
- the circuit 62 thus comprises three resistors in parallel, two of the branches 621, 62 2 further comprising inverted transistors T1, T2 allowing the reciprocal generation of positive and negative chopped signals.
- the processing unit 60 comprises means for analyzing the values of the voltage V3 flowing in the third branch 62 3 and the resulting test current I which flows through the load and the test module 24; furthermore, the processing unit 60 makes it possible to control the signal sent to the transistors T1, T2 and thus to modulate the current flowing in each of the branches 62; In particular, the value I test is compared with a threshold I max over at least one period of the current and with the same inverted signal for the two transistors T1, T2: if W ⁇ Imax, it is considered that no short circuit is present.
- I test > Imax, it is necessary to check that the load of the line is not of the capacitive type, before deciding that there is a short circuit: indeed, the behavior of a circuit capacitive can be close to it, with a critical threshold being exceeded for the test because of the current peak that can occur when the capacitive element is empty.
- the supply of the circuit 62 is modified, for example by opening one of the branches 62 2 and realizing a purely positive supply which charges the capacitive element. If the level of the current I test decreases, and a negative voltage V3 appears, the current of the power supply 1 is characteristic of the discharge of a capacitor, and not of a short circuit.
- test means 24 therefore make it possible to sequentially determine the different aspects: 1 / if your I t> I max alternating power and 2 / V3 remains invariant between the alternate supply and the ground power supply, while 3 / unit processing 60 sends a signal to the control unit 22 signaling the residual presence of a short circuit in the line 1.
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Abstract
Afin de détecter la présence d'un court-circuit préalablement à l'enclenchement d'un disjoncteur (3), un circuit auxiliaire (20) est mis en série sur la phase d'une ligne électrique (1) connectée à un disjoncteur (3). Une sollicitation manuelle entraîne séquentiellement l'alimentation du circuit et un test de la ligne. Le dispositif (10), élément unitaire (30) ou intégré au disjoncteur (40), ne consomme pas d'énergie sauf lorsqu'il est sollicité pour le test; isolé du circuit principal, il n'entraîne aucune perte galvanique.
Description
DISPOSITIF PERMETTANT DE TESTER LA PRESENCE D'UN COURT-CIRCUIT ET DISJONCTEUR LE COMPRENANT
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne la vérification, préalablement à sa mise sous tension, de l'intégrité d'une installation électrique, en particulier résidentielle, qui a été coupée par un dispositif de protection. En particulier, l'invention se rapporte à un dispositif permettant de reconnaître la présence d'un court-circuit résiduel.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Une installation domestique comprend usuellement un ou plusieurs appareils de type disjoncteurs permettant de mettre hors circuit chaque ligne d'alimentation qu'ils protègent. En particulier, l'appareil de protection réagit à diverses situations de défaut et isole la ligne concernée pour éviter tout accident : l'apparition d'un court-circuit ou d'une surtension passagère entraîne ainsi le déclenchement du disjoncteur. Qui plus est, pour une opération de maintenance, l'alimentation peut être coupée par actionnement manuel.
Un ré-enclenchement du disjoncteur permet la mise sous tension de la ligne et l'alimentation électrique. Cependant, si le défaut de court-circuit n'a pas été résolu, l'appareil de protection déclenche une nouvelle fois pour isoler la ligne. Outre l'éventuelle aggravation du défaut original suite à plusieurs courts-circuits successifs, chaque déclenchement sur court-circuit peut engendrer, en raison du fort courant coupé, une usure accélérée de l'appareil de protection pouvant entraîner à long terme une perte de fiabilité. Il apparaît ainsi souhaitable de pouvoir détecter que la ligne n'est plus en défaut préalablement à sa mise sous tension.
Différents dispositifs ont été développés afin de pouvoir vérifier la présence résiduelle d'un court-circuit sur une ligne mise hors tension. Cependant, bien que la détection d'un court- circuit résiduel préalablement à la mise sous tension de la ligne soit souhaitable, les dispositifs existants utilisent l'énergie de la ligne pour fonctionner, au détriment de la
complète isolation de son circuit aval par rapport au circuit amont, ce qui peut être rédhibitoire lorsque l'utilisateur souhaite réaliser des travaux sur son installation électrique et décide donc de déclencher manuellement son appareil de protection. Par ailleurs, les dispositifs entraînent généralement une détérioration du taux de fiabilité des disjoncteurs résidentiels classiques, basés sur une technologie électromécanique, par l'insertion d'un système électronique.
En particulier, le document EP 0 563 695 décrit un circuit auxiliaire permettant par différents tests d'évaluer l'intégrité de la ligne protégée ; cependant, le circuit électronique est raccordé de façon permanente à la phase et au neutre, entraînant ainsi une consommation d'énergie supplémentaire et une perte d'isolation galvanique. De même, le dispositif auxiliaire décrit dans le document EP 1 724 803 permet de détecter les défauts de court-circuit pour empêcher la fermeture d'un disjoncteur, mais au détriment de la sécurité d'isolement de la ligne et de la consommation électrique. Qui plus est, les dispositifs existants (voir aussi par exemple EP 1 744 428, DE 196 01 878 ou EP 1 569 314) nécessitent un raccordement entre la phase et le neutre des lignes électriques, et ne permettent pas de pouvoir réaliser ce test également sur les disjoncteurs monophasés résidentiels.
EXPOSE DE L'INVENTION
Parmi autres avantages, l'invention vise à pallier des inconvénients des dispositifs existants, et à intégrer la détection d'un défaut de type court-circuit dans la protection des lignes électriques n'entraînant pas de manifestations néfastes, et notamment perte d'isolation galvanique ou consommation électrique supplémentaire. En particulier, le dispositif de test selon l'invention ne nécessite qu'un conducteur d'alimentation, et peut donc être utilisé sur les lignes monophasées, et ne modifie pas l'appareil de protection de la ligne en tant que tel, n'altérant donc pas sa fiabilité.
Sous un de ses aspects, l'invention concerne un dispositif de test de court-circuit comprenant un circuit à raccorder sur un conducteur de ligne électrique, de préférence la phase dans une alimentation domestique ; notamment, le dispositif selon l'invention ne
comprend que deux extrémités de raccordement pour son fonctionnement de base, lesdites extrémités étant destinées à fermer un circuit avec un seul conducteur. Entre ses deux extrémités de raccordement, le dispositif selon l'invention comprend des moyens de type interrupteur permettant de déconnecter le circuit de la ligne, cette position ouverte étant la position de repos du dispositif de test. Le dispositif comprend en outre une unité de contrôle et des moyens de test : l'unité de contrôle permet de vérifier le passage du courant, c'est-à-dire la fermeture des moyens interrupteurs ; lors du passage du courant, qui peut avantageusement être signalé par des moyens indicateurs, l'unité de contrôle active les moyens de test qui permettent de déterminer si le courant circulant entre les extrémités du dispositif est du type court-circuit. Les moyens de test comprennent à cette fin un circuit électrique raccordé en parallèle à l'unité de contrôle, et une unité de traitement permettant d'analyser les paramètres du courant circulant dans le circuit des moyens de test. De préférence, les moyens de test sont universels et permettent la détermination d'un court- circuit pour tout type de charge alimentée par la ligne principale, par exemple grâce à un circuit à multiples branches dont l'alimentation peut être commandée ; quoi qu'il en soit, les moyens de test sont adaptés pour un fonctionnement par couplage sur un seul conducteur, sans nécessiter un raccordement vers une phase et un neutre, ou vers deux conducteurs différents.
Selon un mode de réalisation préféré, l'unité de contrôle comprend des moyens permettant d'indiquer le résultat des moyens de test, notamment une diode pouvant prendre deux couleurs selon le résultat. L'unité de contrôle est de préférence adaptée pour alimenter l'unité de traitement des moyens de test par un courant stable, par exemple via un élément capacitif chargé par la ligne testée.
Sous un autre aspect, l'invention concerne un auxiliaire comprenant le dispositif de test logé dans un boîtier qui peut être connecté à un pôle d'un quelconque appareil de coupure et qui comprend un organe actionneur des moyens interrupteurs, par exemple un bouton poussoir. Avantageusement, l'organe actionneur est neutralisé lorsque l'appareil de coupure est en position de passage du courant.
Sous un autre aspect, l'invention concerne un appareil de coupure comprenant le dispositif de test connecté à un de ses pôles, en parallèle autour des moyens de coupure, usuellement une paire de contacts mobiles relativement l'un à l'autre. L'organe d'actionnement des moyens interrupteurs du dispositif de test est de préférence neutralisé en position fermée de l'appareil de coupure, et peut notamment être identique à la manette d'actionnement de la ou des paires de contacts qui est alors apte à prendre une troisième position de test.
L'invention est plus généralement définie dans les revendications qui suivent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatifs, représentés dans les figures annexées.
Les figures IA et IB représente un dispositif selon un mode de réalisation préféré et sa mise en place sur une ligne d'alimentation biphasée protégée.
Les figures 2A à 2C montrent les trois phases de fonctionnement d'un disjoncteur unipolaire doté d'un dispositif selon l'invention.
La figure 3 représente un mode de réalisation préféré d'un dispositif selon l'invention.
La figure 4 illustre les phases de test du dispositif de la figure 3.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PREFERE
Selon l'invention, la vérification de l'absence de court-circuit résiduel dans une ligne d'alimentation est réalisée par insertion d'un circuit de test électronique fonctionnant de façon unipolaire uniquement lorsqu'il est sollicité. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé en combinaison avec un appareil de protection multipolaire, mais ne s'intègre de façon série que dans une seule branche du circuit amont et du circuit aval lors du test, à
l'inverse des dispositifs existants placés en parallèle de façon permanente entre les bornes : le dispositif comprend un circuit interne avec seulement deux extrémités de raccordement reliées par un conducteur principal.
Une installation comprenant un conducteur de phase 1 et un conducteur de neutre N est munie d'un appareil de protection 3 classique, notamment un disjoncteur, qui comprend une paire de contacts 5 mobiles l'un par rapport à l'autre pour séparer un circuit amont 6 d'un circuit aval 8 protégé sur chaque conducteur 1, N. Tel qu'illustré en figure IA, un dispositif 10 selon l'invention n'est raccordé que sur l'une des branches, de préférence la phase 1 ; le dispositif de test 10, plus détaillé en figure IB, comprend un circuit électrique raccordé à l'installation au niveau de ses deux seuls moyens de raccordement. Les deux extrémités 12, 14 du conducteur principal de circuit du dispositif 10 se raccordent à la ligne concernée 1 mais, dans la configuration adoptée, ne connectent les circuits amont 6 et aval 8 que lors de sa sollicitation par des moyens interrupteurs de la connexion 16 : en position normale de protection ou d'alimentation, les moyens interrupteurs 16 sont ouverts de sorte que le dispositif 10 est isolé de la ligne 1 et ne consomme pas d'énergie.
Entre les deux extrémités 12, 14 et en série avec les moyens interrupteurs 16, le dispositif 10 selon l'invention comprend un circuit de test 20 du courant circulant entre les extrémités 12, 14. Le circuit 20 comprend une unité de contrôle de passage du courant 22 qui communique à des moyens de test 24, de préférence électroniques, une information A relative au passage du courant (c'est-à-dire à la position de l'interrupteur 16) de façon à les activer. Avantageusement, le dispositif 10 selon l'invention est alimenté par la ligne 1, sans besoin de pile ou réserve d'énergie pour fonctionner, et l'unité de contrôle de passage du courant 22 transmet également, concomitamment à l'information A relative à son activation, l'énergie nécessaire aux moyens de test 24 (le conducteur principal ayant alors deux branches dans le dispositif de test 10) ; les moyens de test sont eux aussi adaptés à une utilisation avec branchement sur un seul conducteur 1 et/ou information provenant d'un seul conducteur 1. Avantageusement, l'unité de contrôle 22 comprend en outre des moyens indicateurs 26, notamment un éclairage de type diode électroluminescente (LED), afin que l'utilisateur puisse vérifier que les moyens interrupteurs 16 sont en position de test et/ou un résultat communiqué par les moyens de test 24. Par exemple, la diode 26,
usuellement éteinte, s'allume lorsque le signal A est transmis et indique par une couleur verte qu'aucun court-circuit n'a été détecté, et par une couleur rouge qu'un court-circuit est détecté.
Selon le mode de réalisation illustré, le dispositif selon l'invention 10 peut être un auxiliaire 30 à raccorder sur un disjoncteur 3 existant. Le dispositif 10 peut ainsi être logé dans un boîtier muni de bornes permettant le raccordement des deux extrémités de conducteur 12, 14 en amont et en aval du disjoncteur 3. L'auxiliaire 30 comprend en outre un organe d'actionnement 32 des moyens interrupteurs 16, par exemple un bouton poussoir ; il est alors avantageux de contraindre l'organe d'actionnement 32, par exemple par une came reliée mécaniquement au mécanisme d'ouverture du disjoncteur 3 par l'ouverture appropriée, de sorte à ce que l'organe d'actionnement soit verrouillé lorsque le disjoncteur 3 est fermé, et ne puisse être sollicité qu'en position ouverte.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif 10 selon l'invention est intégré dans un disjoncteur, illustré en figures 2 dans une version unipolaire. Tel qu'usuel, le disjoncteur 40 selon l'invention comprend une paire de contacts 421, 422 pouvant prendre une première position fermée de passage de courant (figure 2A) et une deuxième position ouverte de coupure (figure 2B) ; un levier ou manette 44 permet l'actionnement de la paire de contacts 42 et prend deux positions distinctes, qui peuvent être repérées par des indicateurs sur le boîtier du disjoncteur 40. Le dispositif de test 10 est mis en parallèle entre les bornes 46, 48 de l'appareil de coupure 40. De préférence, les moyens interrupteurs 16 du dispositif de test 10 sont associés à un contact mobile 422 de la paire de contacts 42 du disjoncteur 40 : quelle que soit la position ouverte ou fermée qu'ils prennent, les moyens interrupteurs 16 ne sont alors reliés à la ligne électrique 1 qu'en position ouverte du disjoncteur 40 de façon à éviter tout test en fonctionnement occasionné par une manœuvre malencontreuse de l'organe d'actionnement des moyens interrupteurs 16.
L'organe d'actionnement des moyens interrupteurs 16 peut, comme pour la figure IA, être un bouton à pousser, mais avantageusement, la manette 44 d'actionnement des contacts 42 est également utilisée pour actionner les moyens interrupteurs 16. Dans ce cas, la manette
44 prend une troisième position dans laquelle la paire de contacts 42 est ouverte, et le
contact mobile 422 vient fermer les moyens interrupteurs 16 : figure 2C. Dans cette troisième position de test, de préférence non stable et qu'il faut maintenir, l'unité de contrôle 22 peut entraîner l'éclairage de la diode 26. Dans ce mode de réalisation, le fonctionnement de l'appareil de coupure 40 n'est pas modifié en positions ouverte et fermée, mais l'utilisateur bénéficie d'une troisième position de la manette 44 permettant de tester le circuit ; la troisième position peut être déportée, basse dans le cas illustré, de façon à dissocier la phase de test ; selon une autre option (non illustrée), la troisième position est intermédiaire entre les positions d'ouverture et de fermeture des contacts 42, et telle que le résultat du test permet ou non de continuer la mobilisation de l'organe d'actionnement 44 vers une fermeture du disjoncteur 40.
En position de test (figure 2C), dans un premier temps, l'unité de contrôle 22 est alimentée en courant et transmet cette information A aux moyens de test 24 ; ces derniers sont par ailleurs également alimentés via l'unité de contrôle 22 qui, tel que précisé plus haut, est de préférence dénuée de moyens permettant de lui fournir de l'énergie et s'alimente directement sur la ligne 1 lorsque le dispositif 10 est actionné. A cette fin, tel qu'illustré en figure 3, l'unité de contrôle 22 peut être associée, par l'intermédiaire d'un pont de diodes, à un élément capacitif 52 : cette option permet de disposer d'une réserve d'énergie et une alimentation stable de l'unité de contrôle 22 et des moyens de test 24. Avantageusement, un interrupteur 54 normalement passant, de préférence un transistor à effet de champ ou de type JFET (selon la dénomination anglo-saxonne « Junction Field Effect Transistor »), permet la charge de la capacité 52, et sa déconnexion de la ligne 1 lorsque la tension fournie par l'élément capacitif 52 est suffisante ; l'interrupteur 54 peut être commandé par un circuit rehausseur 56 qui génère une tension suffisante pour bloquer l'interrupteur 54 lorsque l'unité de contrôle 22 constate la pleine charge de l'élément capacitif 52.
En particulier, comme représenté en figure 4, pendant une période initiale to, l'élément capacitif 52 est chargé, avec une première phase dans laquelle les moyens de test 24 ne voient pas de courant passer via l'unité de contrôle 22 et une deuxième phase d'initialisation desdits moyens 24. Une fois que le courant parvenant à l'unité de contrôle 22 est stabilisé, c'est-à-dire que la charge U52 de l'élément capacitif est complétée, l'alimentation directe de l'unité de contrôle 22 est de préférence stoppée par l'interrupteur
54, et une période de test U peut démarrer. Si besoin, lorsque la charge U52 décroît trop et risque de bloquer le fonctionnement de l'unité de contrôle 22 et/ou des moyens de test 24, l'unité de contrôle 22 est ré-énergisée avec fermeture temporaire tπ de l'interrupteur 54 pour recharger la capacité 52 ; de préférence, le test est interrompu pendant cette phase puis repris dans un deuxième temps t2 pendant lequel l'interrupteur 54 interrompt une nouvelle fois la charge pour une alimentation stable via la capacité 52. Ce processus peut se reproduire tant que tous les tests ne sont pas effectués et qu'un résultat définitif n'est pas donné à l'unité de contrôle 22.
Différentes méthodes peuvent être utilisées par les moyens de test 24 pour détecter si le courant Itest circulant entre les extrémités 12, 14 du dispositif 10 selon l'invention est de type court-circuit. En particulier, les moyens de test 24 comprennent une unité de traitement 60, alimentée par l'unité de contrôle 22, et permettant d'analyser le courant Itest, notamment en comparant sa valeur à un seuil Imax au-delà duquel un court-circuit peut être déclaré. Comme il est préféré que le dispositif 10 selon l'invention soit adapté pour tout type de ligne électrique, et notamment sans connaître au préalable la nature de la charge de ladite ligne 1, avantageusement, les moyens de test 24 comprennent un circuit électrique 62 entre les deux extrémités 12, 14 permettant de donner à l'unité de traitement 60 différentes valeurs et configurations pour un résultat quant à la présence résiduelle d'un court-circuit permettant que la charge connectée à l'alimentation soit résistive, inductive ou capacitive,.
Dans un mode de réalisation préféré, le circuit 62 comprend ainsi trois résistances en parallèle, deux des branches 621, 622 comprenant en outre des transistors Tl, T2 inversés permettant la génération réciproque de signaux hachés positifs et négatifs. L'unité de traitement 60 comprend des moyens permettant d'analyser les valeurs de la tension V3 circulant dans la troisième branche 623 et du courant Itest résultant qui parcourt la charge et le module de test 24 ; par ailleurs, l'unité de traitement 60 permet de contrôler le signal envoyé aux transistors Tl, T2 et donc de moduler le courant circulant dans chacune des branches 62;. En particulier, la valeur Itest est comparée à un seuil Imax sur une période au moins du courant et avec le même signal, inversé, pour les deux transistors Tl, T2 : si W < Imax, il est considéré qu'aucun court-circuit n'est présent.
Dans le cas contraire, Itest > Imax, il convient de vérifier que la charge de la ligne n'est pas du type capacitive, avant de statuer qu'il y a un court-circuit : en effet, le comportement d'un circuit capacitif peut en être proche, avec dépassement d'un seuil critique pour Itest en raison de la pointe de courant pouvant survenir lorsque l'élément capacitif est vide. A cette fin, l'alimentation du circuit 62 est modifiée, par exemple en ouvrant l'une des branches 622 et en réalisant une alimentation uniquement positive qui charge l'élément capacitif. Si le niveau du courant Itest diminue, et qu'une tension négative V3 apparaît, le courant de l'alimentation 1 est caractéristique de la décharge d'un condensateur, et non d'un court- circuit. Les moyens de test 24 permettent donc de déterminer séquentiellement les différents aspects : 1/ si Itest > Imax en alimentation alternée et 2/ V3 reste invariant entre l'alimentation alternée et l'alimentation hachée, alors 3/ l'unité de traitement 60 envoie un signal à l'unité de contrôle 22 signalant la présence résiduelle d'un court-circuit dans la ligne 1.
Bien que l'invention ait été décrite en référence à un disjoncteur résidentiel, elle ne s'y limite pas : d'autres appareils de protection, par exemple les commutateurs, peuvent être concernés par l'invention. Par ailleurs, le mode de réalisation des tests dans un dispositif selon l'invention peut comprendre toute autre alternative. Enfin, les différents composants décrits en combinaison peuvent être utilisés seuls ou avec d'autres alternatives.
Claims
1. Dispositif de test de court-circuit (10) comprenant un circuit électrique avec deux extrémités (12, 14) de conducteur destinées à se raccorder sur un conducteur de ligne électrique (1) seulement, ledit circuit comprenant un conducteur principal, des moyens interrupteurs (16) de la connexion entre les deux extrémités (12, 14) en série avec une unité (22) de contrôle du passage de courant entre les deux extrémités (12,
14), et des moyens de test (24) en parallèle avec l'unité de contrôle (22), lesdits moyens de test (24) étant adaptés pour être utilisés sur un seul conducteur (1) et aptes à être activés par l'unité de contrôle (22) et permettant de déterminer si le courant passant entre les deux extrémités (12, 14) est un court-circuit lorsque lesdits moyens de test (24) sont raccordés sur le seul conducteur (1).
2. Dispositif selon la revendication 1 comprenant en outre un élément capacitif (52) associé à l'unité de contrôle (22) et permettant de lui fournir de l'énergie à partir de la ligne électrique (1) lorsque les moyens interrupteurs (16) sont fermés.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 comprenant en outre des moyens (26) indicateurs de la position des moyens interrupteurs (16) et associés à l'unité de contrôle (22).
4. Dispositif selon la revendication 3 dans lequel les moyens indicateurs (26) comprennent des moyens de type diode permettant de donner une indication du résultat obtenu par les moyens de test (24).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel les moyens de test (24) comprennent une unité de traitement (60) et un circuit électrique (62) raccordé aux deux extrémités (12, 14), dans lequel l'unité de traitement (60) reçoit des signaux représentatifs des grandeurs électriques (Itest, V3) du circuit (62).
6. Dispositif selon la revendication 5 dans lequel le circuit électrique (62) comprend plusieurs branches (620 en parallèle et l'unité de traitement (60) comprend des moyens permettant de commander l'alimentation des branches (621, 622) et de traiter les signaux représentatifs de sorte à détecter un courant de court-circuit dans une ligne inductive et/ou capacitive et/ou résistive.
7. Appareil de test (30) comprenant un dispositif de test (10) selon l'une des revendications 1 à 6 et un boîtier le logeant, qui est muni de bornes permettant de raccorder les extrémités (12, 14) du dispositif de test (10) à un appareil de protection (3), et d'un organe (32) permettant d'actionner les moyens interrupteurs (16) dudit dispositif (10).
8. Appareil de protection électrique (40) comprenant au moins une paire de contacts (42) mobiles relativement l'un à l'autre, une manette (44) d'actionnement des contacts (42) entre une première position de passage du courant dans laquelle les contacts sont fermés et une deuxième position de coupure dans laquelle les contacts sont écartés, un dispositif de test (10) selon l'une des revendications 1 à 6 en parallèle autour d'une paire de contact (42), et un organe d'actionnement des moyens interrupteurs (16) du dispositif de test (10).
9. Appareil selon la revendication 8 dans lequel l'organe d'actionnement est formé par la manette (44) qui peut prendre une troisième position de test dans laquelle les contacts (42) sont écartés et les moyens interrupteurs (16) du dispositif de test (10) permettent le passage de courant dans ledit dispositif (10).
10. Appareil selon la revendication 8 dans lequel l'organe d'actionnement des moyens interrupteurs (16) est associé un mécanisme tel que ledit organe ne peut être actionné que lorsque la manette (44) est dans la deuxième position.
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