WO2023203129A1 - Système et procédé de distribution électrique - Google Patents

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WO2023203129A1
WO2023203129A1 PCT/EP2023/060265 EP2023060265W WO2023203129A1 WO 2023203129 A1 WO2023203129 A1 WO 2023203129A1 EP 2023060265 W EP2023060265 W EP 2023060265W WO 2023203129 A1 WO2023203129 A1 WO 2023203129A1
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WO
WIPO (PCT)
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current
opening
cut
circuit breaker
switch
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/060265
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English (en)
Inventor
Pierre FOURLINNIE
Original Assignee
Oghji
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
    • H02H7/262—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations involving transmissions of switching or blocking orders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/06—Details with automatic reconnection
    • H02H3/063—Details concerning the co-operation of many similar arrangements, e.g. in a network

Definitions

  • the present invention relates to electrical distribution, and more particularly low voltage electrical distribution.
  • low-voltage electrical distribution panels are used to manage and distribute electricity, for example in a home.
  • Low voltage means a voltage less than 1000 V in alternating mode.
  • These panels make it possible to electrically connect the electrical network using electrical circuits to equipment.
  • These tables are complex because they generally include various protection devices, such as circuit breakers, differentials and with varying breaking capacities, or contactors. Generally speaking, these devices operate autonomously, but can be controlled manually.
  • French patent application FR2819951 discloses an electrical distribution system comprising a controlled cutting device and four feeders.
  • the device includes control means for controlling the cutting device.
  • the device includes current sensors and control means for controlling the opening of departures. But in the event of a short circuit on a feeder, the cut-off device opens and all feeders are no longer supplied with current. The system therefore does not make it possible to isolate the faulty feeder so as to maintain a power supply to the other feeders which are not faulty.
  • One aim is to overcome these drawbacks, and more particularly to provide simple means to limit power losses to electrical equipment in the event of an electrical fault.
  • an electrical distribution system comprising a connection input intended to be coupled to an incoming electrical line, an electrical distribution line, a controlled circuit breaker having an input terminal coupled to the connection input and an output terminal coupled to the electrical distribution line, switching devices controlled and coupled to the electrical distribution line, electrical distribution feeders intended to supply electrical circuits, each feeder being coupled to a switching device cut-off, and an electronic control unit configured to control the opening and closing of the cut-off devices.
  • the system includes a controlled switch comprising two thyristors mounted in a head-to-tail manner, the switch being coupled to the input and output terminals of the circuit breaker, and in that the electronic control unit is further configured to control the opening and closing of the switch and circuit breaker.
  • an electrical distribution method comprising a coupling of a connection input of an electrical distribution system, as defined above, to an incoming electrical line, a coupling of the outgoing electrical distribution of the system to the electrical circuits, and a closing of the circuit breaker and disconnecting devices of the system to energize the electrical circuits.
  • Figure 1 illustrates schematically an embodiment of an electrical distribution system
  • Figure 2 schematically illustrates another embodiment of an electrical distribution system.
  • the system comprises devices for measuring the currents circulating in the cut-off devices coupled to the electronic control unit, the electronic control unit being configured to control the opening of a cut-off device when the current circulating in the cutting device is greater than or equal to a first fault current threshold and less than or equal to a second fault current threshold, the second threshold being strictly greater than the first threshold.
  • the electronic control unit is configured to control the opening of a cut-off device when the current circulating in the cut-off device is less than or equal to a cut-off current threshold.
  • the electronic control unit is configured to control the opening of the switch when the current circulating in the switch is less than or equal to an opening current threshold.
  • the electronic control unit is configured to control the opening of the circuit breaker, when a current circulating in a cutting device is strictly greater than the second fault current threshold, to control the opening of the switching device cut-off, to control the closing of the switch after opening the cut-off device, and to control the closing of the circuit breaker after opening the cut-off device.
  • the breaking device can be opened without having to wait for the fault current to go to zero.
  • the switch is closed before closing the circuit breaker in order to be able to re-energize the electrical circuits which are not faulty as quickly as possible.
  • closing the controlled circuit breaker requires a reset time before closing which can be longer than the closing time of the switch.
  • the circuit breaker reset time can be at least one second.
  • the electronic control unit is configured to control the opening of the switch after closing the circuit breaker.
  • a first current of a first phase is intended to flow at the connection input
  • the system comprising a device for detecting a leakage current configured to measure a difference between the first current and a second current intended to power the electrical circuits and having a second phase distinct from that of the first current, the electronic control unit being configured to, when a current difference is greater than or equal to a leakage current threshold, control the opening , successively, of each cutting device so as to determine the faulty cutting device generating the current difference.
  • the method comprises measurements of the currents circulating in the cut-off devices, and an opening of a cut-off device when a current circulating in the cut-off device is greater than or equal to a first fault current threshold and less than or equal to a second fault current threshold.
  • the opening of a cut-off device is carried out when the current circulating in the cut-off device is less than or equal to a cut-off current threshold.
  • the switch opens when the current circulating in the switch is less than or equal to an opening current threshold.
  • the method comprises opening the circuit breaker, when a current circulating in a cut-off device is strictly greater than the second fault current threshold, then opening the cut-off device, then closing the switch, then closing the circuit breaker.
  • the method includes opening the switch after closing the circuit breaker.
  • a current of a first phase circulates at the connection input
  • the method comprises a measurement of a difference between the first current and a second current supplying the electrical circuits and having a phase distinct from that of the first current, and comprising, when a current difference is greater than or equal to a leakage current threshold, a successive opening of each cut-off device so as to determine the faulty cut-off device generating the current difference.
  • the expression "A coupled to B” or “A electrically coupled to B” is synonymous with "A is in electrical connection with B” and does not necessarily mean that it does not there is no organ between A and B.
  • these expressions mean an electrical connection between two elements, this connection which may or may not be direct, this means that it is possible that between a first device A and a second device B which are electrically connected, a current flows in A, in B, and on the path connecting A to B, this path may or may not include other electrical equipment.
  • directly electrically connected means a direct electrical connection between two elements. This means that between a first device A and a second device B which are directly electrically connected no other equipment is present, other than one electrical connection or several electrical connections.
  • the term “electrically placed” or “electrically located” means the positioning of a device on a line in which a current flows.
  • an electrical distribution system 1 comprising a controlled circuit breaker 2, controlled breaking devices 3 to 10 and an electronic control unit 11.
  • the system 1 comprises first, second and third connection inputs 12 to 14 intended to be coupled respectively to three electrical lines arrival 15 to 17.
  • the system 1 is adapted to distribute a single-phase alternating current, that is to say that the system 1 is configured to be electrically coupled to two power lines 15, 16, and a line, called earth or ground 17.
  • a first power line 15 corresponds to the first line 15, called phase
  • the second power line 16 corresponds to the second line 16, called neutral.
  • the system further comprises first, second and third electrical distribution lines 18 to 20 electrically coupled to the respective connection inputs 12 to 14.
  • the circuit breaker 2 comprises an input terminal 21 coupled to the first connection input 12 and a output terminal 22 coupled to the first electrical distribution line 18.
  • the circuit breaker 2 is configured to let the electric current flow, circulating in the first line 15, and protect downstream equipment against damage caused by excessive current, i.e. that is to say an overcurrent.
  • downstream equipment is meant equipment electrically coupled to the output terminal 22 of the circuit breaker 2, for example the cut-off devices 3 to 10.
  • the circuit breaker 2 comprises a cut-off member 23 capable of opening to interrupt current and protect downstream equipment, and to close to allow current to flow and power downstream equipment.
  • Circuit breaker 2 has overcurrent breaking capacity, that is to say it is configured to open in the event of an overcurrent without damaging.
  • the breaking capacity is characterized by the maximum intensity of the current which would pass if no circuit breaker interrupted it.
  • the breaking capacity of circuit breaker 2 can be greater than or equal to 3 kA, for example greater than or equal to 6 kA.
  • there are two types of overcurrent a low overcurrent, for example an overload, and a high intensity, for example a short circuit.
  • An overload can be caused by an overabundance of electrical equipment.
  • a short circuit can correspond to an increase in intensity beyond a trip current defined by a circuit breaker trip curve.
  • a circuit breaker trips, that is to say opens the circuit, according to its characteristics according to a curve representing the tripping of the circuit breaker as a function of the intensity passing through it and the time, called tripping curve .
  • the trip curve refers to the graphical representation of the behavior of the circuit breaker.
  • the nominal current In noted as nominal intensity, corresponds to the normal intensity that the circuit breaker can permanently withstand at ambient temperature. Beyond the nominal current In (with a tolerance corresponding to 1.2*ln), the circuit breaker trips and cuts the current.
  • a circuit breaker can withstand a higher intensity, that is to say an intensity greater than 1.2*ln, for a duration determined by the curve, in particular a very short duration.
  • a trigger curve also has a limit corresponding to the magnetic trigger intensity (or trigger threshold).
  • the magnetic tripping intensity varies according to the circuit breaker curve.
  • the circuit breaker 2 is magnetic, that is to say it comprises a coil in which the current flows, which creates a magnetic field to move the cut-off member 23 in the event of overcurrent.
  • the circuit breaker 2 is controlled, that is to say it comprises a control unit 24 configured to open and close the cut-off member 24 when it receives a command.
  • the control unit 24 is electrically coupled, preferably directly, by a connection not shown for simplification purposes, to the electronic control unit 11 which can transmit an opening and closing command to the control unit 24 of circuit breaker 2.
  • the cutting devices 3 to 10 are electrically coupled to the power lines 15, 16.
  • a cutting device 3 to 10 is for example a switch comprising a movable element 25, 26 for opening and closing a circuit.
  • a cutting device 3 to 10 can be an electromechanical relay, that is to say electrical equipment comprising a control part 27 for issuing a closing or opening order to one or two mobile elements 25, 26 of the device cutoff device 3 to 10.
  • a cutoff device 3 to 10 can be a bipolar contactor, preferably bistable.
  • each cutting device 3 to 10 is controlled, that is to say that each control part 27 is electrically coupled, preferably directly, by a connection not shown for simplification purposes, to the control unit. electronic control 11 which can transmit an opening and closing command to the control part 27 of the cutting device 3 to 10.
  • a breaking device 3 to 10 has a low breaking capacity strictly lower than that of circuit breaker 2.
  • a cutting device has a breaking capacity less than or equal to 50 A. that is to say that it is not possible to control the opening of the mobile element 25, 26 when a current greater than or equal to a cut-off current threshold passes through the mobile element 25, 26 in position closed.
  • the cut-off current threshold is close to 0 A.
  • the current flowing through the device must be less than or equal to the cut-off current threshold.
  • Such cutting devices are simpler than circuit breakers, which simplifies the system 1.
  • each cutting device 2 comprises at least one mobile element 25, 26, at least one input terminal 28, 29 electrically coupled to at least one distribution line among the first and second distribution lines 18, 19, and at least one output terminal 30, 31, electrically coupled to at least one movable element 25, 26.
  • a cutting device 3 to 10 can comprise a single movable element 25 electrically coupled to a first input terminal 28 and to a first output terminal 30 to open or close the first distribution line 18.
  • a cutting device 2 comprises two mobile elements 25, 26 coupled respectively to the input terminals 28, 29 and to the output terminals 30, 31 of the cutting device 3 to 10.
  • a first mobile element 25 can open and close the first distribution line 18 and a second mobile element 26 can open and close the second distribution line 19. More particularly, the cutting devices are controlled
  • system 1 includes electrical distribution feeders 40, 41.
  • Each feeder 40, 41 is intended to power an electrical circuit 100 to 103 comprising one or more electrical equipment 200 to 203, as illustrated in Figure 2.
  • Each feeder 40, 41 is also electrically coupled, preferably directly, to a terminal output 30, 31, of a cutting device 3 to 10.
  • an electrical distribution system 1 particularly suitable for a domestic network, that is to say a network powered by a current single-phase alternating.
  • a first circuit 100 comprising a washing machine 200
  • a second circuit 101 comprising an air conditioner 201
  • a third circuit 102 comprising a water heater 202
  • fourth circuit 103 comprising an electrical outlet 203, for example intended to be coupled to a lamp.
  • Each electrical circuit 100 to 103 comprises at least two conductors 300, 301 intended to be electrically coupled, preferably directly, respectively to two feeders 40, 41 of the system 1.
  • each electrical circuit 100 to 103 comprises two conductors 300, 301 electrically coupled to the output terminals 30, 31 of a cutting device 3 to 10.
  • an electrical circuit 102 may comprise a third conductor 302, called earth, coupled to the third distribution line 20.
  • the electronic control unit 11 is configured to control the opening and closing of the cut-off devices 3 to 10.
  • the electronic control unit 11 may comprise a microprocessor.
  • the electronic control unit 11 comprises a microcontroller capable of performing calculations quickly to control the cutting devices 3 to 10 as quickly as possible.
  • the electronic control unit 11 is configured to control the opening and closing of the circuit breaker 2.
  • the system 1 comprises a controlled switch 50 coupled to the input 21 and output 22 terminals of the circuit breaker 2.
  • the switch 50 is mounted in parallel with the circuit breaker 2, that is to say it is mounted on a line parallel 51 to the circuit breaker 2.
  • the switch 50 is also configured to open or close the parallel line 51 to respectively prevent and allow current flow in the parallel line 51 between the input terminal 21 and the output terminal 22 of the circuit breaker 2.
  • the switch 50 is also electrically coupled, preferably directly, by a connection not shown for simplification purposes, to the electronic control unit 11 which can transmit an opening and closing command to the switch 50.
  • the switch 50 comprises two thyristors 52, 53 mounted head-to-tail, or antiparallel, such a switch is also called a triac (or Triode for alternating current in English, that is to say triode for alternating current).
  • a thyristor is a semiconductor electronic switch with three terminals, that is to say comprising four layers of silicon doped alternately by acceptors (P) and donors (N).
  • P acceptors
  • N donors
  • a thyristor has two main terminals, denoted anode and cathode, located on either side of the four PNPN layers.
  • the third terminal called the trigger, is used to control the thyristor.
  • the third terminal is electrically coupled to the P layer located on the cathode side.
  • the thyristors 52, 53 of a triac are mounted head-to-tail, that is to say in an antiparallel manner, that is to say that the anode of a thyristor 52, 53 is coupled directly to the cathode of the other thyristor 53, 52. More precisely, the anode of a first thyristor 52 is coupled directly to the cathode of a second thyristor 53 and the anode of the second thyristor 53 is coupled directly to the cathode of the first thyristor 52. Furthermore their respective triggers are controlled simultaneously.
  • the triac is closed by a closing command applied to the triggers of the two thyristors 52, 53 and lets the current flow as long as the current is greater than or equal to a threshold called holding current (generally, the holding current is equal to at 0.65 A).
  • the closing command can be pulsed because the current passing through the triac no longer depends on the command applied to the triggers. In other words, the triac remains conducting until the current flowing between input terminal 21 and output terminal 22 falls below the value of the holding current.
  • the closing command is applied continuously to the triggers when we want the triac to be closed.
  • An opening command applied to the triggers opens the triac which is no longer active.
  • the parallel line 51 may include a resistor 54 located between the input terminal 21 and the switch 50.
  • the resistor 54 is also called a current limiting resistor.
  • a triac offers the advantage of having a low volume, less than or equal to 1 cm3, which allows for a more compact system 1.
  • a triac has a faster closing speed than an electromechanical relay.
  • a triac can have a closing speed of 1 ms or less. Thus, we can re-energize the electrical circuits as quickly as possible after opening circuit breaker 2.
  • system 1 is suitable for managing the power supply of several electrical circuits, using at least one circuit breaker 2 and a switch 50, particularly in the event of overcurrent, which makes the system simple and effective.
  • the system 1 comprises devices 60 to 67 for measuring the currents circulating in the cut-off devices 3 to 10.
  • a measuring device 60 to 67 may comprise a resistance electrically coupled between an input terminal 28, 29 a cutting device 3 to 10 and a connection input 12 to 14, depending on the current that we wish to measure.
  • a measuring device 60 to 67 comprises a resistor electrically coupled between the first input terminal 28 of a cutting device 3 to 10 and the output terminal 22 of circuit breaker 2, in order to measure the current circulating in the first distribution line.
  • a measuring device 60 to 67 may comprise a hall effect sensor electrically coupled between an input terminal 28, 29 of a cutting device 3 to 10 and a connection input 12 to 14.
  • the measuring devices 60 to 67 are electrically coupled, preferably directly, by connections not shown for simplification purposes, to the electronic control unit 11.
  • the electronic control unit 11 can control the circuit breaker 2, the cutting devices 3 to 10 and the switch 50, depending on the values of the currents circulating in the cutting devices 3 to 10, that is to say in the electrical circuits coupled to the cutting devices 3 to 10.
  • the electronic control unit 11 is configured to control the opening of the faulty cutting device.
  • the electronic control unit 11 receives the measurement of an overload current transmitted by the measuring device 60 to 67 which is coupled to the faulty cut-off device 3 to 10.
  • the electronic control unit 11 controls the opening of the cutting device 3 to 10 faulty.
  • the second threshold is strictly greater than the first threshold.
  • the first fault current threshold may be equal to 10*ln and the second fault current threshold may be equal to 1000*ln.
  • the nominal current In can be equal to 32 A.
  • the electronic control unit 11 is configured to control the opening of a cut-off device 3 to 10 when the current circulating in the cut-off device 3 to 10 is less than or equal to a cut-off current threshold.
  • the cutting current threshold may be equal to the breaking power of the cutting device 3 to 10.
  • the cutting current threshold may be less than or equal to 50 A, for example between 0.1 and 0.5 HAS.
  • the electronic control unit 11 is configured to control the opening of the circuit breaker 2.
  • the electronic control unit 1 1 receives the measurement of a high intensity current transmitted by the measuring device 60 to 67 which is coupled to the cutting device 3 to 10 in default.
  • the electronic control unit 11 controls the opening of the circuit breaker 2.
  • the electronic control unit 11 controls opening the faulty cut-off device 3 to 10, in order to electrically isolate the electrical circuit coupled to the faulty cut-off device.
  • the circuit breaker 2 since the circuit breaker 2 is open, there is no current circulating in the cutting devices, in particular on the distribution line electrically coupling the output terminal of the circuit breaker 2 and the mobile element 25, and we can therefore control the opening of the mobile element 25 without waiting for the zero crossing current.
  • the current crossing to zero corresponds to the fact that the current circulating in one of the first and second distribution lines 18, 19 is less than or equal to the cut-off current threshold.
  • a cutting device 3 to 10 comprises two mobile elements 25, 26, we wait for the current circulating in the second distribution line 19 to go to zero to control the opening of the second mobile element 26.
  • a cutting device 3 to 10 comprises two mobile elements 25, 26, by controlling the opening and closing of the cutting device 3 to 10 we mean the opening and closing of the two mobile elements 25, 26 of the cutting device 3 to 110.
  • the electronic control unit 11 controls the closing of the switch 50, in order to power the electrical circuits which are not faulty.
  • the electronic control unit 11 is electrically coupled upstream of the circuit breaker 2 in order to be able to control the switch 50, in particular its closing, after opening of the circuit breaker 2.
  • the electronic control unit 11 is electrically coupled to connection inputs 12 to 14 and to power lines 15 to 17 for its electrical supply.
  • the electronic control unit 11 is configured to control the opening of the switch 50 when the current circulating in the switch 50 is less than or equal to an opening current threshold.
  • the opening current threshold may be greater than or equal to the cutting current threshold of the cutting devices 3 to 10.
  • the opening current threshold is less than or equal to 50 A, preferably between 0, 1 A and 0.5 A.
  • the electronic control unit 11 controls the closing of the circuit breaker 2, in order to put the protection, in particular the protection against high overcurrents, into operation again.
  • the electronic control unit 11 is configured to control, after the closing of the circuit breaker 2, the opening of the switch 50, in particular to avoid allowing a supply current to circulate in the switch 50 and thus limit the wear of switch 50.
  • the system 1 can comprise a device 70 for detecting a leakage current configured to measure a difference between a first current circulating in the first power line 15 and a second current circulating in the second power line. power supply 16.
  • a leakage current corresponds to a current difference (in amperes) between the two power lines 15, 16.
  • the detection device 70 is electrically coupled, preferably directly, by a connection not shown for purposes of simplification, to the electronic control unit 11.
  • the electronic control unit 11 is configured to receive the value of the leakage current detected by the detection device 70.
  • the electronic control unit 11 when the electronic control unit 11 receives, detection device 70, a leakage current greater than or equal to a leakage current threshold, the electronic control unit is configured to determine the faulty cut-off device corresponding to the cut-off device 3 to 10 which is coupled to the electrical circuit which generates the leakage current.
  • the electronic control unit 11 controls the opening of the faulty cutting device.
  • the electronic control unit 11 is configured to control the opening, successively, of each cutting device 3 to 10.
  • the electronic control unit 1 1 controls the opening of a first cutting device 3 to 10, and if the leakage current disappears, that is to say if the current detected by the detection device 70 is strictly lower than the leakage current threshold, the cut-off device 3 to 10 which is open corresponds to the faulty cut-off device. Otherwise, the electronic control unit 11 controls the closing of the cut-off device 3 to 10 which is open and controls the opening of a second cut-off device 3 to 10 and again compares the current detected by the device detection 70 with the leakage current threshold. The electronic control unit 11 performs the preceding operations, namely opening a breaking device, comparing the detected leakage current with the leakage current threshold, until determining the faulty breaking device for which the detected leakage current is strictly lower than the leakage current threshold.
  • An electrical distribution method can be implemented by system 1 as defined above.
  • the system which has just been described advantageously makes it possible to manage faults of overcurrent, overload and short circuit and leakage currents using a suitable electronic control unit. Thanks to such an electronic control unit, protection devices which are simple can be used to provide a low-complexity electrical distribution system while guaranteeing effective protection for electrical circuits and people.

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

Système de distribution électrique comprenant une entrée de raccordement (12) couplée à une ligne électrique d'arrivée (15), une ligne de distribution électrique (18), un disjoncteur (2) commandé ayant une borne d'entrée (21) couplée à l'entrée de raccordement (12) et une borne de sortie (22) couplée à la ligne de distribution électrique (18), des dispositifs de coupure (3 à 10) commandés et couplés à la ligne de distribution électrique (18), des départs de distribution électrique (40) destinés à alimenter des circuits électriques, et une unité de commande électronique (11) configurée pour commander l'ouverture et la fermeture des dispositifs de coupure, le système comprenant un interrupteur (50) commandé comprenant deux thyristors (52, 53) montés de manière tête-bêche, l'interrupteur (50) étant couplé aux bornes d'entrée (21) et de sortie (22) du disjoncteur, et l'unité de commande électronique est configurée pour commander l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur (50) et du disjoncteur.

Description

« Système et procédé de distribution électrique »
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne la distribution électrique, et plus particulièrement la distribution électrique basse tension.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Actuellement, on utilise des tableaux de distribution électrique basse tension pour gérer et distribuer l’électricité, par exemple dans une habitation. On entend par basse tension, une tension inférieure à 1000 V en régime alternatif. Ces tableaux permettent de relier électriquement le réseau électrique à l’aide de circuits électriques à des équipements. Ces tableaux sont complexes car ils comprennent généralement divers appareils de protection, tels que des disjoncteurs, différentiels et à pouvoir de coupures variées, ou des contacteurs. De manière générale, ces appareils fonctionnent de manière autonome, mais peuvent être commandés manuellement.
On peut citer, par exemple, la demande internationale WO2014047733 qui divulgue des systèmes de détection de défauts de courant de court-circuit dans des réseaux de transmission et de distribution d’énergie utilisant plusieurs installations de production d’énergie basées sur des onduleurs. Ces systèmes utilisent des onduleurs, ce qui complexifie la gestion de la distribution du courant.
On peut en outre citer la demande de brevet français FR2819951 , qui divulgue un système de distribution électrique comprenant un dispositif de coupure commandé et quatre départs. Le dispositif comporte des moyens de contrôle pour commander le dispositif de coupure. En outre, le dispositif comporte des capteurs de courant et des moyens de contrôle pour commander l’ouverture des départs. Mais en cas de court-circuit sur un départ, le dispositif de coupure s’ouvre et tous les départs ne sont plus alimentés en courant. Le système ne permet donc pas d’isoler le départ en défaut de manière à maintenir une alimentation électrique des autres départs qui ne sont pas en défaut.
Un objet consiste à pallier ces inconvénients, et plus particulièrement à fournir des moyens simples pour limiter les pertes d’alimentation des équipements électrique en cas de défaut électrique.
RESUME
Pour atteindre cet objectif, il est proposé un système de distribution électrique, comprenant une entrée de raccordement destinée à être couplée à une ligne électrique d’arrivée, une ligne de distribution électrique, un disjoncteur commandé ayant une borne d’entrée couplée à l’entrée de raccordement et une borne de sortie couplée à la ligne de distribution électrique, des dispositifs de coupure commandés et couplés à la ligne de distribution électrique, des départs de distribution électrique destinés à alimenter des circuits électriques, chaque départ étant couplé à un dispositif de coupure, et une unité de commande électronique configurée pour commander l’ouverture et la fermeture des dispositifs de coupure.
Le système comprend un interrupteur commandé comprenant deux thyristors montés de manière tête-bêche, l’interrupteur étant couplé aux bornes d’entrée et de sortie du disjoncteur, et en ce que l’unité de commande électronique est en outre configurée pour commander l’ouverture et la fermeture de l’interrupteur et du disjoncteur.
Ainsi, on fournit un système de distribution électrique simple et adapté pour maintenir l’alimentation électrique des circuits qui ne sont pas en défaut, notamment en cas de court-circuit sur un seul départ.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de distribution électrique, comprenant un couplage d’une entrée de raccordement d’un système de distribution électrique, tel que défini ci- avant, à une ligne électrique d’arrivée, un couplage des départs de distribution électrique du système à des circuits électriques, et une fermeture du disjoncteur et des dispositifs de coupure du système pour alimenter les circuits électriques.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée de modes de réalisation et de mise en œuvre de cette dernière, illustrés par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : la figure 1 , illustre de façon schématique un mode de réalisation d’un système de distribution électrique ; et la figure 2, illustre de façon schématique un autre mode de réalisation d’un système de distribution électrique.
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation et de mise en œuvre de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement.
- Selon un exemple, le système comprend des dispositifs de mesure des courants circulant dans les dispositifs de coupure couplés à l’unité de commande électronique, l’unité de commande électronique étant configurée pour commander l’ouverture d’un dispositif de coupure lorsque le courant circulant dans le dispositif de coupure est supérieur ou égal à un premier seuil de courant de défaut et inférieur ou égal à un deuxième seuil de courant de défaut, le deuxième seuil étant strictement supérieur au premier seuil.
- Selon un exemple, l’unité de commande électronique est configurée pour commander l’ouverture d’un dispositif de coupure lorsque le courant circulant dans le dispositif de coupure est inférieur ou égal à un seuil de courant de coupure.
- Selon un exemple, l’unité de commande électronique est configurée pour commander l’ouverture de l’interrupteur lorsque le courant circulant dans l’interrupteur est inférieur ou égal à un seuil de courant d’ouverture.
- Selon un exemple, l’unité de commande électronique est configurée pour commander l’ouverture du disjoncteur, lorsqu’un courant circulant dans un dispositif de coupure est strictement supérieur au deuxième seuil de courant de défaut, pour commander l’ouverture du dispositif de coupure, pour commander la fermeture de l’interrupteur après l’ouverture du dispositif de coupure, et pour commander la fermeture du disjoncteur après l’ouverture du dispositif de coupure. Ainsi, grâce à une telle séquence, on peut ouvrir le dispositif de coupure sans avoir à attendre le passage à zéro du courant de défaut. Selon un autre avantage, on ferme l’interrupteur avant de refermer le disjoncteur afin de pouvoir réalimenter le plus rapidement possible les circuits électriques qui ne sont pas en défaut. En effet, la fermeture du disjoncteur commandé nécessite un temps de réarmement avant sa fermeture qui peut être plus long que le temps de fermeture de l’interrupteur. Par exemple le temps de réarmement du disjoncteur peut être d’au moins une seconde.
- Selon un exemple, l’unité de commande électronique est configurée pour commander l’ouverture de l’interrupteur après la fermeture du disjoncteur.
- Selon un exemple, un premier courant d’une première phase est destiné à circuler à l’entrée de raccordement, le système comprenant un dispositif de détection d’un courant de fuite configuré pour mesurer une différence entre le premier courant et un deuxième courant destiné à alimenter les circuits électriques et ayant une deuxième phase distincte de celle du premier courant, l’unité de commande électronique étant configurée pour, lorsqu’une différence de courant est supérieure ou égale à un seuil de courant de fuite, commander l’ouverture, successivement, de chaque dispositif de coupure de manière à déterminer le dispositif de coupure en défaut générant la différence de courant. - Selon un exemple, le procédé comprend des mesures des courants circulant dans les dispositifs de coupure, et une ouverture d’un dispositif de coupure lorsqu’un courant circulant dans le dispositif de coupure est supérieur ou égal à un premier seuil de courant de défaut et inférieur ou égal à un deuxième seuil de courant de défaut.
- Selon un exemple, l’ouverture d’un dispositif de coupure est effectuée lorsque le courant circulant dans le dispositif de coupure est inférieur ou égal à un seuil de courant de coupure.
- Selon un exemple, l’ouverture de l’interrupteur est effectuée lorsque le courant circulant dans l’interrupteur est inférieur ou égal à un seuil de courant d’ouverture.
- Selon un exemple, le procédé comprend une ouverture du disjoncteur, lorsqu’un courant circulant dans un dispositif de coupure est strictement supérieur au deuxième seuil de courant de défaut, puis une ouverture du dispositif de coupure, puis une fermeture de l’interrupteur, puis une fermeture du disjoncteur.
- Selon un exemple, le procédé comprend une ouverture de l’interrupteur après la fermeture du disjoncteur.
- Selon un exemple, un courant d’une première phase circule à l’entrée de raccordement, et le procédé comprend une mesure d’une différence entre le premier courant et un deuxième courant alimentant les circuits électriques et ayant une phase distincte de celle du premier courant, et comprenant, lorsqu’une différence de courant est supérieure ou égale à un seuil de courant de fuite, une ouverture successive de chaque dispositif de coupure de manière à déterminer le dispositif de coupure en défaut générant la différence de courant.
Il est précisé que dans le cadre de la présente invention, l’expression « A couplé à B » ou « A couplé électriquement à B » est synonyme de « A est en connexion électrique avec B » et ne signifie pas nécessairement qu’il n’existe pas d’organe entre A et B. Ainsi ces expressions s’entendent d’une connexion électrique entre deux éléments, cette connexion pouvant ou non être directe, cela signifie qu’il est possible qu’entre un premier dispositif A et un deuxième dispositif B qui sont électriquement connectés, un courant circule en A, en B, et sur le parcours reliant A à B, ce parcours pouvant ou non comprendre d’autres équipements électriques.
A l’inverse, dans le cadre de la présente invention, le terme «électriquement connecté directement» s’entend d’une connexion électrique directe entre deux éléments. Cela signifie qu’entre un premier dispositif A et un deuxième dispositif B qui sont électriquement connectés directement aucun autre équipement n’est présent, autre qu’une connexion électrique ou plusieurs connexions électriques.
Il est précisé que dans le cadre de la présente invention, le terme « placé électriquement » ou «situé électriquement», s’entend d’un positionnement d’un dispositif sur une ligne dans laquelle circule un courant.
Sur la figure 1 , on a représenté un système de distribution électrique 1 , comprenant un disjoncteur commandé 2, des dispositifs de coupure commandés 3 à 10 et une unité de commande électronique 11. En outre, le système 1 comprend des première, deuxième et troisième entrées de raccordement 12 à 14 destinées à être couplées respectivement à trois lignes électriques d’arrivée 15 à 17. De façon générale, le système 1 est adapté pour distribuer un courant alternatif monophasé, c’est-à-dire que le système 1 est configuré pour être couplé électriquement à deux lignes d’alimentation 15, 16, et une ligne, dite de terre ou de masse 17. Une première ligne d’alimentation 15 correspond à la première ligne 15, dite de phase, la deuxième ligne d’alimentation 16 correspond à la deuxième ligne 16, dite de neutre. Ainsi, il existe une différence de phase et de tension entre les deux lignes d’alimentation 15, 16, en particulier une tension d’environ 230 V, et une tension aux environs de 0 V dans la troisième ligne 17.
Le système comprend, en outre des première, deuxième et troisième lignes de distribution électrique 18 à 20 couplées électriquement aux entrées de raccordement respectives 12 à 14. Le disjoncteur 2 comprend une borne d’entrée 21 couplée à la première entrée de raccordement 12 et une borne de sortie 22 couplée à la première ligne de distribution électrique 18. Le disjoncteur 2 est configuré pour laisser circuler le courant électrique, circulant dans la première ligne 15, et protéger les équipements en aval contre les dommages causés par un courant excessif, c’est-à- dire une surintensité. On entend par équipement en aval, des équipements couplés électriquement à la borne de sortie 22 du disjoncteur 2, par exemple les dispositifs de coupure 3 à 10. En particulier, le disjoncteur 2 comporte un organe de coupure 23 apte à s’ouvrir pour interrompre le courant et protéger les équipements en aval, et à se fermer pour laisser circuler le courant et alimenter les équipements en aval. Le disjoncteur 2 présente un pouvoir de coupure de surintensité, c’est-à-dire qu’il est configuré pour s’ouvrir en cas d’un courant de surintensité sans se détériorer. Le pouvoir de coupure se caractérise par l'intensité maximale du courant qui passerait si aucun disjoncteur ne l'interrompait. Le pouvoir de coupure du disjoncteur 2 peut être supérieur ou égal à 3 kA, par exemple supérieur ou égal 6 kA. De manière générale, on distingue deux types de surintensité, une faible surintensité, par exemple une surcharge et une forte intensité, par exemple un court-circuit. Une surcharge peut être due à une surabondance d’équipements électriques. Un court-circuit peut correspondre à une élévation de l’intensité au- delà d’un courant de déclenchement définit par une courbe de déclenchement du disjoncteur.
De façon générale, un disjoncteur se déclenche, c’est-à-dire ouvre le circuit, en fonction de ses caractéristiques selon une courbe représentant le déclenchement du disjoncteur en fonction de l’intensité qui le traverse et du temps, appelée courbe de déclenchement. En d’autres termes, la courbe de déclenchement fait référence à la représentation graphique du comportement du disjoncteur. Le courant nominal In, noté intensité nominale, correspond à l’intensité normale que le disjoncteur peut supporter de manière permanente à température ambiante. Au-delà du courant nominal In (avec une tolérance correspondant à 1 ,2*ln) , le disjoncteur se déclenche et coupe le courant. Par ailleurs, un disjoncteur peut supporter une intensité plus élevée c’est-à-dire une intensité supérieure à 1 ,2*ln, pendant une durée déterminée par la courbe, en particulier une durée très courte. Une courbe de déclenchement présent également une limite correspondant à l’intensité de déclenchement (ou seuil de déclenchement) magnétique. L’intensité de déclenchement magnétique varie selon la courbe du disjoncteur. De façon générale, on distingue trois types de courbes B, C et D. Ainsi, lorsque la surintensité est inférieure à l’intensité de déclenchement magnétique, on parle de faible intensité et lorsque la surintensité est supérieure ou égale à l’intensité de déclenchement magnétique, on parle de forte surintensité. C’est-à-dire que la faible surintensité est prise en compte par la protection thermique du disjoncteur 2, et la forte surintensité est prise en compte par la protection magnétique du disjoncteur 2. Ainsi, en cas de forte surintensité, le déclanchement doit intervenir entre 3*ln et 5*ln pour un disjoncteur réglé en courbe B, entre 5*ln et 10*ln pour un disjoncteur réglé en courbe C, et entre 10*ln et 14*ln pour un disjoncteur réglé en courbe D. Un court-circuit peut être dû à une liaison accidentelle de deux points de potentiel différents (par exemple entre la phase et le neutre). De préférence, le disjoncteur 2 est magnétique, c’est-à-dire qu’il comporte une bobine dans laquelle circule le courant, qui crée un champ magnétique pour déplacer l’organe de coupure 23 en cas de surintensité. Plus particulièrement, le disjoncteur 2 est commandé, c’est-à-dire qu’il comporte une unité de commande 24 configurée pour ouvrir et fermer l’organe de coupure 24 lorsqu’il reçoit une commande. L’unité de commande 24 est couplée électriquement, de préférence directement, par une connexion non représentée à des fins de simplification, à l’unité de commande électronique 11 qui peut transmettre une commande d’ouverture et de fermeture à l’unité de commande 24 du disjoncteur 2.
Les dispositifs de coupure 3 à 10 sont couplés électriquement aux lignes d’alimentation 15, 16. Sur la figure 1 , à titre d’exemple on a représenté huit dispositifs de coupure 3 à 10. Un dispositif de coupure 3 à 10 est par exemple un interrupteur comprenant un élément mobile 25, 26 pour ouvrir et fermer un circuit. Un dispositif de coupure 3 à 10 peut être un relais électromécanique, c’est-à-dire un équipement électrique comprenant une partie de commande 27 pour émettre un ordre de fermeture ou d’ouverture à un ou deux éléments mobiles 25, 26 du dispositif de coupure 3 à 10. Un dispositif de coupure 3 à 10 peut être un contacteur bipolaire, de préférence bistable. Par ailleurs, chaque dispositif de coupure 3 à 10 est commandé, c’est-à-dire que chaque partie de commande 27 est couplée électriquement, de préférence directement, par une connexion non représentée à des fins de simplification, à l’unité de commande électronique 11 qui peut transmettre une commande d’ouverture et de fermeture à la partie de commande 27 du dispositif de coupure 3 à 10.
La particularité d’un dispositif de coupure 3 à 10 est qu’il a un pouvoir de coupure faible strictement inférieur à celui du disjoncteur 2. Par exemple, un dispositif de coupure a un pouvoir de coupure inférieur ou égal à 50 A. C’est-à-dire qu’il n’est pas possible de commander l’ouverture à l’élément mobile 25, 26 lorsqu’un courant supérieur ou égal à un seuil de courant de coupure parcourt l’élément mobile 25, 26 en position fermée. De préférence, le seuil de courant de coupure est proche de 0 A. En d’autres termes, pour ouvrir un dispositif de coupure 3 à 10, le courant qui parcourt le dispositif doit être inférieur ou égal au seuil de courant de coupure. De tels dispositifs de coupure sont plus simples que des disjoncteurs, ce qui simplifie le système 1. De façon générale, chaque dispositif de coupure 2 comprend au moins un élément mobile 25, 26, au moins une borne d’entrée 28, 29 couplée électriquement à au moins une ligne de distribution parmi les première et deuxième lignes de distribution 18, 19, et au moins une borne de sortie 30, 31 , couplée électriquement à au moins un élément mobile 25, 26. Ainsi, un dispositif de coupure 3 à 10 peut comporter un seul élément mobile 25 couplé électriquement à une première borne d’entrée 28 et à une première borne de sortie 30 pour ouvrir ou fermer la première ligne de distribution 18. Avantageusement, un dispositif de coupure 2 comprend deux éléments mobiles 25, 26 couplés respectivement aux bornes d’entrée 28, 29 et aux bornes de sortie 30, 31 du dispositif de coupure 3 à 10. Dans ce cas un premier élément mobile 25 peut ouvrir et fermer la première ligne de distribution 18 et un deuxième élément mobile 26 peut ouvrir et fermer la deuxième ligne de distribution 19. Plus particulièrement, les dispositifs de coupure sont commandés
Par ailleurs, le système 1 comprend des départs de distribution électrique 40, 41 . Chaque départ 40, 41 est destiné à alimenter un circuit électrique 100 à 103 comprenant un ou plusieurs équipements électriques 200 à 203, comme illustré sur la figure 2. Chaque départ 40, 41 est en outre couplé électriquement, de préférence directement, à une borne de sortie 30, 31 , d’un dispositif de coupure 3 à 10. Sur la figure 2, on a représenté un système de distribution électrique 1 particulièrement adapté pour un réseau domestique, c’est-à-dire un réseau alimenté par un courant alternatif monophasé. A titre d’exemple, on a représenté un premier circuit 100 comprenant une machine à laver 200, un deuxième circuit 101 comprenant un climatiseur 201 , un troisième circuit 102 comprenant un chauffe-eau 202 et un quatrième circuit 103 comprenant une prise électrique 203, par exemple destinée à être couplée à une lampe. Chaque circuit électrique 100 à 103 comprend, au moins deux conducteurs 300, 301 destinés à être couplés électriquement, de préférence directement, respectivement à deux départs 40, 41 du système 1 . En d’autres termes, chaque circuit électrique 100 à 103 comprend deux conducteurs 300, 301 couplés électriquement aux bornes de sortie 30, 31 d’un dispositif de coupure 3 à 10. Selon un autre exemple, un circuit électrique 102 peut comprendre un troisième conducteur 302, dit de terre, couplé à la troisième ligne de distribution 20.
L’unité de commande électronique 11 est configurée pour commander l’ouverture et la fermeture des dispositifs de coupure 3 à 10. L’unité de commande électronique 11 peut comprendre un microprocesseur. De préférence, l’unité de commande électronique 11 comprend un microcontrôleur apte à effectuer des calculs rapidement pour commander les dispositifs de coupure 3 à 10 le plus rapidement possible.
Plus particulièrement, l’unité de commande électronique 11 est configurée pour commander l’ouverture et la fermeture du disjoncteur 2. En outre, le système 1 comprend un interrupteur commandé 50 couplé aux bornes d’entrée 21 et de sortie 22 du disjoncteur 2. En d’autres termes, l’interrupteur 50 est monté en parallèle du disjoncteur 2, c’est-à-dire qu’il est monté sur une ligne parallèle 51 au disjoncteur 2. L’interrupteur 50 est en outre configuré pour ouvrir ou fermer la ligne parallèle 51 pour respectivement empêcher et permettre une circulation du courant dans la ligne parallèle 51 entre la borne d’entrée 21 et la borne de sortie 22 du disjoncteur 2. L’interrupteur 50 est également couplé électriquement, de préférence directement, par une connexion non représentée à des fins de simplification, à l’unité de commande électronique 11 qui peut transmettre une commande d’ouverture et de fermeture à l’interrupteur 50. Plus particulièrement, l’interrupteur 50 comprend deux thyristors 52, 53 montés de manière tête-bêche, ou antiparallèle, on appelle également un tel interrupteur un triac (ou Triode for alternating current en langue anglaise, c’est-à-dire triode pour courant alternatif). Un thyristor est un interrupteur électronique semi-conducteur à trois bornes, c’est-à-dire comprenant quatre couches de silicium dopées alternativement par des accepteurs (P) et des donneurs (N). Un thyristor comporte deux bornes principales, notées anode et cathode, situées de part et d’autre des quatre couches PNPN. La troisième borne, appelée gâchette, sert à commander le thyristor. La troisième borne est couplée électriquement à la couche P située du côté de la cathode. Les thyristors 52, 53 d’un triac sont montés de manière tête-bêche, c’est-à-dire de manière antiparallèle, c’est-à-dire que l’anode d’un thyristor 52, 53 est couplée directement à la cathode de l’autre thyristor 53, 52. Plus précisément, l’anode d’un premier thyristor 52 est couplée directement à la cathode d’un deuxième thyristor 53 et l’anode du deuxième thyristor 53 est couplée directement à la cathode du premier thyristor 52. Par ailleurs leurs gâchettes respectives sont commandées simultanément. Le triac est fermé par une commande de fermeture appliquée sur les gâchettes des deux thyristors 52, 53 et laisse passer le courant tant que le courant est supérieur ou égal à un seuil appelé courant de maintien (de manière générale, le courant de maintien est égal à 0,65 A). La commande de fermeture peut être impulsionnelle car le courant qui traverse le triac ne dépend plus de la commande appliquée sur les gâchettes. En d’autres termes, le triac reste passant jusqu'à ce que le courant circulant entre la borne d’entrée 21 et la borne de sortie 22 redescende en dessous de la valeur du courant de maintien. Préférentiellement et afin de garantir l’état fermé du triac, on applique la commande de fermeture en continue sur les gâchettes lorsqu’on souhaite que le triac soit fermé. Une commande d’ouverture appliquée sur les gâchettes ouvre le triac qui n’est plus passant. Avantageusement, la ligne parallèle 51 peut comprendre une résistance 54 située entre la borne d’entrée 21 et l’interrupteur 50. La résistance 54 est également appelée résistance limiteur de courant. Un triac offre l’avantage d’avoir un volume faible, inférieur ou égal à 1 cm3, ce qui permet d’avoir un système 1 plus compact. Selon un autre avantage, un triac a une vitesse de fermeture plus rapide qu’un relais électromécanique. Par exemple, un triac peut avoir une vitesse de fermeture inférieure ou égale à 1 ms. Ainsi, on peut réalimenter les circuits électriques au plus vite après l’ouverture du disjoncteur 2.
De manière générale, le système 1 est adapté gérer l’alimentation de plusieurs circuits électriques, à l’aide d’au moins un disjoncteur 2 et un interrupteur 50, notamment en cas de surintensité, ce qui rend le système simple et efficace.
Avantageusement, le système 1 comprend des dispositifs de mesure 60 à 67 des courants circulant dans les dispositifs de coupure 3 à 10. Par exemple, un dispositif de mesure 60 à 67 peut comprendre une résistance couplée électriquement entre une borne d’entrée 28, 29 d’un dispositif de coupure 3 à 10 et une entrée de raccordement 12 à 14, en fonction du courant que l’on souhaite mesurer. De préférence, un dispositif de mesure 60 à 67 comprend une résistance couplée électriquement entre la première borne d’entrée 28 d’un dispositif de coupure 3 à 10 et la borne de sortie 22 du disjoncteur 2, afin de mesurer le courant circulant dans la première ligne de distribution. En variante, un dispositif de mesure 60 à 67 peut comprendre un capteur à effet hall couplé électriquement entre une borne d’entrée 28, 29 d’un dispositif de coupure 3 à 10 et une entrée de raccordement 12 à 14. En outre, les dispositifs de mesure 60 à 67 sont couplés électriquement, de préférence directement, par des connexions non représentées à des fins de simplification, à l’unité de commande électronique 11. Ainsi, l’unité de commande électronique 11 peut commander le disjoncteur 2, les dispositifs de coupure 3 à 10 et l’interrupteur 50, en fonction des valeurs des courants circulant dans les dispositifs de coupure 3 à 10, c’est-à-dire dans les circuits électriques couplés aux dispositifs de coupure 3 à 10.
Par exemple, en cas de surintensité due à une surcharge dans un dispositif de coupure 3 à 10, on dit également que le dispositif de coupure 3 à 10 est en défaut, et l’unité de commande électronique 11 est configurée pour commander l’ouverture du dispositif de coupure en défaut. En particulier, l’unité de commande électronique 11 reçoit la mesure d’un courant de surcharge transmis par l’appareil de mesure 60 à 67 qui est couplée au dispositif de coupure 3 à 10 en défaut. Lorsque le courant circulant dans le dispositif de coupure 3 à 10 en défaut est supérieur ou égal à un premier seuil de courant de défaut et inférieur ou égal à un deuxième seuil de courant de défaut, l’unité de commande électronique 11 commande l’ouverture du dispositif de coupure 3 à 10 en défaut. Le deuxième seuil est strictement supérieur au premier seuil. Par exemple, le premier seuil de courant de défaut peut être égal à 10*ln et le deuxième seuil de courant de défaut peut être égal à 1000*ln. Par exemple le courant nominal In peut être égal à 32 A.
Avantageusement, l’unité de commande électronique 11 est configurée pour commander l’ouverture d’un dispositif de coupure 3 à 10 lorsque le courant circulant dans le dispositif de coupure 3 à 10 est inférieur ou égal à un seuil de courant de coupure. Le seuil de courant de coupure peut être égal au pouvoir de coupure du dispositif de coupure 3 à 10. Par exemple, le seuil de courant de coupure peut être inférieur ou égal à 50 A, par exemple compris entre 0,1 et 0,5 A.
Par exemple, en cas de forte surintensité, par exemple un court-circuit, dans un dispositif de coupure 3 à 10, on dit également que le dispositif de coupure 3 à 10 est en défaut, et l’unité de commande électronique 11 est configurée pour commander l’ouverture du disjoncteur 2. En particulier, l’unité de commande électronique 1 1 reçoit la mesure d’un courant de forte intensité transmise par l’appareil de mesure 60 à 67 qui est couplé au dispositif de coupure 3 à 10 en défaut. Lorsque le courant circulant dans le dispositif de coupure 3 à 10 en défaut est strictement supérieur au deuxième seuil de courant de défaut, l’unité de commande électronique 11 commande l’ouverture du disjoncteur 2. Puis, l’unité de commande électronique 11 commande l’ouverture du dispositif de coupure 3 à 10 en défaut, afin d’isoler électriquement le circuit électrique couplé au dispositif de coupure en défaut. On notera que puisque le disjoncteur 2 est ouvert, il n’y a pas de courant circulant dans les dispositifs de coupure, en particulier sur la ligne de distribution couplant électriquement la borne de sortie du disjoncteur 2 et l’élément mobile 25, et on peut donc commander l’ouverture de l’élément mobile 25 sans attendre le passage à zéro du courant. Le passage à zéro du courant correspond au fait que le courant circulant dans l’une des première et deuxième lignes de distribution 18, 19 est inférieur ou égal au seuil de courant de coupure. Préférentiellement, lorsqu’un dispositif de coupure 3 à 10 comprend deux éléments mobiles 25, 26, on attend le passage à zéro du courant circulant dans la deuxième ligne de distribution 19 pour commander l’ouverture du deuxième élément mobile 26. De préférence, lorsqu’un dispositif de coupure 3 à 10 comprend deux éléments mobiles 25, 26, on entend par commander l’ouverture et la fermeture du dispositif de coupure 3 à 10 l’ouverture et la fermeture des deux éléments mobiles 25, 26 du dispositif de coupure 3 à 110. Puis, l’unité de commande électronique 11 commande la fermeture de l’interrupteur 50, afin d’alimenter les circuits électriques qui ne sont pas en défaut. En particulier, l’unité de commande électronique 11 est couplée électriquement en amont du disjoncteur 2 afin de pouvoir commander l’interrupteur 50, notamment sa fermeture, après une ouverture du disjoncteur 2. En d’autres termes, l’unité de commande électronique 11 est couplée électriquement aux entrées de raccordement 12 à 14 et aux lignes d’alimentation 15 à 17 pour son alimentation électrique. Avantageusement, l’unité de commande électronique 11 est configurée pour commander l’ouverture de l’interrupteur 50 lorsque le courant circulant dans l’interrupteur 50 est inférieur ou égal à un seuil de courant d’ouverture. Le seuil de courant d’ouverture peut être supérieur ou égal au seuil de courant de coupure des dispositifs de coupure 3 à 10. Par exemple, le seuil de courant d’ouverture est inférieur ou égal à 50 A, de préférence compris entre 0,1 A et 0,5 A. Puis, l’unité de commande électronique 11 commande la fermeture du disjoncteur 2, afin de mettre à nouveau la protection, notamment la protection contre les fortes surintensités, en fonctionnement. Avantageusement, l’unité de commande électronique 11 est configurée pour commander, après la fermeture du disjoncteur 2, l’ouverture de l’interrupteur 50, pour notamment éviter de laisser circuler un courant d’alimentation dans l’interrupteur 50 et ainsi limiter l’usure de l’interrupteur 50.
Selon un autre avantage, le système 1 peut comprendre un dispositif de détection 70 d’un courant de fuite configuré pour mesurer une différence entre un premier courant circulant dans la première ligne d’alimentation 15 et un deuxième courant circulant dans la deuxième ligne d’alimentation 16. Un courant de fuite correspond à une différence de courant (en ampère) entre les deux lignes d’alimentation 15, 16. Le dispositif de détection 70 est couplé électriquement, de préférence directement, par une connexion non représentée à des fins de simplification, à l’unité de commande électronique 11. L’unité de commande électronique 11 est configurée pour recevoir la valeur du courant de fuite détecté par le dispositif de détection 70. Par ailleurs, lorsque l’unité de commande électronique 11 reçoit, du dispositif de détection 70, un courant de fuite supérieure ou égale à un seuil de courant de fuite, l’unité de commande électronique est configurée pour déterminer le dispositif de coupure en défaut correspondant au dispositif de coupure 3 à 10 qui est couplé au circuit électrique qui génère le courant de fuite. Lorsque le dispositif de coupure 3 à 10 en défaut est déterminé, l’unité de commande électronique 11 commande l’ouverture du dispositif de coupure en défaut. Par exemple, pour déterminer le dispositif de coupure 3 à 10 en défaut, l’unité de commande électronique 11 est configurée pour commander l’ouverture, successivement, de chaque dispositif de coupure 3 à 10. Ainsi, on peut déterminer le dispositif de coupure en défaut générant la différence de courant. Plus particulièrement, l’unité de commande électronique 1 1 commande l’ouverture d’un premier dispositif de coupure 3 à 10, et si le courant de fuite disparaît, c’est-à- dire si le courant détecté par le dispositif de détection 70 est strictement inférieur au seuil de courant de fuite, le dispositif de coupure 3 à 10 qui est ouvert correspond au dispositif de coupure en défaut. Dans le cas contraire, l’unité de commande électronique 11 commande la fermeture du dispositif de coupure 3 à 10 qui est ouvert et commande l’ouverture d’un deuxième dispositif de coupure 3 à 10 et compare à nouveau le courant détecté par le dispositif de détection 70 avec le seuil de courant de fuite. L’unité de commande électronique 11 effectue les opérations précédentes, à savoir ouverture d’un dispositif de coupure, comparaison du courant de fuite détecté avec le seuil de courant de fuite, jusqu’à la détermination du dispositif de coupure en défaut pour lequel le courant de fuite détecté est strictement inférieur au seuil de courant de fuite. Un procédé de distribution électrique peut être mis en œuvre par le système 1 tel que défini ci- avant.
Le système qui vient d’être décrit permet avantageusement de gérer les défauts de surintensité de surcharge et de court-circuit et de courants de fuite à l’aide d’une unité de commande électronique adaptée. Grâce à une telle unité de commande électronique on peut utiliser des appareils de protection qui sont simples pour fournir un système de distribution électrique peu complexe tout en garantissant une protection efficace pour les circuits électriques et les personnes.

Claims

Revendications Système de distribution électrique, comprenant une entrée de raccordement (12) destinée à être couplée à une ligne électrique d’arrivée (15), une ligne de distribution électrique (18), un disjoncteur (2) commandé ayant une borne d’entrée (21) couplée à l’entrée de raccordement (12) et une borne de sortie (22) couplée à la ligne de distribution électrique (18), des dispositifs de coupure (3 à 10) commandés et couplés à la ligne de distribution électrique (18), des départs de distribution électrique (40) destinés à alimenter des circuits électriques, chaque départ (40) étant couplé à un dispositif de coupure (3 à 10), et une unité de commande électronique (11) configurée pour commander l’ouverture et la fermeture des dispositifs de coupure (3 à 10), caractérisé en ce que le système comprend un interrupteur (50) commandé comprenant deux thyristors (52, 53) montés de manière tête-bêche, l’interrupteur (50) étant couplé aux bornes d’entrée (21) et de sortie (22) du disjoncteur (2), et en ce que l’unité de commande électronique (1 1) est en outre configurée pour commander l’ouverture et la fermeture de l’interrupteur (50) et du disjoncteur (2). Système selon la revendication 1 , comprenant des dispositifs de mesure (60 à 67) des courants circulant dans les dispositifs de coupure (3 à 10) couplés à l’unité de commande électronique (11), l’unité de commande électronique (11) étant configurée pour commander l’ouverture d’un dispositif de coupure (3 à 10) lorsque le courant circulant dans le dispositif de coupure (3 à 10) est supérieur ou égal à un premier seuil de courant de défaut et inférieur ou égal à un deuxième seuil de courant de défaut, le deuxième seuil étant strictement supérieur au premier seuil. Système selon la revendication 2, dans lequel l’unité de commande électronique (11) est configurée pour commander l’ouverture d’un dispositif de coupure (3 à 10) lorsque le courant circulant dans le dispositif de coupure (3 à 10) est inférieur ou égal à un seuil de courant de coupure. Système selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l’unité de commande électronique (11) est configurée pour commander l’ouverture de l’interrupteur (50) lorsque le courant circulant dans l’interrupteur (50) est inférieur ou égal à un seuil de courant d’ouverture. Système selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel, l’unité de commande électronique (11) est configurée pour commander l’ouverture du disjoncteur (2), lorsqu’un courant circulant dans un dispositif de coupure (3 à 10) est strictement supérieur au deuxième seuil de courant de défaut, pour commander l’ouverture du dispositif de coupure (3 à 10), pour commander la fermeture de l’interrupteur (50) après l’ouverture du dispositif de coupure (3 à 10), et pour commander la fermeture du disjoncteur (2) après l’ouverture du dispositif de coupure (3 à 10). Système selon la revendication 5, dans lequel l’unité de commande électronique (11) est configurée pour commander l’ouverture de l’interrupteur (50) après la fermeture du disjoncteur (2). Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un premier courant d’une première phase est destiné à circuler à l’entrée de raccordement (12), le système comprenant un dispositif de détection (70) d’un courant de fuite configuré pour mesurer une différence entre le premier courant et un deuxième courant destiné à alimenter les circuits électriques et ayant une deuxième phase distincte de celle du premier courant, l’unité de commande électronique (11) étant configurée pour, lorsqu’une différence de courant est supérieure ou égale à un seuil de courant de fuite, commander l’ouverture, successivement, de chaque dispositif de coupure (3 à 10) de manière à déterminer le dispositif de coupure (3 à 10) en défaut générant la différence de courant. Procédé de distribution électrique, comprenant un couplage d’une entrée de raccordement (12) d’un système de distribution électrique selon l’une des revendications 1 à 7 à une ligne électrique d’arrivée (15), un couplage des départs (40) de distribution électrique du système à des circuits électriques, et une fermeture du disjoncteur (2) et des dispositifs de coupure (3 à 10) du système pour alimenter les circuits électriques. Procédé selon la revendication 8, comprenant des mesures des courants circulant dans les dispositifs de coupure (3 à 10), et une ouverture d’un dispositif de coupure (3 à 10) lorsqu’un courant circulant dans le dispositif de coupure est supérieur ou égal à un premier seuil de courant de défaut et inférieur ou égal à un deuxième seuil de courant de défaut. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’ouverture d’un dispositif de coupure (3 à 10) est effectuée lorsque le courant circulant dans le dispositif de coupure (3 à 10) est inférieur ou égal à un seuil de courant de coupure. Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel l’ouverture de l’interrupteur (50) est effectuée lorsque le courant circulant dans l’interrupteur (50) est inférieur ou égal à un seuil de courant d’ouverture. Procédé selon l’une des revendications 9 à 11 , comprenant une ouverture du disjoncteur (2), lorsqu’un courant circulant dans un dispositif de coupure (3 à 10) est strictement supérieur au deuxième seuil de courant de défaut, puis une ouverture du dispositif de coupure (3 à 10), puis une fermeture de l’interrupteur (50), puis une fermeture du disjoncteur (2). Procédé selon la revendication 12, comprenant une ouverture de l’interrupteur (50) après la fermeture du disjoncteur (2). Procédé selon l’une quelconque des revendications 8 à 13, dans lequel un courant d’une première phase circule à l’entrée de raccordement (12), le procédé comprenant une mesure d’une différence entre le premier courant et un deuxième courant alimentant les circuits électriques et ayant une phase distincte de celle du premier courant, et comprenant, lorsqu’une différence de courant est supérieure ou égale à un seuil de courant de fuite, une ouverture successive de chaque dispositif de coupure (3 à 10) de manière à déterminer le dispositif de coupure (3 à 10) en défaut générant la différence de courant.
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