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WO2023194292A1 - Appareil de protection électrique modulaire avec modules de commande et de puissance - Google Patents

Appareil de protection électrique modulaire avec modules de commande et de puissance Download PDF

Info

Publication number
WO2023194292A1
WO2023194292A1 PCT/EP2023/058648 EP2023058648W WO2023194292A1 WO 2023194292 A1 WO2023194292 A1 WO 2023194292A1 EP 2023058648 W EP2023058648 W EP 2023058648W WO 2023194292 A1 WO2023194292 A1 WO 2023194292A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control
module
configuration
trigger
power
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/058648
Other languages
English (en)
Inventor
Eric Domejean
Jerôme BRENGUIER
Frédéric Court
Original Assignee
Schneider Electric Industries Sas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Electric Industries Sas filed Critical Schneider Electric Industries Sas
Priority to AU2023251150A priority Critical patent/AU2023251150A1/en
Publication of WO2023194292A1 publication Critical patent/WO2023194292A1/fr

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/548Electromechanical and static switch connected in series
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/08Terminals; Connections
    • H01H71/082Connections between juxtaposed circuit breakers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/1009Interconnected mechanisms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H2071/006Provisions for user interfaces for electrical protection devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/74Means for adjusting the conditions under which the device will function to provide protection
    • H01H71/7409Interchangeable elements

Definitions

  • TITLE Modular electrical protection device with control and power modules
  • the present invention relates to a control module for an electrical protection device, a power module for this electrical protection device, and the electrical protection device comprising such modules.
  • electromechanical type electrical protection devices such as air circuit breakers, and in particular miniature circuit breakers (MCB) are physically designed to trip upon the occurrence of an emergency.
  • MBC miniature circuit breakers
  • electrical faults whose characteristics are predetermined. These faults are for example a short circuit, an overload or a differential fault.
  • the breaking performance of the device is generally limited by the speed of movement of the separable contacts ensuring insulation and by the characteristics of the breaking chamber, aimed at extinguishing an electric arc which appears in the air between the separable contacts.
  • the installation in the event of the occurrence of an electrical fault while it is supplied with direct current by the electrochemical accumulator batteries, it is appropriate to interrupt high intensity currents with a very weak reaction, for example of the order of a few microseconds.
  • the number of poles to be protected may be different depending on the installations, which may for example be single-phase or multi-phase.
  • the protection devices of the invention can be contained in a housing having the same size as the housings of the electromechanical protection devices.
  • the invention aims in particular to achieve these objectives and to remedy the aforementioned drawbacks, by proposing a new particularly efficient and versatile electrical protection device, which can be easily modified to adapt to the number of poles of the installation to be protected and which is particularly suitable for protecting an installation whose characteristics and electrical faults to be detected change during use.
  • the subject of the invention is a control module as such, configured to be integrated into a modular electrical protection device also comprising at least one power module, the control module comprising: a control compartment, intended to form a part of a housing belonging to the modular electrical protection device; a trigger, capable of mechanically triggering a switching of a mechanical disconnector belonging to said at least one power module, from a conduction configuration to a separation configuration; and a main control circuit.
  • the main control circuit is: arranged inside the control compartment, configured to be in communication with a local control circuit, belonging to said at least one power module, the local control circuit being configured to control a setting in a blocking state of a static switch belonging to said at least one power module, and configured to command the trigger to trigger the switching of the mechanical disconnector, when opening conditions are met.
  • the invention also relates to a power module as such, configured to be integrated into a modular electrical protection device also comprising a control module, the power module comprising: a power compartment, intended to form a part a housing belonging to the modular electrical protection device; an input terminal, capable of being connected to an electrical power supply; an output terminal, capable of being connected to a load intended to be electrically powered by the electrical power supply via said at least one power module; a mechanical disconnector, via which the terminals are electrically connected, which comprises separable contacts arranged inside the power compartment, the mechanical disconnector being configured to switch between a conduction configuration, where the separable contacts are in mutual contact to conduct electrical current between the input terminal and the output terminal, and a separation configuration, where the separable contacts are separated by a blade of air to electrically separate the output terminal from the input terminal, the mechanical disconnector being configured so that a switch from the conduction configuration to the separation configuration can be triggered mechanically by a trigger belonging to the control module; a static switch, via which the terminals are electrically connected
  • the invention also relates to a modular electrical protection device, comprising: a housing; at least one power module as defined above, the power compartment forming part of the housing; and a control module as defined above, the control compartment forming a part of the housing, the trigger being capable of mechanically triggering the switching of the mechanical disconnector of said at least one power module from the conduction configuration to the configuration of separation, the main control circuit being in communication with the local control circuit of said at least one power module.
  • the modular device comprises a housing, a control module and at least one power module, for example one, two, three or four power modules.
  • Each power module includes: a power compartment, forming part of the housing; an input terminal, capable of being connected to an electrical power supply; an output terminal, capable of being connected to a load intended to be electrically powered by the electrical power supply via said at least one power module; a mechanical disconnector, through which the terminals are electrically connected, which includes separable contacts disposed within the power compartment, the mechanical disconnector being configured to switch between a conduction configuration, where the separable contacts are in contact mutual to conduct electric current between the input terminal and the output terminal, and a separation configuration, where the separable contacts are separated by an air blade to electrically separate the terminal from exit from input terminal; a static switch, via which the terminals are electrically connected, which is connected in series with the mechanical disconnector and which is configured to move between an on state, to conduct electric current between the input terminal and the output terminal output, and a blocking state, to electrically isolate the
  • the control module comprises: a control compartment, which forms a part of the housing, the control and power compartments being separate; a trigger, capable of mechanically triggering a switching of the mechanical disconnector of said at least one power module from the conduction configuration to the separation configuration; and a main control circuit, which is: arranged inside the control compartment, in communication with the local control circuit of said at least one power module, and configured to command the trigger to trigger the switching of the mechanical disconnector, when opening conditions are met.
  • the protection device be modular, to be able to provide as many power modules as necessary, in correspondence with the number of poles of the installation to be protected, without major modification of the design of the protective device.
  • the main control circuit is capable of communicating with a single or several local control circuits, depending on the number of power modules planned, without design modification.
  • the trigger is capable of switching a single disconnector or several disconnectors, depending on the number of power modules planned. It is therefore not necessary to provide an individual actuator for each power module, to operate the disconnector(s).
  • each solid state switch is supplied with its associated local control circuit pre-assembled with the solid state switch, so that it is industrially advantageous to provide a local control circuit for each power module.
  • the power modules are standard, or even identical to each other. It is therefore particularly easy to modify the protection device to adapt to the installation, in that it is sufficient to modify the number of power modules and possibly program the control circuits specifically for a given installation, in order to to modify the opening conditions as necessary.
  • the protection device is efficient in that, for each pole, the power module offers both rapid cutting of relatively intense currents, thanks to the static switch, while offering galvanic isolation by formation of 'a air blade using the disconnector.
  • the protection device can easily be adapted to an installation whose characteristics and for which the electrical faults to be detected change during use, in that the control circuits can be previously programmed to take these changes into account. once the device equips the installation.
  • the control circuits take into account specific opening conditions to put the semiconductor switch in the blocking state and/or specific opening conditions to put the disconnector into operation. separation configuration, even if, for example, the power supply delivers alternating current then direct current.
  • the trigger comprises: a trigger mechanism disposed in the control compartment and configured to switch between an armed configuration and a triggered configuration; and a trigger bar, which projects out of the control compartment to reach said at least one power module, the trigger bar being moved when the trigger mechanism changes from the armed configuration to the triggered configuration, so that the trigger bar trigger mechanically triggers the switching of the mechanical disconnector of the power module, from the conduction configuration to the separation configuration.
  • the trigger comprises a general manual control, which is carried by the control compartment and which is operable from outside the control compartment to command the trigger to switch the disconnector of said at least one power module of the configuration of conduction to the separation configuration.
  • the trigger comprises an electro-actuator, which is disposed inside the control compartment and which is controlled by the main control circuit, the main control circuit controlling the trigger by controlling the electro-actuator.
  • the mechanical disconnector comprises a local manual control, carried by the power compartment and operable from outside the power compartment to switch the mechanical disconnector between the conduction configuration and the separation configuration.
  • the local control circuit comprises a sensor system comprising: a current sensor, measuring the electric current circulating between the terminals; and/or a control sensor, detecting an actuation of the local manual control.
  • the main control circuit includes a remote communication interface, for communicating with a remote device separate from the modular electrical protection device.
  • the main control circuit is supplied with electrical energy by an auxiliary electrical power supply and the local control circuit of said at least one power module is electrically connected to the control module so that said local control circuit is electrically powered by the auxiliary power supply, via the control module.
  • control module comprises an auxiliary power supply unit, which is arranged in the control compartment and connected to the power supply, the auxiliary power supply unit providing the auxiliary power supply to the main control circuit by converting the power supply.
  • the auxiliary power supply unit is connected to the power supply by being electrically connected to two power modules of the apparatus, using wired connections, each wired connection being connected to the power module. power between the input terminal and the output terminal.
  • the invention also relates to an installation comprising the aforementioned protection device, a power supply, which is electrically connected to the input terminal of said at least one power module, and a load, which is electrically connected to the output terminal said at least one power module to be electrically powered by the electrical power supply via the modular electrical protection device.
  • FIG 1 Figure 1 is a perspective view of the protection device according to one embodiment of the invention.
  • FIG 2 Figure 2 is a bottom view of the protection device of Figure 1.
  • FIG 3 Figure 3 is a perspective view of the protection device of the previous figures, from another angle, where part of the housing has been omitted.
  • Figure 4 is a side perspective view of a power module belonging to the protection device of the previous figures.
  • FIG 5 is a rear perspective view of the power module of Figure 4, where a power compartment, forming part of the protective device housing, has been omitted.
  • FIG 6 is a side view of the power module of Figures 4 and 5, where part of the power compartment is omitted.
  • FIG 7 is a perspective view from below of a control module belonging to the protection device of the previous figures.
  • FIG 8 is a side view of the control module of Figure 7, where part of a control compartment, forming part of the protective device housing, has been omitted.
  • FIG 9 Figure 9 is a functional diagram of the protection device of the preceding figures.
  • FIG 10 shows three examples of protection devices conforming to the invention, with a different number of power modules than for the embodiment of the previous figures.
  • Figures 1 to 9 illustrate a modular electrical protection device, called a “device”, shown in full in Figures 1 and 2, and intended to equip an electrical installation, in order to ensure electrical protection.
  • the device is a miniature circuit breaker.
  • the device is modular in that it includes several modules, here a control module 1 and three power modules 5, and in that the number and arrangement of the modules can easily be modified, to adapt the device to different applications, in particular the number of poles of the installation to be protected.
  • a single power module 5 is provided.
  • the device makes it possible to protect three poles, by comprising three modules 5.
  • Figures 3-6 show one of the power modules 5, represented alone.
  • Figures 7-8 show the control module 1, shown alone.
  • the device comprises a housing 4 inside which at least part of the components of the device are housed.
  • thermoformed polymer for example polyamide PA 6.6.
  • Box 4 is at less partly formed, or even entirely formed by an assembly of individual boxes, forming compartments, each compartment belonging to one of the modules 1 and 5.
  • the control module 1 comprises a compartment 41 called “control compartment” and each module power 5 includes a compartment 45 called the respective “power compartment”.
  • Each compartment 41 and 45 is distinct from the other compartments 41 or 45. Compartments 41 and 45 are adjacent to each other, without being nested or contained within one another. The compartments 41 and 45 are fixed to each other, so that the housing 4 forms an integral assembly.
  • each compartment 41 and 45 has similar dimensions, or dimensions resulting from multiples of a base unit, to be able to be interchangeable and give a modular character to the device, while being compatible with existing installations.
  • each compartment 41 and 45 has a width, in direction Y4, which is 27 mm. For example, we predict that this width is a multiple of 9 mm.
  • Each compartment 41 and 45 comprises a front 42 and a back 43, opposite in the direction X4, as well as a side 44 and a side 46, opposite in the direction Y4 and connecting the front 42 and the back 43 between them.
  • the sides 46 are turned in the direction of direction Y4 and the sides 44 in the opposite direction.
  • the fronts 42 are turned in the direction of direction X4 and the backs 43 in the opposite direction.
  • Modules 1 and 5 are assembled via their respective compartments 41 and 45, being arranged successively along the Y4 axis.
  • module 1 is arranged at one end of the device, and is followed by modules 5 which are arranged successively in direction Y4 starting from module 1.
  • another order can be adopted.
  • Each module 1 or 5 is assembled, via its side 46, against the adjacent module 1 or 5, via its side 44.
  • the sides 44 and 46 advantageously have complementary fixing means, for example latch hooks.
  • the fronts 42 of the modules 1 to 5 form the front of the housing 4.
  • the backs 43 of the modules 1 to 5 form the back of the housing 4.
  • the backs 43 of modules 1 and 5 together form a fastener to be able to fix the device on a horizontal fixing rail, parallel to the direction Y4.
  • the front of the box 4 is left accessible to a technician when the device is integrated into the installation.
  • each power module 5 comprises an input terminal 51 and an output terminal 52, which are opposite in the direction Z4 and which open out of the power compartment 45.
  • the terminal 51 is arranged in there direction Z4 in relation to terminal 52, and leads into direction Z4.
  • Terminal 52 opens in the opposite direction.
  • Each terminal 51 and 52 is for example in the form of a screw terminal.
  • Each terminal 51 and 52 is capable of being electrically connected to a respective electrical conductor.
  • Each input terminal 51 is capable of being electrically connected to one of the poles of a power supply 90 of the installation.
  • This pole can be a phase pole or a neutral pole, if the power supply 90 is an alternating current supply.
  • This pole can also be a positive, negative or neutral pole, if the installation is direct current. It can also be expected that the pole changes function, in particular when the power supply 90 is capable of delivering several types of current during use, for example by switching from alternating current to direct current.
  • the power supply 90 may include the sector, a battery backup system and/or an inverter.
  • the power supply 90 delivers an alternating or direct voltage of between 100 and 1000 Volts.
  • Each output terminal 52 is able to be electrically connected to one of the poles of a load 91, which is intended to be electrically powered by the power supply 90 via the device.
  • the pole of the load 91 to be connected to the terminal 52 corresponds to the pole of the electrical supply, connected to the terminal 51.
  • the load is constituted by an installation of computer servers, or an electrical network of a building, tertiary or residential.
  • the device in Figures 1 and 2 is adapted for the protection of three poles of the installation, in that three power modules 5 are provided, each corresponding to one of the poles.
  • a single control module 1 is advantageously installed.
  • each power module 5 comprises a mechanical disconnector 53 and a static switch 54 and a local control circuit 55.
  • a mechanical disconnector 53 As better visible in Figures 5 and 6, and as functionally shown in Figure 9, each power module 5 comprises a mechanical disconnector 53 and a static switch 54 and a local control circuit 55.
  • only one of the power modules 5 is shown, but the others have a similar structure.
  • the mechanical disconnector 53 and the static switch 54 electrically connect the terminal 51 to the terminal 52 by being connected in series.
  • the disconnector 53 connects the terminal 51 to the switch 54
  • the switch 54 connects the disconnector 53 to the terminal 52.
  • the mechanical disconnector 53 comprises separable contacts, namely a fixed contact 60 and a movable contact 61 and a trigger mechanism 62. The contacts
  • the fixed contact 60 is fixed relative to the compartment 45, being here integral with the switch 54.
  • the movable contact 61 is movable relative to compartment 45, being actuated by mechanism 62, and is electrically connected to terminal 51 by an electrical conductor 68.
  • the mechanical disconnector 53 is configured to switch between a conduction configuration, shown in Figures 5 and 6, where the contacts 60 and 61 are in mutual contact to conduct electric current between the terminals 51 and 52, and a separation configuration, where the contacts 60 and 61 are separated by an air blade 63, as shown in detail 5A of Figure 5, to electrically separate the terminals 51 and 52 from each other at the level of the air blade 63 .
  • the mechanism 62 activates the contact
  • the movable contact 61 includes a conductive part, through which the movable contact 61 comes into contact with the fixed contact 60 to conduct the passage of the electric current, and a contact carrier, carrying the conductive part and through which the contact 61 is actuated by the mechanism 62.
  • the mechanism 62 evolves between an armed configuration and a triggered configuration.
  • the mechanism 62 advantageously comprises a spring 64, a locking system 65 and a pivoting plate 66.
  • the pivoting plate 66 is pivotally mounted relative to the compartment 45.
  • the rotational position of the plate 66 is subject to, or at least controls, that of the contact 61. To do this, the plate 66 activates the contact carrier of the contact 61.
  • the spring 64 exerts a force on the plate 66 tending to pivot the plate 66 in a direction where it moves the contact 61 away from the contact 60.
  • the spring 64 advantageously rests against a wall of the compartment 45.
  • the locking system 65 for example carried by the plate 66, allows, when it is locked and the mechanism is in armed configuration, to maintain the plate 66 in an orientation where the contacts 60 and 61 are in mutual support.
  • the locking system 65 comprises a hook 69 and a trigger 67.
  • the trigger 67 preferably comprises a trigger bar 67A and a bar detection part 67B, which are integral.
  • the bar 67A and the part 67B are turned opposite each other, parallel to the direction Y4.
  • the hook 69 is mounted on the plate 66 by pivoting relative to the plate 66.
  • the trigger 67 is mounted on the plate 66 by pivoting relative to the plate 66.
  • the pivoting of the hook 69 and the trigger 67 is subject to to the force of a lock spring, tending to bring the hook 69 and the trigger 67 towards the locked configuration of the locking system 65.
  • the hook 69 and the trigger 67 can each be actuated against the force of the lock spring , to put the locking system 65 in release configuration.
  • the mechanism 62 In the conduction configuration, the mechanism 62 is in the armed configuration, where the mechanism maintains the contacts 60 and 61 in mutual contact. In this armed configuration, the spring 64 is stretched to constitute a reserve of mechanical potential energy, being retained by the locked configuration of the locking system 65. To switch the mechanism 62 towards the triggered configuration, the locking system is put on 65 in released configuration. . This allows the plate 66 to be pivoted under the action of the spring 64. As a result, the spring 64 pivots the plate 66, which moves the contact 61 until it separates from the contact 60 to obtain the air blade 63 The mechanism 62 has then reached the triggered configuration and the disconnector 53 is in the separation configuration.
  • the mechanism 62 is actuated, for example via the locking system 65 or the plate 66, against the force of the spring. 64, which tightens the spring 64 for future triggering.
  • the plate 66 being pivoted in the opposite direction, the plate moves the contact 61 until said contact 61 is pressed against the contact 60.
  • the locking system 65 reaches the locking configuration, under the action of its lock spring, to again prevent the spring 64 from tilting the mechanism 62 to the triggered configuration.
  • the mechanism 62 self-maintains in the armed configuration, until the locking system 65 is again put in the released configuration.
  • the mechanical disconnector 53 includes a control 70, called “local manual control”, which is a mechanical control.
  • the control 70 is carried by the facade 42 of the power compartment 45, to be able to be activated manually by the technician during use of the device, from outside the housing 4.
  • the control 70 can be activated to switch the disconnector mechanical 53 between the conduction configuration and the separation configuration.
  • the control 70 includes a tilting lever 71, which projects outwards from the compartment 45, from the facade 42, to be manually operated by the technician.
  • the control 70 also includes a connecting rod 72, visible in Figures 3 and 6, to mechanically connect the mechanism 62 to the lever 71.
  • the connecting rod 72 is linked to the plate 66, passing through the hook 69 to be able to unlock the locking system 65 by actuating the hook 69.
  • the lever 71 is movable between a closing orientation, shown in the figures, corresponding to the conduction configuration of the disconnector 53, and an open position, corresponding to the configuration of separation of the disconnector 53.
  • the lever 71 drives the mechanism 62, via the connecting rod 72 actuating the plate 66, up to the armed configuration, against the force of the spring 64, thus tensioning the spring 64, until reaching the conduction configuration.
  • the disconnector 53 ensures a galvanic separation of the terminals 51 and 52 from each other, and preferably, a galvanic separation of the terminal 51 with respect to the switch 54. It is advantageously not It is not necessary to provide that the mechanical disconnector 53 comprises means making it possible to ensure dissipation of an electric arc, such as a breaking chamber, the breaking power being ensured by the switch 54, as explained below.
  • each disconnector 53 is mechanically coupled with the disconnector 53 of the module(s) 5 which are adjacent to it.
  • the disconnectors 53 are mutually coupled via their respective mechanism 62.
  • the trigger bar 67A of the first module 5 activates the locking system 65 of the second adjacent module 5, by cooperating mechanically with the bar detection part 67B of this second module 5.
  • the trigger bar 67A mechanically connects the two adjacent mechanisms 62, passing through a notch provided through the side 46 of the first module 5 and a notch provided through the side 44 of the second adjacent module 5. .
  • the bar 67A is received in a notch of the detection part 67B. It follows that the locking systems 65 of the adjacent modules 5 are synchronized, or even interdependent, via their triggers 67.
  • the bar 67A of the first module 5 rests against the part 67B of the second module 5, so that the tilting of the locking system 65 of the first module 5 causes the tilting of the locking system 65 of the second module 5. Little by little, all the locking systems 65, and therefore all the mechanisms 62, of the device, are thus mechanically synchronized via triggers 67.
  • each lever 71 of a first of the modules 5 is mechanically integral with the lever or levers 71 belonging to the module 5 or modules 5 which is (are) adjacent to this first module 5.
  • the adjacent levers 71 are connected together by a connecting part 73, or are complementary. Little by little, all the levers 71, and therefore all the controls 70 of the device, are integral with each other and synchronized.
  • the switch 54 is configured to move between an on state, to conduct electric current between the terminals 51 and 52, and a blocking state, to electrically isolate the terminals 51 and 52 from each other.
  • the switch 54 is configured to interrupt an electric current between the terminals 51 and 52, including when the installation is under load.
  • the switch 54 is “static”, that is to say that, unlike a mechanical switch, it does not have separable contacts to move between the on state and the blocking state.
  • the switch 54 comprises cut-off components based on semiconductor materials, such as power transistors, which are electronically controlled.
  • the switch 54 does not have a switching chamber.
  • the switch 54 is received in a dedicated housing of the compartment 45.
  • said housing corresponds to the space normally occupied by the interrupting chamber as well as by means of detecting an electrical fault (for example, of the so-called “thermal” and “magnetic” type), such as, respectively, a bimetallic strip and a coil. This makes it possible to maintain the architecture of existing circuit breakers and ensure compatibility with existing installations.
  • the module 5 can evolve between an open state (called “OFF”), where the switch 54 is in the blocking state and where the disconnector 53 is in separation configuration , an intermediate state (called “STANDBY”), where the switch is in the blocking state and where the disconnector is in conduction configuration, and a closed state (called “ON”), where the switch 54 is in the in the on state and where the disconnector 53 is in conduction configuration.
  • OFF open state
  • STANDBY intermediate state
  • ON closed state
  • terminals 51 and 52 are electrically connected.
  • terminals 51 and 52 are electrically isolated.
  • terminals 51 and 52 are electrically isolated with galvanic isolation.
  • the static switch 54 comprises two power switches 81 and 82, which are electrically connected in series.
  • the switch 81 is here connected to the disconnector 53 and to the switch 82, while the switch 82 is connected to the switch 81 and to the terminal 52.
  • Each power switch can, in practice, be implemented by several components, such as transistors, connected in parallel depending on the protection rating that we wish to obtain.
  • Each power switch 81 and 82 is switchable between an electrically blocking state and an electronically on state.
  • the power switches 81 and 82 are power transistors, such as field effect transistors, for example MOSFET (“Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor”). This type of transistor is preferred because it has low resistance in the on state, but also because it remains in the off state when it is at rest, for example when no control signal is sent to the control electrode.
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • This type of transistor is preferred because it has low resistance in the on state, but also because it remains in the off state when it is at rest, for example when no control signal is sent to the control electrode.
  • Other semiconductor technologies can however be considered depending on the rating of the circuit breaker, such as insulated gate bipolar transistors (IGBT), or thyristors, or integrated gate switching thyristors (IGCT), or many other technologies.
  • the power switches 81 and 82 may be JFET transistors (“Junction Field Effect Transistor”).
  • the operation of the control circuit 55 may have to be modified, to take into account the fact that such JFET transistors are in the on state when they are at rest.
  • a diode is advantageously present in parallel with each of the power switches 81 and 82, as illustrated in Figure 9. Generally, it is a parasitic diode inherent to the construction of the power switch.
  • the local control circuit 55 is coupled with the static switch 54 to control it.
  • the electronic control circuit 55 makes it possible to control the switch 54.
  • the circuit 55 is coupled with each switch 81 and 82. Physically, it is advantageously provided that the control circuit is arranged between the switches 81 and 82 in the direction Y4, as shown in Figure 5, which facilitates interconnections.
  • the switch 54 may comprise one or more components 83 for protection against overvoltages, connected in parallel with the power switch(es) 81 and 82, in order to protect the power switches 81 and 82 against overvoltages, particularly in the event of the appearance of an electric arc.
  • This makes it possible in particular to protect the switches 81 and 82 in voltage during interruption in cases where the installation includes inductive circuits.
  • a protection component we provide a MOV type varistor (for “Metal Oxide Varistor” in English) or a Transil diode (TVS, for “Transient Voltage Suppression” in English).
  • control circuit 55 comprises a processor, such as a programmable microcontroller or a microprocessor.
  • the processor is advantageously coupled to a computer memory, or to any computer-readable data recording medium, which includes a program, that is to say executable instructions and/or software code.
  • the control circuit 55 may comprise a signal processing processor (DSP), or a reprogrammable logic component (FPGA), or a specialized integrated circuit (ASIC), or any equivalent element, or any combination of these elements.
  • DSP signal processing processor
  • FPGA reprogrammable logic component
  • ASIC specialized integrated circuit
  • the control circuit 55 controls a switching of the switch 54 from the passing state to the blocking state and vice versa.
  • the method is designed so that the circuit 55 switches the switch 54 from the on state to the blocking state when opening conditions are met.
  • opening conditions we mean one or more conditions which, when they are considered as carried out by the control circuit 55, cause the circuit 55 to order the switch 54 to switch.
  • the circuit 55 takes into account for example information coming from a sensor system, defined below, and/or information coming from the control module 1, and executes a method or an algorithm to determine if, in view of this information, the opening conditions are met and that the switch 54 must be toggled.
  • these opening conditions are met in the event of detection of an electrical fault, in particular for the pole to which the power module 5 is connected, but also preferably for the poles to which the other power modules 5 are connected.
  • circuit 55 can also detect actuation of control 70, which constitutes another form of opening condition.
  • the circuit 55 can also control a switch to the blocking state of the switch 54, when the circuit 55 receives a disjunction order emanating from the control module 1 or from another power module 5, which constitutes another form of opening condition.
  • circuit 55 is electrically powered by an auxiliary power supply.
  • this auxiliary power supply is provided by the control module 1, as explained below, or by an external source.
  • the control module illustrated individually in Figures 7 and 8, comprises a trigger 10 and a control circuit 30, called “main”.
  • the trigger 10 comprises a trigger mechanism 11, an electroactuator 12 and a manual control 20, called “general”.
  • the function of the trigger 10 is to mechanically trigger a switching of the mechanical disconnectors 53 of the modules 5, between the conduction configuration and the separation configuration, on command of the control circuit 30 or by being actuated by the command of the general manual control 20
  • the trigger 10 is mechanically coupled with the mechanical disconnector 53 of the module 5 which is adjacent to the module 1, to switch this disconnector 53 between the conduction and separation configurations . If there are several modules 5, the other disconnectors 53 are actuated in the same way step by step while being synchronized, preferably using the triggers 67 described above, each actuating the bar detection part 67B of adjacent module 5.
  • Only one trigger 10 is therefore necessary, whatever the number of modules 5 equipped to form the device. It is easy to add or remove a module 5, since it is not necessary to modify the trigger 10 or the module 1 so that all the disconnectors 53 are actuated step by step, whatever their number. Thanks to the trigger 10, the module 1 can centrally and synchronously control the disconnectors 53 of any module 5 fitted to the device.
  • the trigger mechanism 1 1 is configured to switch between an armed configuration, corresponding to the conduction configuration of the disconnectors 53, and a triggered configuration, corresponding to the separation configuration of the disconnectors 53.
  • the trigger mechanism 11 preferably presents a similar operation to the triggering mechanism 62 of the power module 5, except that the mechanism 11 is advantageously not caused to directly actuate separable contacts, since the control module 1 is advantageously not provided with them.
  • the mechanism 11 advantageously comprises a spring 14, a lock 15, a pivoting plate 16, a trigger bar 17 and a hook 19.
  • the plate 16 is pivotally mounted relative to the compartment 41.
  • the spring 14 exerts a force on the plate 16 tending to pivot the plate 16.
  • the lock 15 and the hook 19 form a locking system for the mechanism 11, carried by the plate 16.
  • the lock 15 is pivotally mounted on the plate 16 and the hook 19 is pivotally mounted on the plate 16, being subjected to the force of a locking spring, tending to bring the hook 19 and the lock 15 towards the locking configuration.
  • This locking system allows, when it is locked and the mechanism 11 is in the armed configuration, to maintain the plate 16 in an armed orientation.
  • This locking system allows, when released by actuation of the lock 15 or the hook 19 against the force of the locking spring, to authorize the pivoting of the plate
  • spring 14 switches mechanism 11 from the armed configuration to the triggered configuration.
  • the hook 19 and the lock 15 can each independently be actuated against the force of the lock spring, to put the locking system in the release configuration.
  • the trigger bar 17 is here pivotally mounted relative to the compartment 41.
  • the trigger bar 17 is driven by the plate 16, when the mechanism 1 1 goes from the triggered configuration to the armed configuration.
  • the 17 can also drive the lock 15 to trigger the mechanism 11, when the bar 17 is actuated by the mechanism 62 of the adjacent modules 5, as explained below.
  • the lock 15 drives the bar 17 in the opposite direction when the mechanism 11 goes from the armed configuration to the triggered configuration.
  • the position of the trigger bar 17 is different when the mechanism 11 is in the armed configuration and in the triggered configuration.
  • the trigger 10 and the disconnector 53 of the adjacent module 5 are mutually coupled via their respective mechanisms 11 and 62.
  • the bar 17 mechanically connects the two adjacent mechanisms 11 and 62, by passing through a notch provided through the side 46 of the module 1 and a notch provided through the side 44 of the adjacent module 5.
  • the bar 17 is coupled with the bar detection part 67B of the adjacent module 5.
  • the bar 17 includes a notch to receive the bar 67A of the module 5 adjacent, the bar 67A of this module 5 passing through a notch provided through the side 44 of the module 1 and a notch provided through the side 46 of this adjacent module 5.
  • the trigger bars 17 and 67A of all the modules are coupled, cooperating mechanically, by being supported against one another and/or by being mechanically integral.
  • the bar 17 drives the trigger 67 of the adjacent module(s) 5, so that the mechanisms 62 also pass from the armed configuration to the triggered configuration, switching the disconnectors 53 from the conduction configuration to the triggered configuration. the separation configuration.
  • all the locking systems 65, and therefore all the mechanisms 62, of the device are thus mechanically triggered by the bar 17 of the trigger 10 and by synchronization via the bars trigger 67A.
  • the bar 67A or the part 67B drives the bar 17 via its bar 67A or its part 67B, to switch the mechanism 11 from the armed configuration to the triggered configuration.
  • the bar 17 thus driven by the adjacent module 5 activates the lock 15, which triggers the tilting of the mechanism 11.
  • the spring 14 When the mechanism 11 is in the armed configuration, the spring 14 is tensioned to constitute a reserve of mechanical potential energy, being retained by the locked configuration of the lock 15 and the hook 19.
  • the spring 14 rotates the plate 16, driving with it the lock 15 and the hook 19. In this movement, the lock 15 drives the bar 17.
  • the bar 17 is then moved relative to the housing 4, causing the disconnector 53 of the adjacent module 5 to switch into separation configuration .
  • the mechanism 11 is actuated for example via the hook 19 under the action of the general manual control 20 or the plate 16 under the action of the bar 17, against the force of the spring 14, which tightens the spring 14 with a view to future triggering.
  • the bar 17 returns the adjacent disconnector 53 to the conduction configuration, returning the mechanism 62 to the armed configuration.
  • the lock 15 and the hook again reach the locking configuration, under the action of its locking spring, to again prevent the spring 14 from doing so. switch the mechanism 11 to the triggered configuration.
  • the mechanism 11 self-maintains in the armed configuration, until the lock 15 and the hook 19 are again put in the released configuration.
  • the general manual control 20 is a mechanical control.
  • the control 20 is carried by the facade 42 of the control compartment 41, to be able to be activated manually by the technician during use of the device, from outside the housing 4.
  • the control 20 can be activated to tilt the mechanism 1 1 of trigger 10 between the armed configuration and the triggered configuration. Therefore, by operating the control 20, the technician can activate all the disconnectors 53 at the same time, by command of the trigger 10, and make them switch between the conduction and separation configurations.
  • the control 20 includes a tilting lever 21, which projects outwards from the compartment 41, from the facade 42, to be manually operated by the technician.
  • the control 20 also includes a connecting rod 22, to mechanically connect the mechanism 11 to the lever 21.
  • the connecting rod 22 is here attached to the hook 19.
  • the lever 21 is movable between a closing orientation, shown in the figures, corresponding to the conduction configuration of the disconnectors 53 and to the armed configuration of the mechanism 1 1, and a position of opening, corresponding to the separation configuration of the disconnector 53 and the triggered configuration of the mechanism 11.
  • the module(s) 5 comprise a control 70 as described above, it is advantageously provided that the control 70 of the module 5 adjacent to the module 1 is mechanically coupled to the control 20 so that, when one of the controls 20 or 70 is actuated, the other control 20 or 70 is actuated in the same way.
  • the lever 21 and the lever 71 are mechanically integral.
  • the levers 21 and 71 are connected together by a connecting part, or are complementary. Little by little, all the levers 21 and 71, and therefore all the controls 20 and 70 of the device, are integral with each other and synchronized.
  • the modules 5 are devoid of the control 70, since the control 20 of the module 1 can be sufficient to actuate the disconnectors 53 of the modules 5.
  • the modules 5 are still equipped with the control 70, which allows the modules 5 to be used for other uses where their control 70 would be essential, in particular to use the modules 5 without the module 1, separately from the context of the device presented here.
  • the electro-actuator 12 is arranged inside the control compartment 41.
  • the electro-actuator 12 has the function of actuating the trigger 10, via the mechanism 11, on command from the main control circuit 30. C It is via the electroactuator 12 that the control circuit 30 can control the trigger 10.
  • the electro-actuator 12 comprises a fixed part 13 and a movable part 18, here a movable finger.
  • the electro-actuator 12 is presented here in the form of a low energy relay.
  • the electro-actuator 12 is coupled to the control circuit 30, that is to say it controls the electro-actuator 12.
  • the control circuit 30 commands the electro-actuator 12 to actuate the trigger
  • the mobile part 18 is moved relative to the fixed part 13, to actuate the lock 15 and put it in the released configuration.
  • the mechanism 1 1 then goes from the armed configuration to the triggered configuration under the action of spring 14.
  • the main control circuit 30 is arranged inside the control compartment 41.
  • the control circuit 30 comprises a processor, such as a programmable microcontroller or a microprocessor.
  • the processor is advantageously coupled to a computer memory, or to any computer-readable data recording medium, which includes a program, that is to say executable instructions and/or software code.
  • the control circuit 30 may comprise a signal processing processor (DSP), or a reprogrammable logic component (FPGA), or a specialized integrated circuit (ASIC), or any equivalent element, or any combination of these elements.
  • DSP signal processing processor
  • FPGA reprogrammable logic component
  • ASIC specialized integrated circuit
  • the control circuit 30 is in communication with all the control circuits 55 respectively equipping the power modules 5.
  • the circuit 30 is connected to each circuit 55 by respective wire connection 59, for example a tablecloth.
  • each circuit 55 is connected to circuit 30 by a respective wire connection 59, which crosses the sides 44 and 46 of the different compartments 41 and 45, to connect compartment 41 to compartment 45 of the module 5 to be connected.
  • the connections 59 are entirely received inside the housing 4.
  • the connections 59 can be wireless, or made according to other communication interconnections than those described here.
  • the control circuit 30 commands the trigger 10 to trigger the switching of the disconnectors 53 of the modules 5, when the opening conditions are met.
  • opening conditions is meant one or more conditions which, when considered as fulfilled by the control circuit 30, cause the circuit 30 to order the trigger 10 to trigger the switching of the disconnectors 53 of the modules 5.
  • the circuit 30 takes into account information emanating from the sensor system defined below and/or information coming from the power modules 5, and executes a method or an algorithm to determine whether, in view of of this information, the opening conditions are met and that trigger 10 must be switched.
  • the control circuit 30 can also command the control circuits 55 to switch the switches 54 between the on and off states, by sending a disjunction order to the circuits 55 concerned via the connections 59.
  • the disjunction order emanating from the switching circuit control 30 then constitutes an opening condition which, for the local control circuit 55, is met.
  • the opening conditions for switching the trigger 10 are not necessarily the same as those for switching the switches 54. Therefore, we can provide first opening conditions for circuits 55 and second opening conditions for circuit 30.
  • the control circuit 30 comprises a remote communication interface 39.
  • This communication interface 39 is for example formed by an electronic component or an appropriate communication card, interconnected with the processor and/or the other aforementioned components of the circuit. 30.
  • the communication interface 39 is here configured to communicate with a remote device 92, such as a man-machine interface or a mobile or fixed terminal, so that a person or a machine can control the installation, via the device.
  • this communication is carried out by wired connection between the communication interface 39 and between the interface or the user's terminal, via a connection terminal 31 belonging to the control module 1.
  • the terminal 31 opens outside the housing 4, in particular outside the compartment 41, here on the underside of the compartment 41.
  • the remote device 92 is separate from the device itself.
  • the connection terminal 31 is here in the form of a data connector.
  • the remote device 92 can for example send an open, intermediate or closed configuration order to the device, via the communication interface. Receiving this order, subject to other conditions possibly being met, the control circuit 30 acts accordingly on the disconnectors 53, via the trigger 10, and/or on the switches 54, via the circuits 55 of the power modules 5 When circuit 30 is ordered via communication interface 39 to put the disconnectors 53 in separation configuration, it is considered by circuit 30 that the opening conditions are met.
  • the program executed by the local circuit 55 makes it possible to detect an electrical fault such as an overload current fault, a short circuit fault, a differential current fault, a series (or differential) arc presence fault on the pole to be protected, but also from overvoltages or undervoltages.
  • the circuit 55 advantageously comprises the aforementioned sensor system, provided within the power compartment 45 of the same power module 5.
  • the sensor system comprises a sensor 84, which is a current sensor, measuring the electric current circulating between the terminals 51 and 52, in particular between the disconnector 53 and the switch 54.
  • the sensor system includes more sensors to detect electrical faults, such as other current sensors, a voltage sensor or a temperature sensor, arranged within the power compartment 45 of the same module 5.
  • the local circuit 55 uses information from other sensor systems power modules 5, coming from the control module 1 and/or sensors equipping the power supply 90 and/or the load 91. It can also be envisaged that the program executed by the main circuit 30 makes it possible to detect an electrical fault such as those mentioned above, using the information provided by one or more circuits 55, themselves based on information from the sensor systems embedded within the modules 5.
  • circuits 55 when one of the circuits 55 detects an electrical fault, it communicates this information to circuit 30, which gives a disjunction order to all the circuits 55, so that all the switches 54 are put in the blocking state.
  • the circuit 30 controls the trigger 10 to put the disconnectors 53 in separation configuration.
  • the circuit 55 which detected the electrical fault directly considers that the opening conditions are met and directly commands the switch 54 to go to the blocking state, while communicating to the control circuit 30 of give the disjunction order to the other circuits 55.
  • the circuit 30 commands the trigger 10 to switch the disconnectors 53 into conduction configuration, then commands all the circuits 55 to put the switches 54 in the on state.
  • the disconnectors 53 can be switched to conduction configuration manually by the user using commands 20 and/or 70, before circuit 30 commands circuits 55 to put switches 54 in the on state.
  • Concerning the disconnectors 53 it can optionally be provided that a person must use the manual control 20 and/or 70 to switch the disconnectors 53 into conduction configuration, which makes it possible to provide a less powerful electroactuator 12 and/or powered by own current.
  • the sensor system advantageously comprises a control sensor 85, provided within the power compartment 45 of the same power module 5.
  • the sensor control 85 is designed to detect a switch of the control 70 between the closed position and the open position.
  • the sensor 85 detects for example the movement of a part of the mechanism such as the plate 66 or the locking system 65.
  • the sensor 85 is a mechanical sensor such as a push button, or a sensor remote such as an optical or magnetic sensor. It is expected that the control sensor 85 makes it possible to detect that the control 70 has been actuated before the disconnector 53 has actually switched. until the separation configuration, and even before the contacts 60 and 61 have been separated.
  • the circuit 30 controls the trigger 10 to put the disconnectors 53 in separation configuration.
  • the circuit 55 which detected the action on the control 70 directly considers that the opening conditions are met and directly commands the switch 54 to go to the blocking state, while communicating to the circuit control 30 to give the disjunction order to the other circuits 55.
  • the program executed by the main circuit 30 advantageously makes it possible to detect an action on the control 20.
  • the sensor system advantageously comprises a control sensor 25, provided within the power compartment 45 of the same power module 5.
  • the sensor control 85 is designed to detect a switch of the control 70 between the closed position and the open position.
  • the sensor 85 detects for example the movement of a part of the mechanism such as the plate 16 or the lock 15.
  • the sensor 25 is a mechanical sensor such as a push button, or a remote sensor such as than an optical or magnetic sensor.
  • the circuit 30 detects an action on the control 20, it gives a disjunction order to all the circuits 55, so that all the switches 54 are put in the blocking state before the control 20 has switched the disconnectors 53 in separation configuration by action on the trigger 10.
  • This avoids the formation of an electric arc between the contacts 60 and 61 if the installation is under load.
  • the blocking of switches 54 being very rapid, the separation of contacts 60 and 61 under the mechanical action of trigger 10 occurs afterwards.
  • the control module 1 comprises an auxiliary power unit 34, configured to electrically power the main control circuit 30, for its operation.
  • the unit 34 provides an auxiliary electrical power supply for the control circuit 30, by being electrically connected to the circuit 30.
  • This power supply allows the operation of the circuit 30, but also of the trigger 10.
  • the trigger 10 is powered by the auxiliary power supply via the circuit 30, otherwise directly by the unit 34.
  • the auxiliary unit 34 is entirely arranged inside the compartment 41.
  • each local control circuit 55 is electrically powered by the auxiliary power supply via the main control circuit 30. It is advantageously provided that each local control circuit 55 supplies the switch 54 of the same module 5 with the auxiliary power supply for its operation.
  • each control circuit 55 is filially connected to circuit 30 for the transmission of this auxiliary power supply.
  • specific conductors are provided within the wire connections 59 to ensure this auxiliary electrical supply of the circuits 55.
  • these connections 59 are layers, the fact of connecting the circuits 55 to the circuit 30 ensures both the establishment of communication circuits 55 and 30 and the auxiliary power supply of circuits 55 from circuit 30.
  • each circuit 55 is powered directly by unit 34, being connected to unit 34, in a similar manner.
  • the number of connections to an auxiliary power supply for the operation of circuits 55 is reduced, since only one auxiliary power supply is provided in the control module 1, and is distributed to circuits 30 and 55. This also makes it possible to easily modify the number of power modules 5 installed on the device, because disconnecting one of these modules 5 leaves the other modules 5 connected by their own wired connection 59.
  • the unit 34 is advantageously connected to the poles of the installation so that the electrical energy comes from the electrical power supply 90.
  • the unit 34 is for example connected to the poles within two of the separate power modules 5. This arrangement has the advantage that the auxiliary electrical power supply is called “self-voltage”, that is to say that it does not require any other source than that supplied by the electrical power supply 90 itself. even.
  • the unit 34 advantageously comprises two wire connections 35 which connect the unit 34 to two respective poles.
  • the first wired connection 35 electrically connects the unit 34 to a first module 5, by being connected for example between the disconnector 53 and the static switch 54.
  • the second wired connection 35 electrically connects the unit 34 to a second module 5, by being connected for example between the disconnector 53 and the static switch 54.
  • the unit 34 advantageously comprises two wire connections 36, shown in the same figure 9, which connect the unit 34 to two respective poles, but downstream of the static switches 54.
  • the first wired connection 36 electrically connects the unit 34 to a first module 5, by being connected for example between the static switch 54 and the terminal 52, and that the second wired connection 36 electrically connects the unit 34 to a second module 5, being connected for example between the static switch 54 and the terminal 52.
  • connections 35 and 36 are shown with a single module 5 for the sake of simplification, since only one power module 5 is represented. In practice, these connections 35 and 36 are in fact connected to two separate modules 5 as explained above. In practice, it is expected that the device includes either connections 35, or alternatively connections 36, depending on the characteristics of the installation and the electrical faults which are likely to occur.
  • the device can be provided to include both connections 35 and connections 36, so that the device is suitable for all situations.
  • the unit 34 advantageously comprises means for electrically converting the voltage recovered from the power supply 90 into a voltage suitable for supplying the circuits 30 and 55, these means including for example a transformer, a rectifier , an inverter and/or any appropriate conversion and protection component.
  • the auxiliary power supply provided by unit 34 is a direct voltage of less than 100 V, for example 24 or 48V.
  • the unit 34 can also carry electrical energy storage means, such as a battery of accumulators, to be able to continue to provide the auxiliary electrical power supply to the circuits 30 and 55 even when the electrical power supply 90 has been cut.
  • the electroactuator 12 it is particularly advantageous for the electroactuator 12 to be constituted by a low energy relay.
  • the unit 34 can be electrically connected to a specific external auxiliary power supply, distinct from the power supply 90.
  • the unit 34 can be electrically connected thereto via the terminal connection 31, or by another external terminal.
  • the unit 34 includes means for converting and/or storing auxiliary electrical energy, in the event that an outage of the auxiliary electrical supply occurs.
  • the external auxiliary power supply is particularly suitable for the case where the electro-actuator requires relatively high power to operate. For example, this makes it possible to predict that the electro- actuator is a linear electro-actuator, with a wound stator and a mobile core actuated in translation by the stator, being received within the stator, the mobile core actuating the mechanism 1 1, in particular the latch 15.
  • This type of electro -actuator makes it possible to facilitate remote control of the device, since it can be sufficiently powerful to switch the mechanism 11 from the triggered configuration to the armed configuration, which is not always possible with a low relay energy.
  • the power module 5 does not include an individual auxiliary power supply, which avoids hardware redundancy with the auxiliary power supply provided for the module 1.
  • module 5 still includes an auxiliary electrical power supply unit, which directly supplies circuit 55, independently of unit 34 mentioned above.
  • the auxiliary electrical power supply unit has a structure and operation similar to the unit 34 described above, except that it supplies the circuit 55 and that it is arranged in the compartment of power 45.
  • the power module 5 does not include an electro-actuator to actuate the disconnector 53, which avoids redundancy with the trigger 10 of the module 1.
  • the disconnector 53 can only be activated by operating the command 70 or the command 20, or when the circuit 30 activates the disconnector 53 via the trigger 10.
  • control module 1 does not include power terminals, power switches or power disconnectors, since these are exclusively provided within the power modules 5. This avoids redundancy.
  • An advantage of providing that the opening conditions are recorded within circuits 30 and/or 55 is to give the possibility of reprogramming circuits 30 and/or 55 of the device, so that the device is adapted in a specific way in order to modify these conditions.
  • This modification of the opening conditions can be carried out either during manufacture or throughout the life of the device or module 1 or 5 concerned. We can thus adapt the opening conditions to new standards, to a new installation, or to a modification of the device, in particular concerning the number of power modules 5 installed.

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

Appareil de protection électrique modulaire, comprenant au moins un module de puissance (5) et un module de commande (1). Pour que l'appareil soit particulièrement performant et polyvalent, tout en pouvant être facilement modifié, le module de puissance comprend un sectionneur mécanique (53), un interrupteur statique (54) et un circuit de commande local (55), pour commander une mise à l'état bloquant de l'interrupteur statique (54) et le module de commande (1) comprend un déclencheur (10), pour déclencher mécaniquement un basculement du sectionneur mécanique (53) et un circuit de commande principal (30), pour commander le déclencheur (10) et communiquer avec le circuit de commande local (55).

Description

TITRE : Appareil de protection électrique modulaire avec modules de commande et de puissance
La présente invention concerne un module de commande pour un appareil de protection électrique, un module de puissance pour cet appareil de protection électrique, et l’appareil de protection électrique comprenant des tels modules.
De nombreux appareils de protection électrique de type électromécanique, tels que des disjoncteurs à coupure dans l’air, et notamment les disjoncteurs miniatures (MCB, pour « miniature circuit breaker » en anglais), sont physiquement conçus pour se déclencher lors de la survenance d’un ou plusieurs défauts électriques dont les caractéristiques sont prédéterminées. Ces défauts sont par exemple un court-circuit, une surcharge ou un défaut différentiel.
Pour modifier les caractéristiques du défaut détectable par ce type d’appareil, il convient de modifier physiquement l’appareil de protection, par exemple en remplaçant un bilame de détection de surcharge, un actionneur électromagnétique de détection de court- circuit, ou un tore différentiel de détection de défaut différentiel.
De plus, les performances de coupure de l’appareil sont généralement limitées par la vitesse de déplacement des contacts séparables assurant l’isolation et par les caractéristiques de la chambre de coupure, visant à éteindre un arc électrique qui apparaît dans l’air entre les contacts séparables.
Ces appareils de protections connus ayant des caractéristiques de fonctionnement figées, il convient de prévoir de nombreuses classes d’appareils différents, qui sont chacune adaptées à un domaine limité d’application. De plus, ces appareils de protection connus sont difficilement adaptables à certaines applications particulières, où des performances élevées sont nécessaires et/ou les défauts à détecter sont changeants au cours de l’utilisation de l’appareil. Par exemple, pour un centre de données (« Datacenter »), on peut prévoir que l’appareil de protection reçoive, en temps normal, une alimentation électrique de puissance en courant alternatif, et, en cas de défaillance de cette alimentation, une alimentation électrique de puissance en courant continu, issue par exemple de batteries de secours. Dans ce cas particulier, les défauts à détecter sont très différents, entre une alimentation en courant alternatif et une alimentation en courant continu. De plus, pour protéger l’installation en cas d’apparition d’un défaut électrique alors qu’elle est alimentée en en courant continu par les batteries d’accumulateurs électrochimiques, il convient d’interrompre des courants de forte intensité avec un temps de réaction très faible, par exemple de l’ordre de quelques microsecondes. Par ailleurs, le nombre de pôles à protéger peut être différent en fonction des installations, qui peuvent être par exemple monophasées ou multiphasées.
Dans un souci de compatibilité avec les installations existantes, il est aussi souhaitable que les appareils de protection de l’invention puissent être contenus dans un boîtier ayant une même taille que les boîtiers des appareils de protection électromécanique.
L’invention vise notamment à atteindre ces objectifs et à remédier aux inconvénients susmentionnés, en proposant un nouvel appareil de protection électrique particulièrement performant et polyvalent, qui peut être facilement modifié pour s’adapter au nombre de pôles de l’installation à protéger et qui est notamment adapté pour protéger une installation dont les caractéristiques et les défauts électriques à détecter sont changeants au cours de l’utilisation.
L’invention a pour objet un module de commande en tant que tel, configuré pour être intégré à un appareil de protection électrique modulaire comprenant également au moins un module de puissance, le module de commande comprenant : un compartiment de commande, destiné à former une partie d’un boîtier appartenant à l’appareil de protection électrique modulaire ; un déclencheur, apte à déclencher mécaniquement un basculement d’un sectionneur mécanique appartenant audit au moins un module de puissance, d’une configuration de conduction à une configuration de séparation ; et un circuit de commande principal. Le circuit de commande principal est : disposé à l’intérieur du compartiment de commande, configuré pour être en communication avec un circuit de commande local, appartenant audit au moins un module de puissance, le circuit de commande local étant configuré pour commander une mise dans un état bloquant d’un interrupteur statique appartenant audit au moins un module de puissance, et configuré pour commander au déclencheur de déclencher le basculement du sectionneur mécanique, lorsque des conditions d’ouverture sont remplies.
L’invention a également pour objet un module de puissance en tant que tel, configuré pour être intégré à un appareil de protection électrique modulaire comprenant également un module de commande, le module de puissance comprenant : un compartiment de puissance, destiné à former une partie d’un boîtier appartenant à l’appareil de protection électrique modulaire ; un terminal d’entrée, apte à être raccordé à une alimentation électrique de puissance ; un terminal de sortie, apte à être raccordé à une charge destinée à être électriquement alimentée par l’alimentation électrique de puissance par l’intermédiaire dudit au moins un module de puissance ; un sectionneur mécanique, par l’intermédiaire duquel les terminaux sont électriquement reliés, qui comprend des contacts séparables disposés à l’intérieur du compartiment de puissance, le sectionneur mécanique étant configuré pour basculer entre une configuration de conduction, où les contacts séparables sont en contact mutuel pour conduire du courant électrique entre le terminal d’entrée et le terminal de sortie, et une configuration de séparation, où les contacts séparables sont séparés par une lame d’air pour électriquement séparer le terminal de sortie du terminal d’entrée, le sectionneur mécanique étant configuré pour qu’un basculement de la configuration de conduction à la configuration de séparation puisse être déclenché mécaniquement par un déclencheur appartenant au module de commande ; un interrupteur statique, par l’intermédiaire duquel les terminaux sont électriquement reliés, qui est connecté en série avec le sectionneur mécanique et qui est configuré pour évoluer entre un état passant, pour conduire du courant électrique entre le terminal d’entrée et le terminal de sortie, et un état bloquant, pour isoler électriquement le terminal de sortie du terminal d’entrée ; et un circuit de commande local, configuré pour commander une mise à l’état bloquant de l’interrupteur statique lorsque des conditions d’ouverture sont remplies et pour être en communication avec un circuit de commande principal appartenant au module de commande et commandant le déclencheur.
L’invention a aussi pour objet un appareil de protection électrique modulaire, comprenant : un boîtier ; au moins un module de puissance tel que défini ci-avant, le compartiment de puissance formant une partie du boîtier ; et un module de commande tel que défini ci-avant, le compartiment de commande formant une partie du boîtier, le déclencheur étant apte à déclencher mécaniquement le basculement du sectionneur mécanique dudit au moins un module de puissance de la configuration de conduction à la configuration de séparation, le circuit de commande principal étant en communication avec le circuit de commande local dudit au moins un module de puissance.
Autrement dit, l’appareil modulaire comprend un boîtier, un module de commande et au moins un module de puissance, par exemple un, deux, trois ou quatre modules de puissance. Chaque module de puissance comprend : un compartiment de puissance, formant une partie du boîtier ; un terminal d’entrée, apte à être raccordé à une alimentation électrique de puissance ; un terminal de sortie, apte à être raccordé à une charge destinée à être électriquement alimentée par l’alimentation électrique de puissance par l’intermédiaire dudit au moins un module de puissance ; un sectionneur mécanique, par l’intermédiaire duquel les terminaux sont électriquement reliés, qui comprend des contacts séparables disposés à l’intérieur du compartiment de puissance, le sectionneur mécanique étant configuré pour basculer entre une configuration de conduction, où les contacts séparables sont en contact mutuel pour conduire du courant électrique entre le terminal d’entrée et le terminal de sortie, et une configuration de séparation, où les contacts séparables sont séparés par une lame d’air pour électriquement séparer le terminal de sortie du terminal d’entrée ; un interrupteur statique, par l’intermédiaire duquel les terminaux sont électriquement reliés, qui est monté en série avec le sectionneur mécanique et qui est configuré pour évoluer entre un état passant, pour conduire du courant électrique entre le terminal d’entrée et le terminal de sortie, et un état bloquant, pour isoler électriquement le terminal de sortie du terminal d’entrée ; et un circuit de commande local, configuré pour commander une mise à l’état bloquant de l’interrupteur statique lorsque des conditions d’ouverture sont remplies. Le module de commande comprend : un compartiment de commande, qui forme une partie du boîtier, les compartiments de commande et de puissance étant distincts ; un déclencheur, apte à déclencher mécaniquement un basculement du sectionneur mécanique dudit au moins un module de puissance de la configuration de conduction à la configuration de séparation ; et un circuit de commande principal, qui est : disposé à l’intérieur du compartiment de commande, en communication avec le circuit de commande local dudit au moins un module de puissance, et configuré pour commander au déclencheur de déclencher le basculement du sectionneur mécanique, lorsque des conditions d’ouverture sont remplies.
Une idée à la base de l’invention est que l’appareil de protection soit modulaire, pour pouvoir prévoir autant de modules de puissance que nécessaire, en correspondance avec le nombre de pôles de l’installation à protéger, sans modification majeure de la conception de l’appareil de protection. En particulier, le circuit de commande principal est apte à communiquer avec un seul ou plusieurs circuits de commande locaux, selon le nombre de modules de puissance prévus, sans modification de conception. En particulier, le déclencheur est apte à faire basculer un seul sectionneur ou plusieurs sectionneurs, selon le nombre de modules de puissance prévus. Il n’est donc pas nécessaire de prévoir un actionneur individuel pour chaque module de puissance, pour actionner le(s) sectionneur(s). En général, chaque interrupteur statique est fourni avec son circuit de commande local associé préassemblé avec l’interrupteur statique, de sorte qu’il est industriellement avantageux de prévoir un circuit de commande local pour chaque module de puissance. Plus généralement, on peut prévoir que les modules de puissance sont standards, voire identiques les uns par rapport aux autres. Il est donc particulièrement aisé de modifier l’appareil de protection pour s’adapter à l’installation, en ce qu’il suffit de modifier le nombre de modules de puissance et éventuellement de programmer les circuits de commande spécifiquement pour une installation donnée, afin de modifier les conditions d’ouverture selon les besoins.
De plus, l’appareil de protection est performant en ce que, pour chaque pôle, le module de puissance offre à la fois une coupure rapide de courants relativement intenses, grâce à l’interrupteur statique, tout en offrant une isolation galvanique par formation d’une lame d’air à l’aide du sectionneur. En programmant le circuit de commande local et/ou le circuit de commande principal de façon appropriée, on peut définir des conditions d’ouverture qui correspondent à des défauts électriques variés, spécifiques à l’installation, par exemple pour une installation en courant continu, ou qui seraient difficiles à détecter avec des composants classiques d’appareils électromécaniques.
L’appareil de protection peut facilement être adapté à une installation dont les caractéristiques et pour laquelle les défauts électriques à détecter sont changeants au cours de l’utilisation, en ce que les circuits de commande peuvent être préalablement programmés pour tenir compte de ces changements une fois que l’appareil équipe l’installation. Durant l’utilisation, en fonction du contexte, les circuits de commande tiennent compte de conditions d’ouverture circonstanciées pour mettre l’interrupteur à semi- conducteur à l’état bloquant et/ou de conditions d’ouverture circonstanciées pour mettre le sectionneur en configuration de séparation, même si, par exemple, l’alimentation électrique de puissance délivre un courant alternatif puis un courant continu.
De préférence, le déclencheur comprend : un mécanisme de déclenchement disposé dans le compartiment de commande et configuré pour basculer entre une configuration armée et une configuration déclenchée ; et une barre de déclenchement, qui fait saillie hors du compartiment de commande pour atteindre ledit au moins un module de puissance, la barre de déclenchement étant déplacée lorsque le mécanisme de déclenchement évolue de la configuration armée à la configuration déclenchée, pour que la barre de déclenchement déclenche mécaniquement le basculement du sectionneur mécanique du module de puissance, de la configuration de conduction à la configuration de séparation.
De préférence, le déclencheur comprend une commande manuelle générale, qui est portée par le compartiment de commande et qui est actionnable depuis l’extérieur du compartiment de commande pour commander au déclencheur de basculer le sectionneur dudit au moins un module de puissance de la configuration de conduction à la configuration de séparation.
De préférence, le déclencheur comprend un électro-actionneur, qui est disposé à l’intérieur du compartiment de commande et qui est commandé par le circuit de commande principal, le circuit de commande principal commandant le déclencheur en commandant l’électro-actionneur.
De préférence, le sectionneur mécanique comprend une commande manuelle locale, portée par le compartiment de puissance et actionnable depuis l’extérieur du compartiment de puissance pour basculer le sectionneur mécanique entre la configuration de conduction et la configuration de séparation. De préférence, pour déterminer si les conditions d’ouverture sont remplies, le circuit de commande local comprend un système capteur comprenant : un capteur de courant, mesurant le courant électrique circulant entre les terminaux ; et/ou un capteur de commande, détectant un actionnement de la commande manuelle locale.
De préférence, le circuit de commande principal comprend une interface de communication à distance, pour communiquer avec un dispositif distant distinct de l’appareil de protection électrique modulaire.
De préférence, le circuit de commande principal est alimenté en énergie électrique par une alimentation électrique auxiliaire et le circuit de commande local dudit au moins un module de puissance est électriquement raccordé au module de commande pour que ledit circuit de commande local soit électriquement alimenté par l’alimentation électrique auxiliaire, par l’intermédiaire du module de commande.
De préférence, le module de commande comprend une unité d’alimentation électrique auxiliaire, qui est disposée dans le compartiment de commande en étant raccordée à l’alimentation électrique de puissance, l’unité d’alimentation électrique auxiliaire fournissant l’alimentation électrique auxiliaire au circuit de commande principal par conversion de l’alimentation électrique de puissance.
De préférence, l’unité d’alimentation électrique auxiliaire est raccordée à l’alimentation électrique de puissance en étant électriquement raccordée à deux modules de puissance de l’appareil, à l’aide de connexions filaires, chaque connexion filaire étant connectée au module de puissance entre le terminal d’entrée et le terminal de sortie.
L’invention concerne également une installation comprenant l’appareil de protection susmentionné, une alimentation électrique de puissance, qui est électriquement raccordée au terminal d’entrée dudit au moins un module de puissance, et une charge, qui est électriquement raccordée au terminal de sortie dudit au moins un module de puissance pour être électriquement alimenté par l’alimentation électrique de puissance par l’intermédiaire de l’appareil de protection électrique modulaire.
L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit d’exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés présentés ci-après.
[FIG 1] La figure 1 est une vue en perspective de l’appareil de protection selon un mode de réalisation de l’invention.
[FIG 2] La figure 2 est une vue de dessous de l’appareil de protection de la figure 1 .
[FIG 3] La figure 3 est une vue en perspective de l’appareil de protection des figures précédentes, sous un autre angle, où une partie du boîtier a été omise. [FIG 4] La figure 4 est une vue en perspective de côté d’un module de puissance appartenant à l’appareil de protection des figures précédentes.
[FIG 5] La figure 5 est une vue en perspective de dos du module de puissance de la figure 4, où un compartiment de puissance, formant une partie du boîtier de l’appareil de protection, a été omis.
[FIG 6] La figure 6 est une vue de côté du module de puissance des figures 4 et 5, où une partie du compartiment de puissance est omise.
[FIG 7] La figure 7 est une vue en perspective de dessous d’un module de commande appartenant à l’appareil de protection des figures précédentes.
[FIG 8] La figure 8 est une vue de côté du module de commande de la figure 7, où une partie d’un compartiment de commande, formant une partie du boîtier de l’appareil de protection, a été omis.
[FIG 9] La figure 9 est un diagramme fonctionnel de l’appareil de protection des figures précédentes.
[FIG 10] La figure 10 montre trois exemples appareils de protection conformes à l’invention, avec un nombre de modules de puissance différent que pour le mode de réalisation des figures précédentes.
Les figures 1 à 9 illustrent un appareil de protection électrique modulaire, dit « appareil », montré en entier sur les figures 1 et 2, et destiné à équiper une installation électrique, afin d’assurer une protection électrique. De préférence, l’appareil est un disjoncteur miniature.
L’appareil est modulaire en ce qu’il comprend plusieurs modules, ici un module de commande 1 et trois modules de puissance 5, et en ce que le nombre et la disposition des modules peut facilement être modifié, pour adapter l’appareil à différentes applications, notamment au nombre de pôles de l’installation à protéger. Au minimum, on prévoit un seul module de puissance 5. De préférence, on prévoit autant de modules de puissance 5 que l’installation comporte de pôles à protéger. Dans le cas présent, l’appareil permet de protéger trois pôles, en comportant trois modules 5. Les figures 3-6 montrent l’un des modules de puissance 5, représenté seul. Les figures 7-8 montrent le module de commande 1 , représenté seul.
L’appareil comprend un boîtier 4 à l’intérieur duquel sont logés au moins une partie des composants de l’appareil.
On définit une direction de profondeur X4, une direction de largeur Y4 et une direction de hauteur Z4, qui sont perpendiculaire entre elles et fixes par rapport au boîtier 4. Le boîtier 4 est de préférence fabriqué en un matériau rigide et électriquement isolant, tel qu’un polymère thermoformé, par exemple du polyamide PA 6.6. Le boîtier 4 est au moins en partie formé, voire entièrement formé par un assemblage de boîtiers individuels, formant des compartiments, chaque compartiment appartenant à l’un des modules 1 et 5. Le module de commande 1 comprend un compartiment 41 dit « compartiment de commande » et chaque module de puissance 5 comprend un compartiment 45 dit « compartiment de puissance » respectif. Chaque compartiment 41 et 45 est distinct des autres compartiments 41 ou 45. Les compartiments 41 et 45 sont adjacents les uns aux autres, sans être imbriqués ou être contenus l’un dans l’autre. Les compartiments 41 et 45 sont fixés les uns aux autres, de sorte que le boîtier 4 forme un ensemble solidaire.
De préférence, chaque compartiment 41 et 45 présente des dimensions similaires, ou des dimensions issues de multiples d’une unité de base, pour pouvoir être interchangeable et conférer un caractère modulaire à l’appareil, tout en étant compatible avec des installations existantes. Par exemple, chaque compartiment 41 et 45 a une largeur, suivant la direction Y4, qui vaut 27 mm. On prévoit par exemple que cette largeur est un multiple de 9 mm.
Chaque compartiment 41 et 45 comprend une façade 42 et un dos 43, opposés suivant la direction X4, ainsi qu’un flanc 44 et un flanc 46, opposés suivant la direction Y4 et reliant la façade 42 et le dos 43 entre eux. Les flancs 46 sont tournés dans le sens de la direction Y4 et les flancs 44 en sens inverse. Les façades 42 sont tournées dans le sens de la direction X4 et les dos 43 en sens inverse. Les modules 1 et 5 sont assemblés par l’intermédiaire de leur compartiment 41 et 45 respectif, en étant agencés successivement suivant l’axe Y4. Ici, le module 1 est disposé à une extrémité de l’appareil, et est suivi par les modules 5 qui sont disposés successivement suivant la direction Y4 à partir du module 1. Toutefois, un autre ordre peut être adopté. Chaque module 1 ou 5 est assemblé, par l’intermédiaire de son flanc 46, contre le module 1 ou 5 adjacent, par l’intermédiaire de son flanc 44. Pour cela, les flancs 44 et 46 présentent avantageusement des moyens de fixations complémentaires, par exemple des crochets d’encliquetage. Les flancs 44 et 46 des modules extrémaux, laissés libres, forment les flancs du boîtier 4. Les façades 42 des modules 1 à 5 forment la façade du boîtier 4. Les dos 43 des modules 1 à 5 forment le dos du boîtier 4.
De préférence, les dos 43 des modules 1 et 5 forment ensemble une attache pour pouvoir fixer l’appareil sur un rail de fixation horizontal, parallèle à la direction Y4. De préférence, la façade du boîtier 4 est laissée accessible à un technicien lorsque l’appareil est intégré à l’installation.
Comme montré aux figures 1 à 9, chaque module de puissance 5 comprend un terminal d’entrée 51 et un terminal de sortie 52, qui sont opposés suivant la direction Z4 et qui débouchent hors du compartiment de puissance 45. Le terminal 51 est disposé dans la direction Z4 par rapport au terminal 52, et débouche dans la direction Z4. Le terminal 52 débouche en sens opposé. Chaque terminal 51 et 52 se présente par exemple sous la forme d’une borne à vis. Chaque terminal 51 et 52 est apte à être raccordé électriquement à un conducteur électrique respectif.
Chaque terminal d’entrée 51 est apte à être électriquement raccordé à l’un des pôles d’une alimentation électrique de puissance 90 de l’installation. Ce pôle peut être un pôle de phase ou un pôle de neutre, si l’alimentation électrique de puissance 90 est une alimentation en courant alternatif. Ce pôle peut aussi être un pôle positif, négatif ou neutre, si l’installation est en courant continu. On peut aussi prévoir que le pôle change de fonction, notamment lorsque l’alimentation électrique de puissance 90 est susceptible de délivrer plusieurs types de courants durant l’utilisation, par exemple en passant d’un courant alternatif à un courant continu. L’alimentation électrique de puissance 90 peut comprendre le secteur, un système de secours à batteries d’accumulateurs et/ou un onduleur. Par exemple, l’alimentation 90 délivre une tension alternative ou continue comprise entre 100 et 1000 Volts.
Chaque terminal de sortie 52 est apte à être électriquement raccordé à l’un des pôles d’une charge 91 , qui est destinée à être alimentée électriquement par l’alimentation électrique de puissance 90 par l’intermédiaire de l’appareil. Pour chaque module 5, le pôle de la charge 91 à raccorder au terminal 52 correspond au pôle de l’alimentation électrique, raccordé au terminal 51. Par exemple, la charge est constituée par une installation de serveurs informatiques, ou un réseau électrique d’un bâtiment, tertiaire ou d’habitation.
L’appareil des figures 1 et 2 est adapté pour la protection de trois pôles de l’installation, en ce que trois modules de puissance 5 sont prévus, correspondant chacun à l’un des pôles. Toutefois, comme illustré sur la figure 10, on peut prévoir que l’appareil soit monopolaire, avec un seul module 5 comme montré au cas A de la figure 10, que l’appareil soit bipolaire, avec deux modules 5 comme montré au cas B de la figure 10, ou que l’appareil soit quadripolaire, comme montré au cas C de la figure 10. Pour cela, on installe autant de modules de puissance 5 que de pôles à protéger. Dans tous les cas, un seul module de commande 1 est avantageusement installé.
Comme mieux visible sur les figures 5 et 6, et comme montré fonctionnellement sur la figure 9, chaque module de puissance 5 comprend un sectionneur mécanique 53 et un interrupteur statique 54 et un circuit de commande local 55. Sur la figure 9, un seul des modules de puissance 5 est représenté, mais les autres ont une structure similaire.
Le sectionneur mécanique 53 et l’interrupteur statique 54 relient électriquement le terminal 51 au terminal 52 en étant montés en série. En particulier, le sectionneur 53 relie le terminal 51 à l’interrupteur 54, et l’interrupteur 54 relie le sectionneur 53 au terminal 52. Le sectionneur mécanique 53 comprend des contacts séparables, à savoir un contact fixe 60 et un contact mobile 61 et un mécanisme de déclenchement 62. Les contacts
60 et 61 et le mécanisme 62 sont entièrement disposés à l’intérieur du compartiment de puissance 45. Le contact fixe 60 est fixe par rapport au compartiment 45, en étant ici solidaire de l’interrupteur 54. Le contact mobile 61 est mobile par rapport au compartiment 45, en étant actionné par le mécanisme 62, et est électriquement relié au terminal 51 par un conducteur électrique 68.
Le sectionneur mécanique 53 est configuré pour basculer entre une configuration de conduction, montrée aux figures 5 et 6, où les contacts 60 et 61 sont en contact mutuel pour conduire du courant électrique entre les terminaux 51 et 52, et une configuration de séparation, où les contacts 60 et 61 sont séparés par une lame d’air 63, comme montré sur le détail 5A de la figure 5, pour électriquement séparer les terminaux 51 et 52 l’un de l’autre au niveau de la lame d’air 63.
Pour basculer entre ces deux configurations, le mécanisme 62 actionne le contact
61 entre une position où le contact 61 est en appui contre le contact 60, comme montré sur les figures 5 et 6, et une position où le contact 61 est éloigné du contact 60 de façon à ne plus être en contact avec le contact 60 et ainsi en être séparé par la lame d’air 63. De préférence, le contact mobile 61 inclut une partie conductrice, par l’intermédiaire de laquelle le contact mobile 61 entre en contact avec le contact fixe 60 pour conduire le passage du courant électrique, et un porte-contact, portant la partie conductrice et par l’intermédiaire de laquelle le contact 61 est actionné par le mécanisme 62.
Le mécanisme 62 évolue entre une configuration armée et une configuration déclenchée. Le mécanisme 62 comprend avantageusement un ressort 64, un système de verrouillage 65 et une platine pivotante 66.
La platine pivotante 66 est montée pivotante par rapport au compartiment 45. La position en rotation de la platine 66 est assujettie, ou pour le moins commande, celle du contact 61 . Pour cela, la platine 66 actionne le porte-contact du contact 61 .
Le ressort 64 exerce un effort sur la platine 66 tendant à pivoter la platine 66 dans un sens où elle écarte le contact 61 du contact 60. Pour cela, le ressort 64 prend avantageusement appui contre une paroi du compartiment 45.
Le système de verrouillage 65, par exemple porté par la platine 66, permet, lorsqu’il est verrouillé et que le mécanisme est en configuration armée, de maintenir la platine 66 dans une orientation où les contacts 60 et 61 sont en appui mutuel.
De préférence, le système de verrouillage 65 comprend un crochet 69 et une gâchette 67. La gâchette 67 comprend de préférence par une barre de déclenchement 67A et une pièce de détection de barre 67B, qui sont solidaires. La barre 67A et la pièce 67B sont tournées à l’opposé l’une de l’autre, parallèlement à la direction Y4.
Le crochet 69 est monté sur la platine 66 en étant pivotant par rapport à la platine 66. La gâchette 67 est montée sur la platine 66 en étant pivotant par rapport à la platine 66. Les pivotements du crochet 69 et de la gâchette 67 sont soumise à l’effort d’un ressort de verrou, tendant à ramener le crochet 69 et la gâchette 67 vers la configuration verrouillée du système de verrouillage 65. Le crochet 69 et la gâchette 67 peuvent chacun être actionnés contre l’effort du ressort de verrou, pour mettre le système de verrouillage 65 en configuration de libération.
En configuration de conduction, le mécanisme 62 est dans la configuration armée, où le mécanisme maintient les contacts 60 et 61 en contact mutuel. Dans cette configuration armée, le ressort 64 est tendu pour constituer une réserve d’énergie potentielle mécanique, en étant retenu par la configuration verrouillée du système de verrouillage 65. Pour faire basculer le mécanisme 62 vers la configuration déclenchée, on met le système de verrouillage 65 en configuration libérée. . Cela autorise la platine 66 à être pivotée sous l’action du ressort 64. De ce fait, le ressort 64 fait pivoter la platine 66, laquelle déplace le contact 61 jusqu’à le séparer du contact 60 pour obtenir la lame d’air 63. Le mécanisme 62 a alors atteint la configuration déclenchée et le sectionneur 53 est en configuration de séparation.
Pour ramener le mécanisme 62 de la configuration déclenchée jusqu’à à la configuration armée, on actionne le mécanisme 62, par exemple par l’intermédiaire du système de verrouillage 65 ou de la platine 66, à l’encontre de l’effort du ressort 64, ce qui retend le ressort 64 en vue d’un futur déclenchement. La platine 66 étant pivotée en sens inverse, la platine déplace le contact 61 jusqu’à mise appui dudit contact 61 contre le contact 60. Une fois la configuration armée atteinte, le système de verrouillage 65 atteint la configuration de verrouillage, sous l’action de son ressort de verrou, pour s’opposer à nouveau à ce que le ressort 64 ne fasse basculer le mécanisme 62 jusqu’à la configuration déclenchée. En configuration armée, le mécanisme 62 s’auto-maintient en configuration armée, jusqu’à ce que le système de verrouillage 65 soit à nouveau mis en configuration libérée.
On prévoit aussi que le sectionneur mécanique 53 comprend une commande 70, dite « commande manuelle locale », qui est une commande mécanique. La commande 70 est portée par la façade 42 du compartiment de puissance 45, pour pouvoir être actionnée manuellement par le technicien durant l’utilisation de l’appareil, depuis l’extérieur du boîtier 4. La commande 70 est actionnable pour faire basculer le sectionneur mécanique 53 entre la configuration de conduction et la configuration de séparation. Par exemple, la commande 70 comprend un levier basculant 71 , qui fait saillie vers l’extérieur du compartiment 45, à partir de la façade 42, pour être actionné manuellement par le technicien. Par exemple, la commande 70 comprend aussi une bielle 72, visible sur les figures 3 et 6, pour mécaniquement lier le mécanisme 62 au levier 71. De préférence, la bielle 72 est liée à la platine 66, en traversant le crochet 69 pour pouvoir déverrouiller le système de verrouillage 65 en actionnant le crochet 69. Le levier 71 est mobile entre une orientation de fermeture, montrée sur les figures, correspondant à la configuration de conduction du sectionneur 53, et une position d’ouverture, correspondant à la configuration de séparation du sectionneur 53.
Lorsque le sectionneur 53 est en configuration de conduction et que le levier 71 est déplacé vers la position d’ouverture, à partir de la position de fermeture, le levier 71 déverrouille le système de verrouillage 65 par l’intermédiaire de la bielle 72. Une fois que le ressort 64 a mis le mécanisme 62 en configuration déclenchée, le mécanisme, en passant en configuration déclenchée, a entraîné le levier 71 jusqu’à la position d’ouverture par l’intermédiaire de la bielle 72, elle-même entraînée par le système de verrouillage 65 et/ou la platine 66.
Lorsque le sectionneur 53 est en configuration de séparation et que le levier 71 est déplacé jusqu’à la position de fermeture, à partir de la position d’ouverture, le levier 71 entraîne le mécanisme 62, par l’intermédiaire de la bielle 72 actionnant la platine 66, jusqu’à la configuration armée, à l’encontre de l’effort du ressort 64, tendant ainsi le ressort 64, jusqu’à atteindre la configuration de conduction.
D’autres exemples de mécanismes convenant pour l’invention sont par exemple décrits dans EP 2975628 B1 et EP 1542253 B1 .
En configuration de séparation, le sectionneur 53 assure une séparation galvanique des terminaux 51 et 52 l’un de l’autre, et préférentiellement, une séparation galvanique du terminal 51 vis-à-vis de l’interrupteur 54. Il n’est avantageusement pas nécessaire de prévoir que le sectionneur mécanique 53 comporte des moyens permettant d’assurer une dissipation d’arc électrique, tels qu’une chambre de coupure, le pouvoir de coupure étant assuré par l’interrupteur 54, comme expliqué ci-après.
Si plusieurs modules de puissance 5 sont prévus, on prévoit avantageusement que leurs sectionneurs mécaniques 53 sont mécaniquement accouplés pour que, lorsque l’un des sectionneurs 53 bascule entre la configuration de conduction et la configuration de séparation, les autres sectionneurs 53 basculent également pour atteindre la même configuration. De préférence, on prévoit que chaque sectionneur 53 est mécaniquement accouplé avec le sectionneur 53 du ou des modules 5 qui lui sont adjacents. Dans le présent exemple, on prévoit que les sectionneurs 53 sont mutuellement accouplés par l’intermédiaire de leur mécanisme 62 respectif. En particulier, on prévoit que, pour chaque paire de modules 5 adjacents, la barre de déclenchement 67A du premier module 5 actionne le système de verrouillage 65 du deuxième module 5 adjacent, en coopérant mécaniquement avec la pièce de détection de barre 67B de ce deuxième module 5. Pour cela, par exemple, la barre de déclenchement 67A relie mécaniquement les deux mécanismes 62 adjacents, en traversant une encoche prévue au travers du flanc 46 du premier module 5 et une encoche prévue au travers du flanc 44 du deuxième module 5 adjacent. Pour coopérer mécaniquement, la barre 67A est reçue dans une encoche de la pièce de détection 67B. Il en découle que les systèmes de verrouillage 65 des modules 5 adjacents sont synchronisés, voire solidaires, via leurs gâchettes 67. Pour le moins, la barre 67A du premier module 5 est en appui contre la pièce 67B du deuxième module 5, pour que le basculement du système de verrouillage 65 du premier module 5 entraîne le basculement du système de verrouillage 65 du deuxième module 5. De proche en proche, tous les systèmes de verrouillage 65, et donc tous les mécanismes 62, de l’appareil, sont ainsi mécaniquement synchronisés via les gâchettes 67.
Si plusieurs modules 5 sont prévus, on prévoit avantageusement que leurs commandes 70 sont mécaniquement accouplées pour que, lorsque l’une des commandes 70 est actionnée, les autres commandes 70 soient actionnées de la même façon. Pour cela, de préférence, on prévoit par exemple que chaque levier 71 d’un premier des modules 5 est mécaniquement solidaire avec le ou les leviers 71 appartenant au module 5 ou aux modules 5 qui est (sont) adjacent(s) à ce premier module 5. Pour être solidaires, on prévoit par exemple que les leviers 71 adjacents sont reliés entre eux par une pièce de liaison 73, ou sont complémentaires. De proche en proche, tous les leviers 71 , et donc toutes les commandes 70 de l’appareil, sont solidaires les unes des autres et synchronisées.
L’interrupteur 54 est configuré pour évoluer entre un état passant, pour conduire du courant électrique entre les terminaux 51 et 52, et un état bloquant, pour isoler électriquement les terminaux 51 et 52 l’un de l’autre. L’interrupteur 54 est configuré pour interrompre un courant électrique entre les terminaux 51 et 52, y compris lorsque l’installation est en charge.
L’interrupteur 54 est « statique », c’est-à-dire que, contrairement à un interrupteur mécanique, il ne comporte pas de contacts séparables pour évoluer entre l’état passant et l’état bloquant. A cette fin, l’interrupteur 54 comprend des composants de coupure à base de matériaux semi-conducteurs, tels que des transistors de puissance, qui sont commandés électroniquement. L’interrupteur 54 ne comporte pas de chambre de coupure. De préférence, l’interrupteur 54 est reçu dans un logement dédié du compartiment 45. Encore plus préférentiellement, lorsque le compartiment 45 est du même type (voire identique) à un boîtier standard d’appareil de protection électromécanique, ledit logement correspond à l’espace normalement occupé par la chambre de coupure ainsi que par des moyens de détection d’un défaut électrique (par exemple, de type dit « thermique » et « magnétique »), tel que, respectivement, un bilame et une bobine. Cela permet de conserver l’architecture des disjoncteurs existants et d’assurer une compatibilité avec les installations existantes.
L’interrupteur 54 et le sectionneur 53 étant montés en série, le module 5 peut évoluer entre un état ouvert (dit « OFF »), où l’interrupteur 54 est à l’état bloquant et où le sectionneur 53 est en configuration de séparation, un état intermédiaire (dit « STANDBY »), où l’interrupteur est à l’état bloquant et où le sectionneur est en configuration de conduction, et un état fermé (dit « ON »), où l’interrupteur 54 est à l’état passant et où le sectionneur 53 est en configuration de conduction. A l’état fermé, les terminaux 51 et 52 sont électriquement reliés. Dans les autres états, les terminaux 51 et 52 sont électriquement isolés. Dans l’état ouvert, les terminaux 51 et 52 sont électriquement isolés avec isolation galvanique.
Dans l’exemple illustré, l’interrupteur statique 54 comprend deux interrupteurs de puissance 81 et 82, qui sont électriquement connectés en série. L’interrupteur 81 est ici connecté au sectionneur 53 et à l’interrupteur 82, alors que l’interrupteur 82 est connecté à l’interrupteur 81 et au terminal 52. Chaque interrupteur de puissance peut, en pratique, être implémenté par plusieurs composants, tels que des transistors, connectés en parallèle en fonction du calibre de protection que l’on souhaite obtenir.
Par exemple, pour un calibre de seize ampères, on peut prévoir utilise deux paires de transistors connectées en série, les transistors de chaque paire de transistors étant connectés en parallèle. Pour un calibre plus élevé, par exemple trente-deux ampères, il est possible d’utiliser un plus grand nombre de transistors connectés en parallèle.
Chaque interrupteur de puissance 81 et 82 est commutable entre un état électriquement bloquant et un état électroniquement passant. Par exemple, les interrupteurs de puissance 81 et 82 sont des transistors de puissance, tels que des transistors à effet de champ, par exemple MOSFET (« Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor »). Ce type de transistor est préféré car il présente une faible résistance à l’état passant, mais aussi car il reste dans l’état bloqué lorsqu’il est au repos, par exemple lorsqu’aucun signal de commande n’est envoyé sur l’électrode de commande. D’autres technologies de semi-conducteurs peuvent cependant être envisagées suivant le calibre du disjoncteur, telles que des transistors bipolaires à grille isolée (IGBT), ou des thyristors, ou des thyristors à commutation de grille intégrée (IGCT), ou bien d’autres technologies encore. En variante, les interrupteurs de puissance 81 et 82 peuvent être des transistors JFET (« Junction Field Effect Transistor »). Dans ce cas, le fonctionnement du circuit de commande 55 peut devoir être modifié, pour tenir compte du fait que de tels transistors JFET sont dans l’état passant lorsqu’ils sont au repos.
Une diode est avantageusement présente en parallèle de chacun des interrupteurs de puissance 81 et 82, comme illustré sur la figure 9. Généralement, il s’agit d’une diode parasite inhérente à la construction de l’interrupteur de puissance.
Le circuit de commande local 55 est couplé avec l’interrupteur statique 54 pour le commander. En d’autres termes, le circuit électronique de commande 55 permet de piloter l’interrupteur 54. Dans l’exemple, le circuit 55 est accouplé avec chaque interrupteur 81 et 82. Physiquement, on prévoit avantageusement que le circuit de commande est disposé entre les interrupteurs 81 et 82 suivant la direction Y4, comme montré sur la figure 5, ce qui facilite les interconnexions.
Avantageusement, l’interrupteur 54 peut comporter un ou plusieurs composants 83 de protection contre les surtensions, connectés en parallèle du ou des interrupteurs de puissance 81 et 82, afin de protéger les interrupteurs de puissance 81 et 82 contre les surtensions, notamment en cas d’apparition d’un arc électrique. Cela permet notamment de protéger les interrupteurs 81 et 82 en tension lors de la coupure dans les cas où l’installation comporte des circuits inductifs. Par exemple, en tant que composant de protection, on prévoit une varistance de type MOV (pour « Metal Oxide Varistor » en anglais) ou une diode Transil (TVS, pour « Transient Voltage Suppression » en anglais).
De préférence, le circuit de commande 55 comporte un processeur, tel qu’un microcontrôleur programmable ou un microprocesseur. Le processeur est avantageusement couplé à une mémoire informatique, ou à tout support d’enregistrement de données lisible par ordinateur, qui comporte un programme, c’est-à-dire des instructions exécutables et/ou un code logiciel. Selon des variantes non décrites en détail, le circuit de commande 55 peut comporter un processeur de traitement du signal (DSP), ou un composant logique reprogrammable (FPGA), ou un circuit intégré spécialisé (ASIC), ou tout élément équivalent, ou toute combinaison de ces éléments.
Lorsque le programme est exécuté par le processeur ou les autres composants précités, il met en œuvre un procédé dans lequel le circuit de commande 55 commande un basculement de l’interrupteur 54 de l’état passant à l’état bloquant et vice versa. En particulier, le procédé est prévu pour que le circuit 55 fasse basculer l’interrupteur 54 de l’état passant à l’état bloquant lorsque des conditions d’ouverture sont remplies. Par « conditions d’ouverture », on entend une ou plusieurs conditions qui, lorsqu’elles sont considérées comme réalisées par le circuit de commande 55, font que le circuit 55 ordonne à l’interrupteur 54 de basculer. Pour déterminer si ces conditions sont remplies, le circuit 55 tient compte par exemple d’informations provenant d’un système capteur, défini ci-après, et/ou d’informations provenant du module de commande 1 , et exécute un procédé ou un algorithme pour déterminer si, au vu de ces informations, les conditions d’ouvertures sont remplies et que l’interrupteur 54 doit être basculé. De préférence, ces conditions d’ouverture sont remplies en cas de détection d’un défaut électrique, notamment pour le pôle auquel le module de puissance 5 est raccordé, mais aussi préférentiellement pour les pôles auxquels les autres modules de puissance 5 sont raccordés. De préférence, le circuit 55 peut aussi détecter un actionnement de la commande 70, ce qui constitue une autre forme de condition d’ouverture. De préférence, le circuit 55 peut aussi commander un basculement vers l’état bloquant de l’interrupteur 54, lorsque le circuit 55 reçoit un ordre de disjonction émanant du module de commande 1 ou d’un autre module de puissance 5, ce qui constitue une autre forme de condition d’ouverture.
Pour son fonctionnement, le circuit 55 est alimenté électriquement par une alimentation électrique auxiliaire. Avantageusement, cette alimentation électrique auxiliaire est fournie par le module de commande 1 , comme expliqué ci-après, ou par une source extérieure.
Le module de commande 1 , illustré individuellement aux figures 7 et 8, comprend un déclencheur 10 et un circuit de commande 30, dit « principal ».
Dans le présent exemple, le déclencheur 10 comprend un mécanisme de déclenchement 1 1 , un électro-actionneur 12 et une commande manuelle 20, dite « générale ».
Le déclencheur 10 a pour fonction de déclencher mécaniquement un basculement des sectionneurs mécaniques 53 des modules 5, entre la configuration de conduction et la configuration de séparation, sur commande du circuit de commande 30 ou en étant actionné par la commande de la commande manuelle générale 20. Pour que le déclencheur 10 actionne les sectionneurs 53, on prévoit avantageusement que le déclencheur 10 est mécaniquement accouplé avec le sectionneur mécanique 53 du module 5 qui est adjacent au module 1 , pour faire basculer ce sectionneur 53 entre les configurations de conduction et de séparation. S’il y a plusieurs modules 5, les autres sectionneurs 53 sont actionnés de la même façon de proche en proche en étant synchronisé, de préférence à l’aide des gâchettes 67 décrites ci-avant, actionnant chacune la pièce de détection de barre 67B du module 5 adjacent. Grâce à ces dispositions, le fait pour le module 1 d’actionner le sectionneur 53 du module 5 qui lui est adjacent, entraîne automatiquement un actionnement des autres sectionneurs 53 éventuels, appartenant aux autres modules 5 éventuels. Un seul déclencheur 10 est donc nécessaire, quel que soit le nombre de modules 5 équipés pour former l’appareil. Il est aisé d’ajouter ou de retirer un module 5, puisqu’il n’est pas nécessaire de modifier le déclencheur 10 ou le module 1 pour que tous les sectionneurs 53 soient actionnés de proche en proche, quel que soit leur nombre. Grâce au déclencheur 10, le module 1 peut commander de façon centralisée et synchronisée les sectionneurs 53 de tout module 5 équipant l’appareil.
Le mécanisme de déclenchement 1 1 est configuré pour basculer entre une configuration armée, correspondant à la configuration de conduction des sectionneurs 53, et une configuration déclenchée, correspondant à la configuration de séparation des sectionneurs 53. Le mécanisme de déclenchement 11 présente préférentiellement un fonctionnement similaire au mécanisme de déclenchement 62 du module de puissance 5, hormis que le mécanisme 11 n’est avantageusement pas amené à directement actionner des contacts séparables, puisque le module de commande 1 n’en est avantageusement pas pourvu.
Le mécanisme 1 1 comprend avantageusement un ressort 14, un verrou 15, une platine pivotante 16, une barre de déclenchement 17 et un crochet 19.
La platine 16 est montée pivotante par rapport au compartiment 41. Le ressort 14 exerce un effort sur la platine 16 tendant à pivoter la platine 16.
Le verrou 15 et le crochet 19 forment un système de verrouillage pour le mécanisme 11 , porté par la platine 16. De préférence, le verrou 15 est monté pivotant sur la platine 16 et le crochet 19 est monté pivotant sur la platine 16, en étant soumis à l’effort d’un ressort de verrouillage, tendant à ramener le crochet 19 et le verrou 15 vers la configuration de verrouillage. Ce système de verrouillage permet, lorsqu’il est verrouillé et que le mécanisme 11 est en configuration armée, de maintenir la platine 16 dans une orientation armée. Ce système de verrouillage permet, lorsqu’il est libéré par actionnement du verrou 15 ou du crochet 19 contre l’effort du ressort de verrouillage, d’autoriser le pivotement de la platine
16 sous l’action du ressort 14. Ce faisant, le ressort 14 fait basculer le mécanisme 11 de la configuration armée à la configuration déclenchée. Le crochet 19 et le verrou 15 peuvent chacun indépendamment être actionnés contre l’effort du ressort de verrou, pour mettre le système de verrouillage en configuration de libération.
La barre de déclenchement 17 est ici montée pivotante par rapport au compartiment 41 . La barre de déclenchement 17 est entraînée par la platine 16, lorsque le mécanisme 1 1 passe de la configuration déclenchée à la configuration armée. La barre de déclenchement
17 peut aussi entraîner le verrou 15 pour déclencher le mécanisme 11 , lorsque la barre 17 est actionnée par le mécanisme 62 du modules 5 adjacent, comme expliqué ci-après. Sous l’effort du ressort de verrouillage, le verrou 15 entraîne la barre 17 en sens inverse lorsque le mécanisme 11 passe de la configuration armée à la configuration déclenchée. Ainsi, la position de la barre de déclenchement 17 est différente lorsque le mécanisme 1 1 est en configuration armée et en configuration déclenchée.
Hormis une extrémité de la barre 17 visible sur la figure 7, le mécanisme 1 1 est entièrement reçu à l’intérieur du compartiment de commande 41 .
Dans le présent exemple, on prévoit que le déclencheur 10 et le sectionneur 53 du module 5 adjacent sont mutuellement accouplés par l’intermédiaire de leur mécanisme 11 et 62 respectif. En particulier, on prévoit que la barre 17 relie mécaniquement les deux mécanismes 1 1 et 62 adjacents, en traversant une encoche prévue au travers du flanc 46 du module 1 et une encoche prévue au travers du flanc 44 du module 5 adjacent. La barre 17 est accouplée avec la pièce de détection de barre 67B du module 5 adjacent. Dans le cas où les modules 1 et 5 adjacents sont inversés, ou dans le cas où le module 1 est disposé entre deux modules 5 qui lui sont adjacents, on peut prévoir que la barre 17 comprend une encoche pour recevoir la barre 67A du module 5 adjacent, la barre 67A de ce module 5 traversant une encoche prévue au travers du flanc 44 du module 1 et une encoche prévue au travers du flanc 46 de ce module 5 adjacent.
En tout état de cause, les barres de déclenchement 17 et 67A de tous les modules sont accouplées, en coopérant mécaniquement, en étant en appui l’une contre l’autre et/ou en étant mécaniquement solidaires Ainsi, lorsque le mécanisme 11 passe de la configuration armée à la configuration déclenchée, la barre 17 entraîne la gâchette 67 du ou des modules 5 adjacents, de sorte que les mécanismes 62 passent également de la configuration armée à la configuration déclenchée, faisant basculer les sectionneurs 53 de la configuration de conduction à la configuration de séparation. Sous l’action du déclencheur 10, puis de proche en proche, tous les systèmes de verrouillage 65, et donc tous les mécanismes 62, de l’appareil, sont ainsi mécaniquement déclenchés par la barre 17 du déclencheur 10 et par synchronisation via les barres de déclenchement 67A.
De préférence, réciproquement, lorsque le mécanisme 62 adjacent passe de la configuration armée à la configuration déclenchée, la barre 67A ou la pièce 67B entraîne la barre 17 via sa barre 67A ou sa pièce 67B, pour faire basculer le mécanisme 11 de la configuration armée à la configuration déclenchée. La barre 17 ainsi entraînée par le module 5 adjacent actionne le verrou 15, ce qui déclenche le basculement du mécanisme 11.
Lorsque le mécanisme 11 est dans la configuration armée, le ressort 14 est tendu pour constituer une réserve d’énergie potentielle mécanique, en étant retenu par la configuration verrouillée du verrou 15 et du crochet 19. Pour faire basculer le mécanisme 11 vers la configuration déclenchée, on déplace le verrou 15, sous l’action de la barre 17 ou de l’actionneur 12 décrit ci-après, ou le crochet 19, sous l’action de la commande manuelle générale 20 décrite ci-après, ce qui autorise le pivotement de la platine 16. Alors, le ressort 14 fait pivoter la platine 16, entraînant avec elle le verrou 15 et le crochet 19. Dans ce déplacement, le verrou 15 entraîne la barre 17. La barre 17 est alors déplacée par rapport au boîtier 4, faisant basculer le sectionneur 53 du module 5 adjacent en configuration de séparation.
Pour ramener le mécanisme 1 1 de la configuration déclenchée jusqu’à à la configuration armée, on actionne le mécanisme 11 par exemple par l’intermédiaire du crochet 19 sous l’action de la commande manuelle générale 20 ou de la platine 16 sous l’action de la barre 17, à l’encontre de l’effort du ressort 14, ce qui retend le ressort 14 en vue d’un futur déclenchement. Lorsque cette remise en configuration armée a été effectuée par actionnement du crochet 19, la barre 17 remet le sectionneur 53 adjacent en configuration de conduction, en remettant le mécanisme 62 en configuration armée. Une fois la configuration armée atteinte par le mécanisme 1 1 , le verrou 15 et le crochet atteignent à nouveau la configuration de verrouillage, sous l’action de son ressort de verrouillage, pour s’opposer à nouveau à ce que le ressort 14 ne fasse basculer le mécanisme 11 jusqu’à la configuration déclenchée. En configuration armée, le mécanisme 11 s’auto-maintient en configuration armée, jusqu’à ce que le verrou 15 et le crochet 19 soient à nouveau mis en configuration libérée.
La commande manuelle générale 20 est une commande mécanique. La commande 20 est portée par la façade 42 du compartiment de commande 41 , pour pouvoir être actionnée manuellement par le technicien durant l’utilisation de l’appareil, depuis l’extérieur du boîtier 4. La commande 20 est actionnable pour faire basculer le mécanisme 1 1 du déclencheur 10 entre la configuration armée et la configuration déclenchée. Dès lors, en actionnant la commande 20, le technicien peut actionner à la fois tous les sectionneurs 53, par commande du déclencheur 10, et les faire basculer entre les configurations de conduction et de séparation.
Par exemple, la commande 20 comprend un levier basculant 21 , qui fait saillie vers l’extérieur du compartiment 41 , à partir de la façade 42, pour être actionné manuellement par le technicien. Par exemple, la commande 20 comprend aussi une bielle 22, pour mécaniquement lier le mécanisme 11 au levier 21 . La bielle 22 est ici attachée au crochet 19. Le levier 21 est mobile entre une orientation de fermeture, montrée sur les figures, correspondant à la configuration de conduction des sectionneurs 53 et à la configuration armée du mécanisme 1 1 , et une position d’ouverture, correspondant à la configuration de séparation du sectionneur 53 et à la configuration déclenchée du mécanisme 11 . Lorsque le mécanisme 11 est en configuration armée et que le levier 21 est déplacé vers la position d’ouverture, à partir de la position de fermeture, le levier 21 déverrouille le verrou 15 par l’intermédiaire de la bielle 22, actionnant le crochet 19. Une fois que le ressort 14 a mis le mécanisme 11 en configuration déclenchée, le mécanisme 11 , en passant en configuration déclenchée, a entraîné le levier 21 jusqu’à la position d’ouverture par l’intermédiaire de la bielle 22, elle-même entraînée par le crochet 19.
Lorsque le mécanisme 11 est en configuration déclenchée et que le levier 21 est déplacé jusqu’à la position de fermeture, à partir de la position d’ouverture, le levier 21 entraîne le mécanisme 11 , par l’intermédiaire de la bielle 22 actionnant le crochet 19, jusqu’à la configuration armée, à l’encontre de l’effort du ressort 14, tendant ainsi le ressort 14, jusqu’à atteindre la configuration armée.
Si le ou les modules 5 comportent une commande 70 telle que décrite ci-avant, on prévoit avantageusement que la commandes 70 du module 5 adjacent au module 1 est mécaniquement accouplée à la commande 20 pour que, lorsque l’une des commandes 20 ou 70 est actionnée, l’autre commande 20 ou 70 soit actionnée de la même façon. Pour cela, de préférence, on prévoit par exemple que le levier 21 et le levier 71 sont mécaniquement solidaires. Pour être solidaires, on prévoit par exemple que les leviers 21 et 71 sont reliés entre eux par une pièce de liaison, ou sont complémentaires. De proche en proche, tous les leviers 21 et 71 , et donc toutes les commandes 20 et 70 de l’appareil, sont solidaires les unes des autres et synchronisées.
En variante on prévoit que les modules 5 sont dépourvus de la commande 70, puisque la commande 20 du module 1 peut suffire à actionner les sectionneurs 53 des modules 5. Toutefois, on peut prévoir que les modules 5 sont tout de même équipés de la commande 70, ce qui permet d’utiliser les modules 5 pour d’autres usages où leur commande 70 serait indispensable, notamment pour utiliser les modules 5 sans le module 1 , séparément du contexte de l’appareil présenté ici.
L’électro-actionneur 12 est disposé à l’intérieur du compartiment de commande 41. L’électro-actionneur 12 a pour fonction d’actionner le déclencheur 10, via le mécanisme 1 1 , sur commande du circuit de commande principal 30. C’est par l’intermédiaire de l’électro- actionneur 12 que le circuit de commande 30 peut commander le déclencheur 10.
En pratique, l’électro-actionneur 12 comprend une partie fixe 13 et une partie mobile 18, ici un doigt mobile. L’électro-actionneur 12 se présente ici sous la forme d’un relais basse énergie. L’électro-actionneur 12 est couplé au circuit de commande 30, c’est-à-dire qu’il pilote l’électro-actionneur 12. Lorsque le circuit de commande 30 commande à l’électro-actionneur 12 d’actionner le déclencheur, la partie mobile 18 est déplacée par rapport à la partie fixe 13, pour actionner le verrou 15 et le mettre en configuration libérée. Le mécanisme 1 1 passe alors de la configuration armée à la configuration déclenchée sous l’action du ressort 14.
Le circuit de commande principal 30 est disposé à l’intérieur du compartiment de commande 41. De préférence, le circuit de commande 30 comporte un processeur, tel qu’un microcontrôleur programmable ou un microprocesseur. Le processeur est avantageusement couplé à une mémoire informatique, ou à tout support d’enregistrement de données lisible par ordinateur, qui comporte un programme, c’est-à-dire des instructions exécutables et/ou un code logiciel. Selon des variantes non décrites en détail, le circuit de commande 30 peut comporter un processeur de traitement du signal (DSP), ou un composant logique reprogrammable (FPGA), ou un circuit intégré spécialisé (ASIC), ou tout élément équivalent, ou toute combinaison de ces éléments.
Le circuit de commande 30 est en communication avec tous les circuits de commande 55 équipant respectivement les modules de puissance 5. Pour cela, le circuit 30 est relié à chaque circuit 55 par connexion filaire 59 respective, par exemple une nappe. De préférence, chaque circuit 55 est relié au circuit 30 par une connexion filaire 59 respective, qui traverse les flancs 44 et 46 des différents compartiments 41 et 45, pour relier le compartiment 41 au compartiment 45 du module 5 à raccorder. Les connexions 59 sont entièrement reçues à l’intérieur du boîtier 4. En variante, les connexions 59 peuvent être sans fil, ou réalisées selon d’autres interconnexions de communication que celles décrits ici.
En exécutant le programme, le circuit de commande 30 commande au déclencheur 10 de déclencher le basculement des sectionneurs 53 des modules 5, lorsque des conditions d’ouverture sont remplies. Par « conditions d’ouverture », on entend une ou plusieurs conditions qui, lorsqu’elles sont considérées comme réalisées par le circuit de commande 30, font que le circuit 30 ordonne au déclencheur 10 de déclencher le basculement des sectionneurs 53 des modules 5. Pour déterminer si ces conditions sont remplies, le circuit 30 tient compte d’informations émanant du système capteur défini ci- après et/ou d’informations provenant des modules de puissance 5, et exécute un procédé ou un algorithme pour déterminer si, au vu de ces informations, les conditions d’ouvertures sont remplies et que le déclencheur 10 doit être basculé. Le circuit de commande 30 peut aussi commander aux circuits de commande 55 de faire basculer les interrupteurs 54 entre les états passant et bloquant, en envoyant un ordre de disjonction aux circuits 55 concernés via les connexion 59. L’ordre de disjonction émanant du circuit de commande 30 constitue alors une condition d’ouverture qui, pour le circuit de commande local 55, est remplie.
Les conditions d’ouvertures pour basculer le déclencheur 10 ne sont pas nécessairement les mêmes que celles pour basculer les interrupteurs 54. Dès lors, on peut prévoir des premières conditions d’ouverture pour les circuits 55 et des deuxièmes conditions d’ouverture pour le circuit 30.
De préférence, le circuit de commande 30 comprend une interface de communication à distance 39. Cette interface de communication 39 est par exemple formée par un composant électronique ou une carte de communication appropriée, interconnectée avec le processeur et/ou les autre composants susmentionnés du circuit 30. L’interface de communication 39 est ici configurée pour communiquer avec un dispositif distant 92, telle qu’une interface homme machine ou un terminal mobile ou fixe, pour qu’une personne ou une machine puisse effectuer le pilotage de l’installation, via l’appareil. De préférence, cette communication est effectuée par connexion filaire entre l’interface de communication 39 et entre l’interface ou le terminal de l’utilisateur, par l’intermédiaire d’un terminal de connexion 31 appartenant au module de commande 1. Par exemple, le terminal 31 débouche à l’extérieur du boîtier 4, en particulier à l’extérieur du compartiment 41 , ici sur le dessous du compartiment 41 . Le dispositif distant 92 est distinct de l’appareil lui-même. Le terminal de connexion 31 se présente ici sous la forme d’un connecteur de données.
Le dispositif distant 92 peut par exemple envoyer un ordre de mise en configuration ouverte, intermédiaire ou fermée à l’appareil, par l’intermédiaire de l’interface de communication. Recevant cet ordre, sous réserve que d’autres conditions soient éventuellement remplies, le circuit de commande 30 agit en conséquence sur les sectionneurs 53, via le déclencheur 10, et/ou sur les interrupteurs 54, via les circuits 55 des modules de puissance 5. Lorsqu’il est ordonné au circuit 30 via l’interface de communication 39 de mettre les sectionneurs 53 en configuration de séparation, il est considéré par le circuit 30 que les conditions d’ouverture sont remplies.
Le programme exécuté par le circuit local 55 permet de détecter un défaut électrique tel qu’un défaut de courant de surcharge, un défaut de court-circuit, un défaut de courant différentiel, un défaut de présence d’arc série (ou différentiel) sur le pôle à protéger, mais aussi des surtensions ou des sous-tensions. Pour cela, le circuit 55 comprend avantageusement le système capteur susmentionné, prévu au sein du compartiment de puissance 45 du même module de puissance 5. Dans le présent exemple, le système capteur comprend un capteur 84, qui est un capteur de courant, mesurant le courant électrique circulant entre les terminaux 51 et 52, en particulier entre le sectionneur 53 et l’interrupteur 54. Toutefois, on peut prévoir que le système capteur comporte davantage de capteurs pour détecter des défauts électriques, tels que d’autres capteurs de courant, un capteur de tension ou un capteur de température, disposés au sein du compartiment de puissance 45 du même module 5. On peut aussi prévoir que, pour détecter un défaut électrique, le circuit local 55 utilise des informations issues de systèmes capteurs d’autres modules de puissance 5, issus du module de commande 1 et/ou de capteurs équipant l’alimentation électrique de puissance 90 et/ou la charge 91. On peut aussi prévoir que le programme exécuté par le circuit principal 30 permet de détecter un défaut électrique tel que ceux susmentionnés, en utilisant les informations fournies par un ou plusieurs circuits 55, basées elles-mêmes sur des informations issues des systèmes capteurs embarqués au sein des modules 5.
De préférence, lorsque l’un des circuits 55 détecte un défaut électrique, il communique cette information au circuit 30, qui donne un ordre de disjonction à tous les circuits 55, pour que tous les interrupteurs 54 soient mis à l’état bloquant. Une fois que les interrupteurs 54 ont été mis à l’état bloquant, le circuit 30 commande le déclencheur 10 pour mettre les sectionneurs 53 en configuration de séparation. Alternativement, on peut prévoir que le circuit 55 qui a détecté le défaut électrique considère directement que les conditions d’ouverture sont remplies et commande directement à l’interrupteur 54 de passer à l’état bloquant, tout en communiquant au circuit de commande 30 de donner l’ordre de disjonction aux autres circuits 55.
Lorsque le défaut électrique a disparu, et éventuellement sur ordre d’un utilisateur via l’interface de communication, le circuit 30 commande au déclencheur 10 de faire basculer les sectionneurs 53 en configuration de conduction, puis commande à tous les circuits 55 de mettre les interrupteurs 54 à l’état passant. Alternativement, les sectionneurs 53 peuvent être basculés en configuration de conduction manuellement par l’utilisateur à l’aide des commandes 20 et/ou 70, avant que le circuit 30 commande aux circuits 55 de mettre les interrupteurs 54 à l’état passant. Concernant les sectionneurs 53, on peut optionnellement prévoir qu’une personne doive obligatoirement utiliser la commande manuelle 20 et/ou 70 pour faire basculer les sectionneurs 53 en configuration de conduction, ce qui permet de prévoir un électro-actionneur 12 moins puissant et/ou alimenté en propre-courant.
Le programme exécuté par le circuit local 55 permet avantageusement de détecter une action sur la commande 70. Pour cela, le système capteur comprend avantageusement un capteur de commande 85, prévu au sein du compartiment de puissance 45 du même module de puissance 5. Le capteur de commande 85 est conçu pour détecter un basculement de la commande 70 entre la position de fermeture et la position d’ouverture. Pour cela, le capteur 85 détecte par exemple le mouvement d’une partie du mécanisme tel que la platine 66 ou le système de verrouillage 65. Par exemple, le capteur 85 est un capteur mécanique du tel qu’un bouton poussoir, ou un capteur distant tel qu’un capteur optique ou magnétique. On prévoit que le capteur de commande 85 permet de détecter que la commande 70 a été actionnée avant que le sectionneur 53 ait effectivement basculé jusqu’à la configuration de séparation, et même avant que les contacts 60 et 61 n’aient été séparés.
De préférence, lorsque l’un des circuits 55 détecte une action sur la commande 70, il communique cette information au circuit 30, qui donne un ordre de disjonction à tous les circuits 55, pour que tous les interrupteurs 54 soient mis à l’état bloquant avant que la commande 70 n’ait fait basculer les sectionneurs 53 en configuration de séparation. Cela évite la formation d’un arc électrique entre les contacts 60 et 61 si l’installation est en charge. Une fois que les interrupteurs 54 ont été mis à l’état bloquant, le circuit 30 commande le déclencheur 10 pour mettre les sectionneurs 53 en configuration de séparation. Alternativement, on peut prévoir que le circuit 55 qui a détecté l’action sur la commande 70 considère directement que les conditions d’ouverture sont remplies et commande directement à l’interrupteur 54 de passer à l’état bloquant, tout en communiquant au circuit de commande 30 de donner l’ordre de disjonction aux autres circuits 55.
Le programme exécuté par le circuit principal 30 permet avantageusement de détecter une action sur la commande 20. Pour cela, le système capteur comprend avantageusement un capteur de commande 25, prévu au sein du compartiment de puissance 45 du même module de puissance 5. Le capteur de commande 85 est conçu pour détecter un basculement de la commande 70 entre la position de fermeture et la position d’ouverture. Pour cela, le capteur 85 détecte par exemple le mouvement d’une partie du mécanisme tel que la platine 16 ou le verrou 15. Par exemple, le capteur 25 est un capteur mécanique du tel qu’un bouton poussoir, ou un capteur distant tel qu’un capteur optique ou magnétique.
De préférence, lorsque le circuit 30 détecte une action sur la commande 20, il donne un ordre de disjonction à tous les circuits 55, pour que tous les interrupteurs 54 soient mis à l’état bloquant avant que la commande 20 n’ait fait basculer les sectionneurs 53 en configuration de séparation par action sur le déclencheur 10. Cela évite la formation d’un arc électrique entre les contacts 60 et 61 si l’installation est en charge. La mise à l’état bloquant des interrupteurs 54 étant très rapide, la séparation des contacts 60 et 61 sous l’action mécanique du déclencheur 10 intervient après.
De préférence, le module de commande 1 comprend une unité d’alimentation auxiliaire 34, configurée pour alimenter électriquement le circuit de commande principal 30, pour son fonctionnement. A ce titre, l’unité 34 fournit une alimentation électrique auxiliaire pour le circuit de commande 30, en étant électriquement raccordée au circuit 30. Cette alimentation permet le fonctionnement du circuit 30, mais aussi du déclencheur 10. De préférence, le déclencheur 10 est alimenté par l’alimentation électrique auxiliaire via le circuit 30, sinon directement par l’unité 34. De préférence, l’unité auxiliaire 34 est entièrement disposée à l’intérieur du compartiment 41.
De préférence, chaque circuit de commande local 55 est électriquement alimenté par l’alimentation électrique auxiliaire par l’intermédiaire du circuit de commande principal 30. On prévoit avantageusement que chaque circuit de commande local 55 alimente l’interrupteur 54 du même module 5 avec l’alimentation électrique auxiliaire pour son fonctionnement.
Pour que le circuit 30 alimente les circuits 55, on prévoit par exemple que chaque circuit de commande 55 est filialement connecté au circuit 30 pour la transmission de cette alimentation auxiliaire. De préférence, on prévoit des conducteurs spécifiques au sein des connexions filaires 59 pour assurer cette alimentation électrique auxiliaire des circuits 55. Lorsque ces connexions 59 sont des nappes, le fait de connecter les circuits 55 au circuit 30 assure à la fois la mise en communication des circuits 55 et 30 et l’alimentation électrique auxiliaire des circuits 55 à partir du circuit 30. En variante, chaque circuit 55 est alimenté directement par l’unité 34, en étant raccordé à l’unité 34, de façon similaire.
Quelle que soit la solution retenue, le nombre de connexions à une alimentation électrique auxiliaire pour le fonctionnement des circuits 55 est réduit, puisqu’une seule alimentation électrique auxiliaire est prévue dans le module de commande 1 , et est distribuée aux circuits 30 et 55. Cela permet également de facilement modifier le nombre de modules de puissance 5 installés sur l’appareil, car la déconnexion de l’un de ces modules 5 laisse les autres modules 5 connectés par leur propre connexion filaire 59.
Comme illustré sur la figure 9, pour fournir l’alimentation électrique auxiliaire, l’unité 34 est avantageusement raccordée aux pôles de l’installation pour que l’énergie électrique soit issue de l’alimentation électrique de puissance 90. L’unité 34 est par exemple raccordée aux pôles au sein de deux des modules de puissance 5 distincts. Cette disposition présente l’avantage que l’alimentation électrique auxiliaire est dite « propre- tension », c’est-à-dire qu’elle ne nécessite pas d’autre source que celle fournie par l’alimentation électrique de puissance 90 elle-même.
Dans ce cas, par exemple, l’unité 34 comprend avantageusement deux connexions filaires 35 qui relient l’unité 34 à deux pôles respectifs. La première connexion filaire 35 relie électriquement l’unité 34 à un premier module 5, en étant connectée par exemple entre le sectionneur 53 et l’interrupteur statique 54. La deuxième connexion filaire 35 relie électriquement l’unité 34 à un deuxième module 5, en étant connectée par exemple entre le sectionneur 53 et l’interrupteur statique 54. En variante, l’unité 34 comprend avantageusement deux connexions filaires 36, représentées sur la même figure 9, qui relient l’unité 34 à deux pôles respectifs, mais en aval des interrupteurs statiques 54.
Lorsque les connexions filaires 36 sont prévues, on prévoit que la première connexion filaire 36 relie électriquement l’unité 34 à un premier module 5, en étant connectée par exemple entre l’interrupteur statique 54 et le terminal 52, et que la deuxième connexion filaire 36 relie électriquement l’unité 34 à un deuxième module 5, en étant connectée par exemple entre l’interrupteur statique 54 et le terminal 52.
Sur la figure 9, on a représenté les connexions 35 et 36 avec un seul module 5 par souci de simplification, puisqu’un seul module de puissance 5 est représenté. En pratique, ces connexions 35 et 36 sont en fait raccordées à deux modules 5 distincts comme expliqué ci-avant. En pratique, on prévoit que l’appareil comprend soit les connexions 35, soit alternativement les connexions 36, en fonction des caractéristiques de l’installation et des défauts électriques qui sont susceptibles de survenir.
En variante, on peut prévoir que l’appareil comprenne à la fois les connexions 35 et les connexions 36, pour que l’appareil soit adapté à toutes les situations.
Dans ce cas également, l’unité 34 comprend avantageusement des moyens pour électriquement convertir la tension récupérée auprès de l’alimentation électrique de puissance 90 en une tension appropriée pour alimenter les circuits 30 et 55, ces moyens incluant par exemple un transformateur, un redresseur, un onduleur et/ou tout composant de conversion et de protection approprié. Par exemple, l’alimentation électrique auxiliaire fournie par l’unité 34 est une tension continue à moins de 100 V, par exemple à 24 ou 48V. L’unité 34 peut également embarquer des moyens de stockage d’énergie électrique, tels qu’une batterie d’accumulateurs, pour pouvoir continuer à assurer l’alimentation électrique auxiliaire des circuits 30 et 55 même lorsque l’alimentation électrique de puissance 90 a été coupée. Dans ce cas d’une alimentation en propre courant, il est particulièrement avantageux que l’électro-actionneur 12 soit constitué par un relais à basse énergie.
En variante ou de surcroît, l’unité 34 peut être électriquement raccordée à une alimentation électrique auxiliaire externe spécifique, distincte de l’alimentation électrique de puissance 90. Par exemple, l’unité 34 peut y être électriquement raccordée par l’intermédiaire du terminal de connexion 31 , ou par un autre terminal externe. Dans ce cas également, on peut prévoir que l’unité 34 comprenne des moyens de conversion et/ou de stockage d’énergie électrique auxiliaire, pour le cas où une coupure de l’alimentation électrique auxiliaire surviendrait. L’alimentation électrique auxiliaire externe est particulièrement adaptée au cas où l’électro-actionneur nécessite une puissance relativement élevée pour fonctionner. Par exemple, cela permet de prévoir que l’électro- actionneur est un électro-actionneur linéaire, avec un stator bobiné et un noyau mobile actionné en translation par le stator, en étant reçu au sein du stator, le noyau mobile actionnant le mécanisme 1 1 , notamment le verrou 15. Ce type d’électro-actionneur permet de faciliter une commande à distance de l’appareil, puisque qu’il peut être suffisamment puissant pour faire basculer le mécanisme 11 de la configuration déclenchée à la configuration armée, ce qui n’est pas toujours possible avec un relais à basse énergie.
De préférence, le module de puissance 5 n’embarque pas d’alimentation auxiliaire individuelle, ce qui évite une redondance de matériel avec l’alimentation électrique auxiliaire prévue pour le module 1 . Toutefois, en variante, on peut prévoir que le module 5 embarque tout de même une unité d’alimentation électrique auxiliaire, qui alimente directement le circuit 55, indépendamment de l’unité 34 mentionnée ci-avant. Dans ce cas, par exemple, l’unité d’alimentation électrique auxiliaire a une structure et un fonctionnement similaire à l’unité 34 décrite ci-avant, hormis qu’elle alimente le circuit 55 et qu’elle est disposée dans le compartiment de puissance 45.
De préférence, le module de puissance 5 n’embarque pas d’électro-actionneur pour actionneur le sectionneur 53, ce qui évite une redondance avec le déclencheur 10 du module 1 . De préférence, on prévoit que l’on peut uniquement actionner le sectionneur 53 en actionnant la commande 70 ou la commande 20, ou alors lorsque le circuit 30 actionne le sectionneur 53 via le déclencheur 10.
De préférence, le module de commande 1 n’embarque pas de terminaux de puissance, d’interrupteur de puissance ou de sectionneur de puissance, puisque ceux-ci sont exclusivement prévus au sein des modules de puissance 5. Cela évite une redondance.
Un avantage de prévoir que les conditions d’ouverture sont enregistrées au sein des circuits 30 et/ou 55 est de donner la possibilité de reprogrammer les circuits 30 et/ou 55 de l’appareil, pour que l’appareil soit adapté de façon spécifique afin de modifier ces conditions. Cette modification des conditions d’ouverture peut être effectuée, soit à la fabrication, soit tout au long de sa durée de vie de l’appareil ou du module 1 ou 5 concerné. On peut ainsi adapter les conditions d’ouverture à de nouvelles normes, à une nouvelle installation, ou à une modification de l’appareil, notamment concernant le nombre de modules de puissance 5 installés.
Toute caractéristique décrite ci-avant pour un mode de réalisation ou une variante s’applique pour les autres modes de réalisations et variantes, pour autant que techniquement possible.

Claims

REVENDICATIONS Module de commande (1 ), configuré pour être intégré à un appareil de protection électrique modulaire comprenant également au moins un module de puissance (5), le module de commande (1 ) comprenant : un compartiment de commande (41 ), destiné à former une partie d’un boîtier (4) appartenant à l’appareil de protection électrique modulaire ; un déclencheur (10), apte à déclencher mécaniquement un basculement d’un sectionneur mécanique (53) appartenant audit au moins un module de puissance (5), d’une configuration de conduction à une configuration de séparation ; et un circuit de commande principal (30), qui est :
• disposé à l’intérieur du compartiment de commande (41),
• configuré pour être en communication avec un circuit de commande local (55), appartenant audit au moins un module de puissance (5), le circuit de commande local (55) étant configuré pour commander une mise dans un état bloquant d’un interrupteur statique (54) appartenant audit au moins un module de puissance (5), et
• configuré pour commander au déclencheur (10) de déclencher le basculement du sectionneur mécanique (53), lorsque des conditions d’ouverture sont remplies. Module de commande (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel le déclencheur (10) comprend : un mécanisme de déclenchement (11 ) disposé dans le compartiment de commande (41 ) et configuré pour basculer entre une configuration armée et une configuration déclenchée ; et une barre de déclenchement (17), qui fait saillie hors du compartiment de commande (41) pour atteindre ledit au moins un module de puissance (5), la barre de déclenchement (17) étant déplacée lorsque le mécanisme de déclenchement (11 ) évolue de la configuration armée à la configuration déclenchée, pour que la barre de déclenchement (17) déclenche mécaniquement le basculement du sectionneur mécanique (53) du module de puissance (5), de la configuration de conduction à la configuration de séparation. Module de commande (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le déclencheur (10) comprend une commande manuelle générale (20), qui est portée par le compartiment de commande (41 ) et qui est actionnable depuis l’extérieur du compartiment de commande (41 ) pour commander au déclencheur (10) de basculer le sectionneur (53) dudit au moins un module de puissance (5) de la configuration de conduction à la configuration de séparation. Module de commande (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le déclencheur (10) comprend un électro-actionneur (12), qui est disposé à l’intérieur du compartiment de commande (41 ) et qui est commandé par le circuit de commande principal (30), le circuit de commande principal (30) commandant le déclencheur (10) en commandant l’électro-actionneur (12). Module de puissance (5), configuré pour être intégré à un appareil de protection électrique modulaire comprenant également un module de commande (1 ), le module de puissance (5) comprenant : un compartiment de puissance (45), destiné à former une partie d’un boîtier (4) appartenant à l’appareil de protection électrique modulaire ; un terminal d’entrée (51), apte à être raccordé à une alimentation électrique de puissance (90) ; un terminal de sortie (52), apte à être raccordé à une charge (91 ) destinée à être électriquement alimentée par l’alimentation électrique de puissance (90) par l’intermédiaire dudit au moins un module de puissance (5) ; un sectionneur mécanique (53), par l’intermédiaire duquel les terminaux (51 , 52) sont électriquement reliés, qui comprend des contacts séparables (60, 61 ) disposés à l’intérieur du compartiment de puissance (45), le sectionneur mécanique (53) étant configuré pour basculer entre une configuration de conduction, où les contacts séparables (60, 61) sont en contact mutuel pour conduire du courant électrique entre le terminal d’entrée (51) et le terminal de sortie (52), et une configuration de séparation, où les contacts séparables (60, 61 ) sont séparés par une lame d’air (63) pour électriquement séparer le terminal de sortie
(52) du terminal d’entrée (51), le sectionneur mécanique (53) étant configuré pour qu’un basculement de la configuration de conduction à la configuration de séparation puisse être déclenché mécaniquement par un déclencheur (10) appartenant au module de commande (1 ) ; un interrupteur statique (54), par l’intermédiaire duquel les terminaux (51 , 52) sont électriquement reliés, qui est connecté en série avec le sectionneur mécanique
(53) et qui est configuré pour évoluer entre un état passant, pour conduire du courant électrique entre le terminal d’entrée (51) et le terminal de sortie (52), et un état bloquant, pour isoler électriquement le terminal de sortie (52) du terminal d’entrée (51) ; et un circuit de commande local (55), configuré pour commander une mise à l’état bloquant de l’interrupteur statique (54) lorsque des conditions d’ouverture sont remplies et pour être en communication avec un circuit de commande principal (30) appartenant au module de commande (1 ) et commandant le déclencheur (10).
6.- Module de puissance (5) selon la revendication 5, dans lequel le sectionneur mécanique (53) comprend une commande manuelle locale (70), portée par le compartiment de puissance (45) et actionnable depuis l’extérieur du compartiment de puissance (45) pour basculer le sectionneur mécanique (53) entre la configuration de conduction et la configuration de séparation.
7.- Module de puissance (5) selon la revendication 6, dans lequel, pour déterminer si les conditions d’ouverture sont remplies, le circuit de commande local (55) comprend un système capteur (84, 85) comprenant : un capteur de courant (84), mesurant le courant électrique circulant entre les terminaux (51 , 52) ; et/ou un capteur de commande (85), détectant un actionnement de la commande manuelle locale (70).
8.- Appareil de protection électrique modulaire, comprenant : un boîtier (4) ; au moins un module de puissance (5) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, le compartiment de puissance (45) formant une partie du boîtier (4) ; et un module de commande (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, le compartiment de commande (41 ) formant une partie du boîtier (4), le déclencheur (10) étant apte à déclencher mécaniquement le basculement du sectionneur mécanique (53) dudit au moins un module de puissance (5) de la configuration de conduction à la configuration de séparation, le circuit de commande principal (30) étant en communication avec le circuit de commande local (55) dudit au moins un module de puissance (5).
9.- Appareil de protection électrique selon la revendication 8, dans lequel le circuit de commande principal (30) comprend une interface de communication à distance (39), pour communiquer avec un dispositif distant (92) distinct de l’appareil de protection électrique modulaire.
10.- Appareil de protection électrique selon l’une quelconque des revendications 8 ou 9, dans lequel : le circuit de commande principal (30) est alimenté en énergie électrique par une alimentation électrique auxiliaire ; et le circuit de commande local (55) dudit au moins un module de puissance (5) est électriquement raccordé au module de commande (1 ) pour que ledit circuit de commande local (55) soit électriquement alimenté par l’alimentation électrique auxiliaire, par l’intermédiaire du module de commande (1 ). 11.- Appareil de protection électrique selon la revendication 10, dans lequel le module de commande (1) comprend une unité d’alimentation électrique auxiliaire (34), qui est disposée dans le compartiment de commande (41) en étant raccordée à l’alimentation électrique de puissance (90), l’unité d’alimentation électrique auxiliaire (34) fournissant l’alimentation électrique auxiliaire au circuit de commande principal (30) par conversion de l’alimentation électrique de puissance (90).
12.- Appareil de protection électrique selon la revendication 11, dans lequel l’unité d’alimentation électrique auxiliaire (34) est raccordée à l’alimentation électrique de puissance (90) en étant électriquement raccordée à deux modules de puissance (5) de l’appareil, à l’aide de connexions filaires (35 ; 36), chaque connexion filaire (35 ; 36) étant connectée au module de puissance (5) entre le terminal d’entrée (51) et le terminal de sortie (52).
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