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Appareils et systèmes de protection électrique comportant
un module de coupure intégré
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne le domaine technique des appareils et systèmes
de
protection électrique, tels que des disjoncteurs.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
De nombreux appareils de commutation 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) comportent généralement une
chambre de
coupure. La chambre de coupure est configurée pour éteindre un arc électrique
qui apparaît
dans l'air entre les contacts électriques de l'appareil lorsque les contacts
électriques sont
séparés suite à un déclenchement de l'appareil.
La chambre de coupure comporte typiquement un empilement de plaques
métalliques superposées les unes au-dessus des autres pour allonger et
éteindre l'arc
électrique. Un ou plusieurs orifices ménagés dans le boîtier permettent aux
gaz de coupure
d'être rejetés à l'extérieur de l'appareil.
Toutefois, afin d'améliorer les performances de ces appareils de protection,
il a été
proposé de remplacer la chambre de coupure par un dispositif de coupure
électronique
comportant des interrupteurs de puissance à base de composants semi-
conducteurs.
De telles performances améliorées sont, par exemple, avantageuses dans les
systèmes électriques à courant continu (DC) comportant des batteries
d'accumulateurs
électrochimiques, pour lesquels les appareils de protection électrique doivent
être capables,
en cas d'apparition d'un défaut électrique, d'interrompre des courants de
forte intensité avec
un temps de réaction très rapide.
Dans un souci de compatibilité avec les installations existantes, il est
souhaitable
que ces appareils de protection puissent être contenus dans un boîtier ayant
une même
taille que les boîtiers des appareils de commutation de type électromécanique.
Il est aussi nécessaire que ces appareils soient capables d'évacuer
correctement la
chaleur dégagée par les interrupteurs de puissance.
Il existe donc un besoin pour des appareils de protection électrique, tels que
des
disjoncteurs, à base de composants semi-conducteurs, qui remédient au moins en
partie à
ces inconvénients.
EXPOSE DE L'INVENTION
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A cet effet, un aspect de l'invention concerne un système de protection
électrique,
comportant un boîtier, des terminaux de raccordement, des contacts électriques
séparables
connectés entre les terminaux de raccordement, un mécanisme de commutation et
au
moins un interrupteur de puissance connecté en série avec les contacts
électriques
séparables, les contacts électriques séparables étant déplaçables entre un
état ouvert et
un état fermé, le mécanisme de commutation étant couplé avec les contacts
électriques
séparables pour commuter les contacts électriques séparables vers l'état
ouvert, le système
de protection électrique comportant en outre un circuit électronique de
commande couplé
avec ledit au moins un interrupteur de puissance, le ou chaque interrupteur de
puissance
comportant une plaque de dissipation thermique en métal connectée à une
électrode dudit
interrupteur de puissance, ladite plaque de dissipation thermique étant
thermiquement
connectée au corps dudit interrupteur de puissance, et dans lequel le ou
chaque
interrupteur de puissance est connecté en série avec les contacts électriques
séparables
entre les terminaux de raccordement par l'intermédiaire d'une plaque
conductrice connecté
à la plaque de dissipation thermique dudit interrupteur de puissance
respectif.
Grâce à l'invention, on profite de l'espace libéré par l'absence des
composants
supprimés d'un disjoncteur miniature classique (ces éléments comportant
généralement un
bilame, un déclencheur magnétique, un blindage magnétique, une joue gazogène
et
l'empilement de plaques métalliques de la chambre de coupure) pour loger le
bloc de
coupure comportant les interrupteurs de puissance entre au moins une (de
préférence
plusieurs) plaques conductrices et les parois du boitier de l'appareil. Un
autre avantage est
que plus les plaques dissipent de l'énergie thermique, moins il faut de
composants de
coupure à semi-conducteurs.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires, un tel appareil de
protection
électrique peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes,
prises isolément
ou suivant toute combinaison techniquement admissible :
- le ou chaque interrupteur de puissance associé à un pôle de l'appareil est
monté
sur un substrat en forme de plaque intégré dans un bloc, la plaque conductrice
respective
de chaque interrupteur de puissance étant montée sur le même côté du substrat
du boc ;
- le système comporte deux groupes d'au moins un interrupteur de puissance
associés à un même pôle du système qui sont montés sur le substrat, chaque au
moins un
interrupteur de puissance et la plaque conductrice respective dudit groupe,
étant montées
sur les côtés opposés du substrat ;
- le ou chaque bloc est reçu dans un logement dédié du boîtier ;
- la ou chaque plaque conductrice couvre au moins 40% de la superficie de la
face
correspondante de la paroi latérale du boitier ;
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- la ou chaque plaque conductrice s'étende parallèlement aux parois les
plus larges
du boiter ;
- la plaque de dissipation thermique est une plaque métallique nativement
fixée à
un corps en céramique de l'interrupteur de puissance ;
- ledit au moins un interrupteur de puissance est un transistor à effet de
champ, de
préférence un transistor MOSFET ;
- la ou chaque plaque conductrice est réalisée en métal ;
- la ou chaque plaque métallique est réalisée principalement en cuivre ou
en
aluminium ;
- l'une des plaques conductrices comporte une portion adaptée pour former un
contact électrique, la portion étant utilisée comme contact électrique fixe
qui coopère avec
un contact mobile du système pour former ensemble lesdits contacts électriques
séparables ;
- la ou chaque plaque conductrice est raccordée à un terminal de
raccordement
respectif du système.
Selon un autre aspect, l'appareil de protection électrique est un disjoncteur
miniature, la largeur du boîtier est comprise un multiple de 9mm et l'appareil
de protection
électrique est un disjoncteur à coupure dans l'air.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront
plus
clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de
réalisation d'un système
de protection électrique donnée uniquement à titre d'exemple et faite en
référence aux
dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique, selon une vue en coupe, d'un
appareil de protection électrique conforme à des modes de réalisation de
l'invention ;
- la figure 2 est un diagramme fonctionnel de l'appareil de protection
électrique de
la figure 1, dans le cas d'un appareil bipolaire ;
- la figure 3 est une représentation schématique d'une première étape d'une
séquence de mouvements d'un mécanisme de commutation de l'appareil de
protection électrique de la figure 1 lorsque l'appareil est commuté vers un
état
ouvert ;
- la figure 4 est une représentation schématique d'une deuxième étape d'une
séquence de mouvements d'un mécanisme de commutation de l'appareil de
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protection électrique de la figure 1 lorsque l'appareil est commuté vers un
état
ouvert ;
- la figure 5 est une représentation schématique d'une troisième étape
d'une
séquence de mouvements d'un mécanisme de commutation de l'appareil de
protection électrique de la figure 1 lorsque l'appareil est commuté vers un
état
ouvert ;
- la figure 6 est un graphique représentant l'évolution au cours du temps
de la
position angulaire d'une manette de commande associée au mécanisme de
commutation des figures 3 à 5 lors de la commutation de l'appareil vers un
état
ouvert ;
- la figure 7 est une représentation schématique, selon une vue en
perspective
(insert A) et une vue éclatée (insert B) d'un mode de réalisation particulier
d'une
partie de l'appareil de protection de la figure 1.
- la figure 8 est un diagramme fonctionnel de l'appareil de protection
électrique de
la figure 1 selon une première variante dans laquelle l'appareil est un
appareil
monophasé ;
- la figure 9 est un diagramme fonctionnel de l'appareil de protection
électrique de
la figure 1 selon une deuxième variante dans laquelle l'appareil est un
appareil
triphasé ;
- la figure 10 est un diagramme fonctionnel de l'appareil de protection
électrique
de la figure 1 selon une troisième variante dans laquelle l'appareil est un
appareil
triphasé avec une ligne de neutre ;
- la figure 11 est un diagramme fonctionnel de l'appareil de protection
électrique
de la figure 1 selon une quatrième variante dans laquelle l'appareil est un
appareil tétrapolaire.
DESCRIPTION DETAILLEE DE CERTAINS MODES DE REALISATION
Les figures 1 et 2 représentent schématiquement un appareil de protection
électrique 2 conforme à des modes de réalisation de l'invention.
Dans de nombreux modes de réalisation, l'appareil de protection électrique 2
est un
disjoncteur.
De préférence, l'appareil 2 est un disjoncteur miniature.
L'appareil 2 comporte un boîtier 4 à l'intérieur duquel sont logés au moins
une partie
des composants de l'appareil 2.
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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, ou
tout autre
matériau approprié.
Par exemple, le boîtier 4 est un boîtier en plastique moulé.
5 De préférence, les dimensions du boîtier 4, et notamment la largeur du
boîtier ou le
facteur de forme du boîtier 4, sont compatibles avec les dimensions des
boîtiers des
appareils de protection 4 existants.
Dans un exemple non limitatif d'implémentation donné à titre d'illustration,
la largeur
du boîtier est de préférence un multiple de 9mm, par exemple égale à 9mm, ou à
18mm,
ou à 27mm.
On comprend que, dans cet exemple, les composants du système de protection
électrique sont logés dans un même boîtier 4. Toutefois, dans certaines
variantes, certains
composants pourraient être logés dans des boîtiers différents. Ce qui est ici
décrit en
référence à l'appareil 2 est donc généralisable à un système 2 de protection
électrique
pouvant être dissocié du boîtier 4.
L'appareil 2 comporte également des terminaux de raccordement 6 et 8, des
contacts électriques séparables 10 connectés entre les terminaux de
raccordement 6 et 8
et un mécanisme de commutation 12 comportant un organe de commande 14 (aussi
nommé manette de commande ou levier de commande dans ce qui suit). Le levier
de
commande 14 est par exemple un levier pivotant accessible depuis l'extérieur
du boîtier 4
et destiné à être manipulé par un utilisateur.
Par exemple, les contacts 10 peuvent être formés par l'association d'un
contact
électrique fixe et d'un contact électrique mobile déplaçable par rapport au
contact fixe, le
mécanisme de commutation 12 étant couplé au contact mécanique mobile.
En pratique, chaque contact électrique 10 peut comporter une pluralité de
doigts de
contacts électriques, bien que d'autres implémentations soient possibles en
variante.
Les contacts électriques séparables sont déplaçables entre un état ouvert et
un état
fermé. Dans l'état ouvert, les contacts 10 sont séparés l'un de l'autre par un
volume d'air
ambiant faisant office d'isolant électrique, ce qui empêche la circulation
d'un courant
électrique.
Dans l'exemple de la figure 2, l'appareil 2 comporte deux paires de terminaux
de
raccordement 6,8 : un premier terminal d'entrée 6 relié à un premier terminal
de sortie 8 par
l'intermédiaire d'une première ligne de connexion, et un deuxième terminal
d'entrée 6 relié
à un deuxième terminal de sortie 8 par l'intermédiaire d'une deuxième ligne de
connexion.
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Cet exemple, donné à des fins d'illustration, correspond au cas d'un appareil
bipolaire (à deux pôles électriques, ou deux phases électriques). D'autres
exemples sont
toutefois possibles.
Dans de nombreux modes de réalisation, le mécanisme de commutation 12 est
configuré pour déplacer les contacts électriques 10 vers un état ouvert en
réponse à un
ordre de commutation. L'ordre de commutation peut être envoyé par un
déclencheur ou
résulter d'une action d'un utilisateur sur le levier de commande 14.
Par exemple, le mécanisme de commutation 12 est un mécanisme à genouillère,
tel
qu'un mécanisme de commutation analogue ou similaire au mécanisme de
commutation
décrit dans les brevets EP 2975628 B1 ou EP 1542253 B1.
L'appareil 2 comporte également un module de coupure électronique 16 qui est
configuré pour interrompre un courant électrique entre les terminaux de
raccordement 6 et
8. Le module de coupure électronique 16 est ici basé sur des composants de
coupure à
l'état solide, notamment des composants semi-conducteurs, tels que des
transistors de
puissance. En cela, l'appareil 2 diffère des appareils de protection
électromécaniques à
coupure dans l'air qui comportent une chambre de coupure (chambre d'extinction
d'arc).
De préférence, le module de coupure électronique 16 est reçu dans un logement
dédié du boîtier 4. Encore plus préférentiellement, lorsque le boîtier 4 est
du même type
(voire identique) que les boîtiers des appareils de protection
électromécaniques, ledit
logement correspond à l'espace normalement occupé par la chambre de coupure
ainsi que
par des moyens de détection d'un défaut électrique (de type dit thermique et
magnétique),
tel qu'un bilame et une bobine.
Cela permet de conserver l'architecture des disjoncteurs existants et
d'assurer une
compatibilité avec les installations existantes.
L'appareil 2 comporte ainsi au moins un interrupteur de puissance 22 connecté
en
série avec les contacts électriques séparables 10.
Dans l'exemple illustré, qui correspond au cas illustratif d'un appareil
bipolaire,
l'appareil 2 comporte quatre interrupteurs de puissance 22, identifiés ici par
les références
11, T2, T3 et 14.
Par exemple, la première ligne de connexion comporte deux interrupteurs de
puissance T1 et 12 connectés en série avec le contact séparable entre les
premiers
terminaux 6 et 8. De même, la deuxième ligne de connexion comporte deux
interrupteurs
de puissance 13 et 14 connectés en série avec le deuxième contact séparable 10
entre les
deuxièmes terminaux 6 et 8. Par exemple, chacune desdites première et deuxième
ligne
de connexion correspond à une phase électrique.
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En pratique, le nombre d'interrupteurs de puissance peut être différent, selon
la
topologie de l'appareil et notamment le nombre de pôles (monophasé, polyphasé,
avec ou
sans ligne de neutre) mais aussi en fonction du calibre en courant de
l'appareil.
Chaque interrupteur de puissance peut, en pratique, être implémenté par
plusieurs
composants (tels que des transistors) connectés en parallèle en fonction du
calibre du
disjoncteur que l'on veut réaliser.
Par exemple, dans l'appareil 2, qui à titre illustratif et nullement limitatif
présente un
calibre de seize ampères, on utilise deux paires de transistors connectées en
série, les
transistors de chaque paire de transistors étant connectés en parallèle. Dans
une variante
présentant 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 22 est commutable entre un état
électriquement
bloquant et un état électroniquement passant.
Par exemple, les interrupteurs de puissance 22 sont des transistors de
puissance.
Selon un mode de réalisation préféré, les interrupteurs de puissance 22 sont
des
transistors 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 22 peuvent être des transistors
JFET
( Junction Field Effect Transistor ). Dans ce cas, le fonctionnement du
circuit de
commande 24 peut devoir être modifié, pour tenir compte du fait que de tels
transistors
JFET sont dans l'état passant lorsqu'ils sont au repos.
En pratique, une diode est présente en parallèle de chacun des interrupteurs
de
puissance 22, comme illustré sur la figure 2, bien que d'autres modes de
réalisation soient
possibles en variante. Généralement, il s'agit d'une diode parasite inhérente
à la
construction de l'interrupteur de puissance.
L'appareil de protection électrique comporte en outre un circuit électronique
de
commande 24 couplé avec ledit au moins un interrupteur de puissance 22 (i.e.,
avec
chaque interrupteur de puissance 22). En d'autres termes, le circuit
électronique de
commande 24 permet de piloter chacun des interrupteurs de puissance 22.
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Dans de nombreux modes de réalisation, le circuit électronique de commande 24
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 des
instructions
exécutables et/ou un code logiciel prévu pour mettre en uvre un procédé de
détection
d'un défaut électrique lorsque ces instructions sont exécutées par le
processeur.
Notamment, ce procédé 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 la ligne à protéger, mais aussi
des surtensions
ou des sous-tensions.
Selon des variantes non décrites en détail, le circuit électronique de
commande 24
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.
Avantageusement, l'appareil 2 peut comporter un ou plusieurs éléments de
protection 26 contre les surtensions, connectés en parallèle du ou des
interrupteurs de
puissance 22, afin de protéger les interrupteurs de puissance 22 contre les
surtensions,
notamment en cas d'apparition d'un arc électrique lors de la séparation des
contacts 10.
Cela permet notamment de protéger les interrupteurs en tension lors de la
coupure
dans les cas où l'installation comporte des circuits inductifs.
Par exemple, les éléments de protection 26 sont des écrêteurs ou des
varistances
(MOV, pour Metal Oxide Varistor en anglais) ou des diodes Transil (TVS,
pour
Transient Voltage Suppression en anglais).
Dans de nombreux modes de réalisation, l'appareil 2 comporte une unité
d'alimentation électrique interne 28 configurée pour alimenter électriquement
le circuit
électrique de commande, de préférence à partir du courant électrique qui
circule entre les
terminaux de raccordement 6, 8 lorsque l'appareil 2 est en fonctionnement.
En variante, l'alimentation électrique interne 28 peut comporter une batterie,
ou tout
autre moyen permettant une alimentation électrique autonome.
Par exemple, le circuit électronique de commande 24 est configuré pour
commuter
les interrupteurs de puissance 22 vers un état ouvert lorsqu'un défaut
électrique est détecté
par un circuit de mesure 30. Par exemple, l'appareil 2 comporte des capteurs
de courant
30, ici couplés à chaque ligne de connexion.
Par exemple, les défauts électriques peuvent être des surintensités ou des
courts
circuits, mais aussi d'autres défauts électriques tels qu'un défaut de courant
différentiel, ou
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un défaut de présence d'arc série (ou différentiel) sur la ligne à protéger,
voire aussi des
surtensions ou des sous-tensions.
La commutation de l'appareil 2 lors d'un déclenchement (i.e., suite à la
détection
d'un défaut électrique nécessitant l'interruption immédiate du courant
électrique) peut être
réalisée par l'action combinée du mécanisme de commutation 12 avec les
interrupteurs de
puissance 22.
En outre, selon des modes des réalisation, l'appareil 2 comporte également un
système de synchronisation 32 visant à synchroniser la commutation des
interrupteurs de
puissance 22 avec l'ouverture des contacts 10, dans le but d'éviter
l'apparition d'arcs
électriques lors de l'ouverture des contacts électriques 10.
A cet effet, l'appareil 2 comporte un capteur 34 configuré pour mesurer une
position
du mécanisme de commutation 12. De préférence, le capteur est configuré pour
mesurer
la position du levier de commande 14 du mécanisme de commutation 12, ou d'une
pièce
solidaire du levier de commande 14.
Par exemple, le capteur 34 est connecté à une entrée du circuit électronique
de
commande 24 de façon à envoyer un signal de mesure. Le capteur 34 peut être
placé en
regard d'une pièce du mécanisme de commutation 12 (par exemple en regard de la
pièce
mécanique portant le levier de commande 14). En d'autres termes, le capteur 34
peut être
couplé au levier de commande 14.
Selon un exemple non limitatif d'implémentation donné à titre d'illustration,
le
capteur 34 peut être configuré pour émettre un signal binaire, prenant une
première valeur
lorsque le mécanisme de commutation 12 est dans une position dans laquelle les
contacts
électriques 10 sont fermés, et prenant une deuxième valeur (différente de la
première
valeur) lorsque le mécanisme de commutation est dans une position précédant la
position
à partir de laquelle les contacts électriques 10 commencent à se séparer
(lorsque le
mouvement d'ouverture du levier se poursuit).
Par exemple, cette position peut correspondre à un seuil de position angulaire
spécifique du levier de commande 14.
A titre d'illustration, le seuil de position peut correspondre à un angle de
20 par
rapport à la position d'origine du levier de commande 14. L'angle peut être
choisi
différemment en variante. En pratique, l'angle est de préférence inférieur ou
égal à 20 , ou
à 100, ou à5 .
De préférence, le capteur 34 est un capteur optique.
Selon des modes de réalisation, le capteur 34 est un capteur optique à
obstruction,
par exemple agencé tel que le signal lumineux reçu par un élément sensible du
capteur 34
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est obstrué lorsque le levier de commande 14 atteint une certaine position,
par exemple
lorsque le levier de commande 14 a commencé à bouger par rapport à la position
fermée.
En variante, le capteur 34 peut être réalisé différemment et peut ainsi être
un capteur
mécanique, ou un capteur inductif avec compensation de champ extérieur.
5
Dans de nombreux modes de réalisation, le capteur 34 est logé dans le même
boîtier
que le mécanisme de commutation 12 et l'organe de commande 14. Toutefois, en
variante,
le capteur 34 peut être logé dans un premier boîtier et l'organe de commande
14, de même
qu'au moins une partie du mécanisme de commutation 12, sont logés dans un
autre boîtier.
En particulier, pour des appareils comportant plusieurs pôles (par exemple
pour un
10
disjoncteur triphasé ou un disjoncteur DC bipolaire), les organes de commande
(leviers de
commande) de chaque pôle sont reliés entre eux mécaniquement. Dans ce système,
il peut
être avantageux de mettre un seul capteur pour l'ensemble de l'appareil de
protection,
plutôt que d'utiliser un capteur pour chaque pôle. Cet unique capteur peut
être alors déporté
dans un autre boîtier.
Comme cela sera expliqué plus en détail en référence aux figures 2 à 6, le
circuit
électronique de commande 24 est configuré pour commuter le ou les
interrupteurs de
puissance 22 vers l'état bloquant lorsque le capteur 34 détecte que le
mécanisme de
commutation se déplace vers la position ouverte, et plus particulièrement
avant que les
contacts électriques 10 se séparent.
Dans des modes de réalisation optionnels mais néanmoins avantageux, l'appareil
2
peut comporter un capteur auxiliaire (non illustré), configuré pour mesurer
une position du
mécanisme de commutation, le capteur auxiliaire étant configuré pour
fonctionner
conjointement avec le capteur optique 34. Cette disposition est
particulièrement applicable
aux disjoncteurs de grande taille, afin d'améliorer la fiabilité de la
détection de la position
du mécanisme de commutation 12. Ce capteur auxiliaire peut toutefois être
omis.
Optionnellement, le dispositif de synchronisation 32 peut comporter un
actionneur
36 configuré pour mettre en mouvement le mécanisme de commutation 12.
L'actionneur 36
comporte par exemple un moteur électrique, ou un actionneur électromagnétique
comportant une partie mécanique mobile déplaçable sous l'action d'un
actionneur
électromagnétique. Par exemple, l'actionneur 36 est piloté par le circuit
électronique de
commande 24 et peut ainsi commander l'ouverture des contacts électriques 10
par
l'intermédiaire du mécanisme 12.
Dans des modes de réalisation optionnels, un déclencheur externe extérieur au
circuit électronique de commande 24 peut être connecté à une entrée du circuit
électronique
de commande 24 afin de transmettre un ordre de déclenchement et ainsi
provoquer un
déclenchement de l'appareil 2 par l'intermédiaire du circuit électronique de
commande 24.
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L'ordre de déclenchement émis par le déclencheur externe peut être transmis
électroniquement, par une liaison filaire ou par un signal radiofréquence.
Dans d'autres modes de réalisation, le déclencheur externe peut être couplé
mécaniquement au mécanisme de commutation 12 ou au circuit électronique de
commande
12 (par exemple, par l'intermédiaire d'un capteur électromécanique).
Dans certaines implémentations, une alimentation électrique auxiliaire 38 peut
être
utilisée pour fournir une alimentation électrique au circuit électronique de
commande 24.
Par exemple, une alimentation électrique auxiliaire 38 extérieure à l'appareil
2 est
connectée à des bornes Ai, A2 de l'appareil 2, lesdites bornes étant
raccordées à un circuit
de distribution électrique (tel qu'un rail d'alimentation).
Un exemple de fonctionnement du mécanisme de commutation 12 et du système
de synchronisation 32 est maintenant décrit en référence aux figures 3 à 5.
Les figures 3, 4 et 5 représentent schématiquement une version simplifiée 50
du
mécanisme de commutation 12 dans différentes configurations successives au
cours du
temps. Plus précisément, la figure 3 correspond à l'état fermé du mécanisme de
commutation 12, dans lequel les contacts électriques 10 sont en contacts (dans
l'état fermé)
et permettent la circulation d'un courant. La figure 5 correspond à un état
ouvert du
mécanisme de commutation 12, dans lequel les contacts électriques 10 sont
séparés l'un
de l'autre. La figure 4 correspond à un état intermédiaire lors d'une
transition de l'état fermé
vers l'état ouvert.
Comme illustré sur la figure 3, le mécanisme de commutation 12 comporte :
- le levier de commande 14, qui présente la forme d'une pièce rotative 52
montée
en rotation autour d'un axe de rotation solidaire du boîtier 4 (les zones
hachurées
visibles sur la figure 3, dont l'une d'elles porte la référence 51,
représentent des
points d'ancrage immobiles par rapport au boîtier 4) ;
- une bielle de transmission 54, ou biellette;
- un crochet de déclenchement 56, monté en rotation et couplé à la pièce 52
par
l'intermédiaire de la bielle de transmission 54 ;
- une platine 53, montée en rotation autour d'un axe de rotation solidaire
du boîtier
4 et couplée au crochet 56;
- une barre de déclenchement 58, couplé à la platine 53 et au crochet 56;
- un porte contact 60, qui porte le contact électrique mobile 10 et qui
coopère avec
le contact électrique fixe 61, le porte contact étant monté en rotation autour
d'un
axe de rotation solidaire du boîtier 4 ;
- des butées 62 qui limitent le déplacement en rotation du levier de commande
52, par exemple respectivement dans les positions ouverte et fermée.
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Les axes de rotation sont ici disposés parallèlement, par exemple en étant
tous
disposés perpendiculairement à une paroi latérale du boîtier 4.
Lors de la phase de déclenchement, la barre de déclenchement 58 est entraînée
en
rotation, ce qui libère le crochet 56 et entraîne en rotation la platine 53 et
le porte contacts
60 vers la position d'ouverture. En parallèle, le mouvement de la platine
déclenche un
mouvement de rotation de la pièce 52 par l'intermédiaire de la bielle de
transmission 54.
Dans l'exemple illustre, le capteur 34 est disposé de telle sorte que, dans
l'état
ouvert, au moins une partie de la pièce 52 est placée devant le capteur 34, de
sorte par
exemple à masquer au moins une partie sensible du capteur 34. Au contraire,
dans l'état
fermé, la pièce 52 reste éloignée du capteur 34 et ne masque pas la partie
sensible du
capteur 34. La position à partir de laquelle la partie sensible du capteur 34
est masquée par
la pièce 52 peut correspondre à un seuil de position angulaire. Lorsque la
pièce 52 passe
devant le capteur, le capteur 34 change d'état et envoie alors un signal de
mesure différent.
Avec la configuration retenue dans l'exemple illustrée, le seuil de position
angulaire
est atteint au plus tard juste avant que les contacts électriques 10 ne
commencent à se
séparer, comme illustré sur la figure 4 et sur la figure 6.
Sur la figure 6, le chronogramme 70 représente l'évolution, en fonction du
temps
(noté t , sur l'axe des abscisses) :
- de la position du mécanisme de commutation 12, représentée ici par la
position
angulaire du levier de commande 14 (courbe 72),
- de l'état du capteur optique 34 (courbe 74, qui peut ici prendre soit une
valeur
basse soit une valeur haute, selon que le signal de mesure prend la première
valeur ou la deuxième valeur, respectivement) ;
- de l'état fermé ou ouvert des contacts électriques séparables 10 (courbe
76, qui
peut ici prendre soit une valeur basse soit une valeur haute, correspondant
respectivement à l'état ouvert et à l'état fermé).
Ainsi, suite à un déclenchement, l'angle du levier de commande 14 jusqu'à
atteindre
un seuil (matérialisé ici par la première ligne verticale pointillée sur la
courbe 74) pour lequel
le capteur change d'état. En réponse, le circuit électrique de commande 24
déclenche la
commutation des interrupteurs de puissance 22 vers leur état bloquant, afin
d'interrompre
la circulation du courant. A l'issue d'un certain délai, ici immédiatement
après la position
visible sur la figure 4, les contacts électriques 10 sont finalement séparés
par le mécanisme
de commutation 12, qui atteint alors la fin du mouvement d'ouverture.
Un tel fonctionnement peut être avantageusement obtenu avec des mécanismes de
commutation spécifiques, comme des mécanismes de commutation à genouillère,
tel que
ceux décrits ci-dessus, dans lequel le mouvement relatif des pièces du
mécanisme est
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configuré pour causer l'apparition un décalage angulaire entre la rotation du
levier de
commande 14 et l'ouverture effective des contacts 10, par exemple pour
retarder
brièvement la séparation des contacts 10 lors du déclenchement à l'ouverture.
Ce décalage permet de compenser une diminution du jeu à l'enfoncement des
contacts électriques causé par l'usure graduelle des contacts électriques tout
au long de la
durée de vie de l'appareil 2.
En pratique, dans ces modes de réalisation, le circuit de commande 24 profite
de
ce décalage pour que la commutation des interrupteurs de puissance (provoqué
par le
début de rotation du levier de commande 14, tel que détecté par le capteur 34)
anticipe la
séparation des contacts électriques 10.
Grâce à l'invention, lors de la phase d'ouverture le circuit électronique de
commande
32 et le capteur 34 permettent de synchroniser l'action des interrupteurs de
puissance 22
et du mécanisme de commutation 12, notamment pour ordonner la commutation des
interrupteurs de puissance 22 vers leur état bloquant avant que les contacts
électriques 10
ne soient séparés. Cela empêche l'apparition d'un arc électrique entre les
contacts
électriques 10 et permet ainsi d'interrompre le courant de façon sûre.
En d'autres termes, on utilise ici le délai entre la commutation des
interrupteurs de
puissance et la séparation des contacts électriques qui résulte de la
conception du
mécanisme de commutation 12.
Cela est particulièrement utile lorsque l'appareil est utilisé dans une
installation à
courant continu, car les contacts électriques séparables 10 ne sont
généralement pas
suffisants à eux seul pour interrompre le courant.
En revanche, une fois dans la position ouverte, les contacts électriques
séparables
10 permettent de créer une isolation électrique dans l'air et empêchent un
courant
électrique de circuler à nouveau entre les terminaux 6 et 8 après que
l'appareil 2 a été
déclenché.
Pour refermer les contacts 10 (c'est-à-dire pour commuter à nouveau l'appareil
2
dans l'état fermé), le levier de commande 14 est déplacé vers la position
correspondante
par un utilisateur. Ce déplacement, par l'intermédiaire de la biellette 54,
entraine la rotation
du crochet 56 qui vient s'accrocher sur la barre de déclenchement 58. La
biellette 54
entraine alors la platine 53 en rotation jusqu'à la fermeture des contacts 10.
Par ailleurs, l'utilisation d'un boîtier 4 analogue ou similaire, voire
identique, aux
boîtiers des appareils de protection électromécaniques permet d'assurer une
compatibilité
avec les gammes antérieures. Par exemple, l'appareil 2 peut être monté dans un
tableau
électrique en remplacement d'un appareil de protection de génération
antérieure sans avoir
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besoin de modifier tout le reste de l'installation. Cela permet aussi
d'utiliser des dispositifs
auxiliaires déjà existants.
L'utilisation d'un capteur optique 34 est avantageuse, car un tel capteur
présente
une petite taille et peut être facilement intégré dans l'appareil 2, ce qui
permet de réaliser
un appareil 2 compact. Un capteur optique a aussi pour avantage d'être précis
et de ne pas
être sensible aux perturbations électromagnétiques environnantes (et de ne pas
non plus
être à l'origine de perturbations électromagnétiques pouvant nuire au
fonctionnement de
l'installation ou de l'appareil 2 lui-même).
Enfin, le fait d'utiliser un mécanisme à genouillère comme mécanisme de
commutation 12 permet un rattrapage de jeu à l'enfoncement des contacts avant
d'atteindre
la position d'ouverture des contacts, comme expliqué ci-dessus.
La figure 7 représente un exemple avantageux mais non obligatoire de
construction
du module de coupure électronique 16.
Dans cet exemple, au moins une partie du module de coupure électronique 16 est
construit sous la forme d'un bloc intégré 80, voire de plusieurs tels blocs
intégrés 80.
De préférence, le ou chaque bloc intégré 80 comporte les interrupteurs de
puissance
22 associés à un pôle de l'appareil (i.e. à une desdites lignes de conduction
électrique, elle-
même associée à une phase électrique de l'appareil 2).
Le module intégré 80 comporte un substrat 82 en forme de plaque, par exemple
réalisé en un matériau électriquement isolant.
En pratique, il peut s'agir d'un matériau composite, tel que de la résine
époxyde
renforcée en fibres de verre, communément notée sous la référence FR4 >.
Au moins une partie des interrupteurs de puissance 22 sont montés sur le
substrat
82, notamment sur des faces principales du substrat 82.
Par exemple, les transistors 11 et 12, associés à la première ligne de
connexion
sont montés sur des faces opposées du substrat 82 comme visible sur l'insert
B) de la figure
7, ces interrupteurs portant ici la référence numérique 84.
En effet, comme expliqué précédemment, chaque transistor 11, 12 illustré sur
la
figure 2 peut être implémenté en pratique par un groupe de deux transistors
connectés en
parallèle, en fonction notamment du calibre de l'appareil 2 et des propriétés
des transistors
utilisés.
Dans l'exemple illustré, donné à des fins d'illustration, le groupe de deux
transistors
connectés en parallèle sont utilisés pour implémenter le transistor 11 >,
ces deux
transistors étant montés sur une première face du substrat 82. Un groupe de
deux autres
transistors connectés en parallèle sont utilisés pour implémenter le
transistor 12 >, ces
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deux autres transistors étant montés sur une deuxième face du substrat 82, la
deuxième
face du substrat 82 étant opposée à la première face du substrat 82.
Toujours dans cet exemple, les transistors T3, T4 associés à la deuxième ligne
de
connexion sont montés sur des faces opposées du substrat 82 d'un deuxième bloc
intégré
5 80,
ce deuxième bloc intégré 80 étant connecté en parallèle du présent bloc
intégré 80 et
étant identique ou au moins similaire au présent bloc intégré 80.
Ce deuxième bloc 80 est par exemple monté aux côtés du premier bloc 80.
De préférence, le ou chaque bloc intégré 80 est reçu dans ledit logement dédié
du
boîtier 4 mentionné précédemment.
10 En
pratique, chaque interrupteur de puissance 22 peut comporter une plaque 86 de
dissipation thermique, aussi nommée semelle, qui surmonte le corps de
l'interrupteur de
puissance 22. Autrement dit, la plaque 86 de dissipation thermique est
thermiquement
connectée au corps dudit interrupteur de puissance.
Par exemple, la plaque de dissipation thermique 86 est une plaque métallique
15
nativement fixée au corps en céramique de l'interrupteur de puissance 22 par
le fabricant
de l'interrupteur de puissance 22.
Optionnellement, des composants du circuit électronique de commande 24 peuvent
également être montés sur une ou sur des deux faces principales du substrat
82.
Par exemple, un ou plusieurs des capteurs de courant 30 associés à une ligne
de
connexion peuvent être intégrés au module 80 correspondant et montés sur le
substrat 82.
Le bloc 80 comporte également deux plaques électriquement conductrices 90 et
92,
chaque plaque 90, 92 étant montée sur chaque face du substrat 82 de manière à
recouvrir
ce substrat 82. On comprend qu'en position assemblée, les plaques 90 et 92
recouvrent
aussi les composants montés sur les faces du substrat 82.
Dans cette description, les plaques 90 et 92 sont réalisées en matière
métallique, et
sont nommées plaques métalliques dans ce qui suit. Toutefois, en variante,
d'autres
matériaux ou compositions de matériaux peuvent être utilisées du moment que
les plaques
90 et 92 sont électriquement conductrices.
Avantageusement, chaque plaque métallique 90, 92 est en contact (de préférence
en contact direct) avec la semelle métallique 86 des interrupteurs de
puissance
correspondants (i.e., des interrupteurs de puissance 84 placés sous cette
plaque métallique
90, 92). En d'autres termes, chaque plaque métallique 90, 92 est connectée
électriquement
et thermiquement aux interrupteurs de puissance 84 correspondants.
Cette disposition permet d'utiliser les plaques 90 et 92 à la fois comme
dissipateur
de chaleur et comme élément électriquement conducteur permettant la mise en
connexion
des interrupteurs de puissance 22.
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En effet, lorsque l'interrupteur de puissance 22 est un transistor MOSFET, la
semelle métallique 86 est raccordée au drain. Ainsi, la semelle 86 peut être
traversée par
le courant de puissance circulant dans la ligne de connexion de l'appareil 2.
Les plaques
métalliques 90 et 92 sont ensuite raccordées respectivement aux terminal 8 et
au terminal
6 de la ligne de connexion correspondante.
Le fait d'utiliser la semelle 86 pour conduire le courant de puissance ne
cause pas
de risque pour la sécurité des utilisateurs, puisque la semelle 86 est isolée
électriquement
de l'extérieur par le boîtier 4 de l'appareil, qui est en matériau
électriquement isolant et qui
empêche un utilisateur de toucher la semelle 86.
L'énergie thermique dégagée par les interrupteurs 22 est ici dissipée vers
l'extérieur
de l'appareil 2 par conduction le long des conducteurs électriques.
Par exemple, l'énergie thermique est principalement dissipée par conduction et
par
rayonnement par les pièces conductrices vers l'extérieur de l'appareil 2.
Avantageusement, des phénomènes de dissipation thermique par convection d'air
peuvent aussi être utilisés, à condition de prévoir des orifices de
ventilation compatibles
avec les critères d'isolation électrique, tels que des fentes ou des ouïes de
ventilation.
Pour la dissipation de l'énergie thermique par conduction, l'ensemble de la
chaine
de passage du courant à l'intérieur du disjoncteur est concerné, c'est-à-dire
l'ensemble des
conducteurs électriques, câbles d'alimentation électrique et lignes de
conduction électrique
qui permettent la circulation du courant de l'amont vers l'aval de l'appareil
2.
Par exemple, par construction, les plages de raccordement du disjoncteur sont
compatibles avec la température maximale des isolants des câbles, cette
température
pouvant par exemple atteindre au maximum 90 C au niveau des plages de
raccordement
raccordées avec des câbles en cuivre munies de gaines en PVC.
En pratique, le point le plus chaud étant généralement au centre du l'appareil
2, on
observe un profil de température décroissant depuis le centre de l'appareil 2
vers les plages
de raccordement des câbles.
Avantageusement, les plaques métalliques 90 et 92 sont réalisées
principalement
en cuivre, qui présente de bonnes propriétés de conduction électriques et
thermiques.
En variante, toutefois, d'autres matériaux ayant de bonnes propriétés
conductrices
d'électricité et de chaleur peuvent être utilisés, tel que l'aluminium.
On peut également utiliser, pour construire les plaques métalliques 90 et 92,
des
matériaux qui ont subi un traitement de surface, telle qu'une plaque étamée,
ou une plaque
partiellement ou complètement recouverte d'une fine couche d'argent, pour
améliorer
certaines propriétés comme les résistances de contact entre les interrupteurs
de puissance
et les plaques métalliques. Le traitement de surface peut aussi améliorer la
dissipation par
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rayonnement comme par exemple mise en place de peinture ou réalisation d'une
anodisation.
De préférence, les plaques métalliques 90 et 92 sont surdimensionnées dans le
but
d'augmenter la dissipation de l'énergie thermique par conduction
principalement mais aussi
par rayonnement et convection. Ce surdimensionnement contribue également à
diminuer
les pertes par effet Joule.
De préférence encore, dans la configuration assemblée, les (ou chaque) plaques
métalliques 90 et 92 s'étendent parallèlement aux parois les plus larges du
boiter 4. Dans
l'exemple illustré, il s'agit des parois latérales du boîtier 4 de l'appareil
2, ces parois étant
orientées verticalement lorsque l'appareil 2 est monté dans une armoire
électrique ou un
tableau électrique. De préférence, chaque plaque métallique 90, 92 couvre au
moins 40%
de la superficie de la face correspondante de la paroi latérale du boîtier 4.
L'épaisseur de chacune des plaques 90 et 92 est de préférence inférieure ou
égale
à 5 mm et, encore plus préférentiellement, comprise entre 1 mm et 3 mm.
En particulier, plus l'épaisseur des plaques 90 et 92 est élevée, plus la
conduction
thermique est élevée, ce qui rend l'évacuation de la chaleur plus efficace.
A titre d'exemple illustratif, dans le cas d'un module 80 comportant quatre
transistors
(deux transistors connectés en parallèle sur chaque face du substrat 82),
chaque transistor
dissipant une puissance thermique de 1 watt, pour le cas d'un appareil
monopolaire avec
un calibre en courant de 16 ampères, il a pu être constaté qu'une épaisseur de
1,0 mm de
cuivre pour les plaques 90 et 92 permet d'obtenir une température interne de
114,6 C,
tandis qu'une épaisseur de 3mm de cuivre pour les plaques 90 et 92 permet de
réduire la
température interne à 105 C.
En pratique, le substrat 82 peut comporter des orifices de fixation 88 qui, en
configuration assemblé, sont alignés avec des orifices correspondants percés
dans les
plaques métalliques 90 et 92.
Dans l'exemple illustré, l'une des plaques métalliques (en l'occurrence la
plaque
métallique 92) comporte une portion repliée 94 repliée par rapport au reste de
la plaque
métallique 92, par exemple en s'étendant perpendiculairement au plan de ladite
plaque
métallique depuis un bord de ladite plaque métallique. Notamment, la portion
94 est repliée
à 90 degrés par rapport à la plaque métallique pour s'orienter vers le
pivotement du contact
électrique mobile et ainsi former une portion de contact fixe.
La portion repliée 94 est ici utilisée comme contact électrique fixe qui
coopère avec
le contact mobile 10 pour former ensemble lesdits contacts électriques
séparables, comme
illustré sur la figure 1, et ainsi réaliser la fonction d'isolement galvanique
lorsque les contacts
sont ouverts.
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En variante, la portion 94 pourrait être remplacée par une portion de contact
ayant
une forme différente. Par exemple, la portion de contact pourrait être formée
directement
sur une arête ou tranche de la plaque métallique, sans avoir d'excroissance
repliée.
En variante, la portion repliée 94 peut être omise. La portion de contact peut
aussi
être omise, notamment lorsque les plaques 90 et 92 et plus généralement le
bloc 80 sont
placés dans un boîtier séparé du boîtier comportant le contact électrique
mobile, comme
par exemple dans le cas évoqué ci-dessus où les interrupteurs de puissance
sont logés
dans un boîtier séparé du boîtier comportant le mécanisme de commutation. Ceci
permet
par exemple de mettre une carte et des plaques métalliques de plus grandes
surfaces.
Les plaques métalliques 90 et 92 sont ici mises en contact par l'intermédiaire
d'un
élément 96 limiteur de surtension, qui correspond à un élément de protection
26 contre les
surtensions décrit en référence à la figure 2.
L'élément 96 limiteur de surtension est relié électriquement aux plaques
métalliques
90 et 92, par exemple au moyen d'une soudure à l'étain. Mais, en variante,
d'autres
principes de soudure ou d'assemblage peuvent être réalisés. Par exemple,
l'élément 96 est
plaqué en contact direct avec les plaques métalliques 90 et 92 par vissage.
Dans certaines variantes, lorsque l'élément 26 de protection est omis,
l'élément 96
peut être remplacé par un conducteur électrique.
Mais, en variante, le bloc 80 peut être construit différemment.
Par exemple, dans le cas d'un appareil à courant continu (DC) avec circulation
du
courant monodirectionnel, on peut n'utiliser qu'un seul interrupteur de
puissance. Dans ce
cas, on peut n'utiliser qu'une face du substrat 82 et n'utiliser qu'une seule
plaque métallique
90 ou 92 recouvrant cette face du substrat, cette plaque étant connectée entre
les
terminaux 6 et 8. De préférence, cette unique plaque est montée du côté du
substrat 82 qui
est opposée au contact électrique mobile 10.
Les modes de réalisation relatifs au bloc 80 et notamment aux plaques 90 et 92
peuvent être mis en uvre indépendamment des précédents modes de réalisation,
et
notamment des modes de réalisation relatifs aux modalités de commande des
interrupteurs
22 et au fonctionnement du capteur 34.
Le bloc 80 peut être construit avec d'autres types d'interrupteurs de
puissance, par
exemple des transistors IGBT, MOSFET SiC, MOSFET GaN ainsi que des transistors
JFET
SiC, ces exemples n'étant pas limitatifs.
De façon générale, des modes de réalisation relatifs au bloc 80 peuvent se
rapporter
à un appareil de protection électrique 2 comportant un boîtier 4, des
terminaux de
raccordement 6, 8, des contacts électriques séparables 10 connectés entre les
terminaux
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de raccordement 6, 8, un mécanisme de commutation 12 et au moins un
interrupteur de
puissance 22 connecté en série avec les contacts électriques séparables.
Les contacts électriques séparables 10 étant déplaçables entre un état ouvert
et un
état fermé, le mécanisme de commutation 12 comportant un levier de commande 14
et
étant couplé avec les contacts électriques séparables 10 pour commuter les
contacts
électriques séparables vers l'état ouvert, l'appareil de protection électrique
comportant en
outre un circuit électronique de commande 24 couplé avec ledit au moins un
interrupteur
de puissance 22.
L'appareil de protection électrique 2 comporte en outre au moins un
interrupteur de
puissance, voire une paire d'interrupteurs de puissance, tels que des
transistors Ti, T2 à
effet de champ, et de préférence des transistors MOSFETS, chaque interrupteur
de
puissance comportant une semelle métallique 86 connectée au drain (ou plus
généralement
à une électrode) dudit interrupteur de puissance.
Ladite semelle métallique 86 étant thermiquement connectée au corps dudit
interrupteur de puissance, et les interrupteurs de puissance sont connectés en
série avec
des contacts électriques séparables (capables de former une isolation dans
l'air, ou air
gap ) entre les terminaux de raccordement 6, 8 par l'intermédiaire de plaques
métalliques
90, 92 connectées (électriquement et thermiquement) aux semelles métalliques
86 des
interrupteurs de puissance respectifs.
D'autres modes de réalisation de l'appareil 2 sont néanmoins possibles.
En particulier, l'appareil 2 peut être modifié pour être utilisé dans une
installation
monophasée, ou dans une installation polyphasée, comme expliqué précédemment.
La figure 8 représente un mode de réalisation d'un appareil 200 monophasé.
L'appareil 200 est similaire à l'appareil 2 décrit en référence à la figure 2,
mis à part
que l'une des lignes de connexion est remplacée par une ligne conductrice de
neutre
dépourvue d'interrupteurs de puissance T3 et T4 (et du composant de protection
26).
Mis à part ces différences, les éléments de l'appareil 200 qui sont analogues
aux
éléments correspondants de l'appareil 2 portent les mêmes références et ne
sont pas
décrits en détail, dans la mesure où la description ci-dessus peut leur être
transposée.
Dans un souci de lisibilité, certains éléments optionnels de l'appareil 2, tel
l'alimentation auxiliaire 38, ne sont pas représentés sur la figure 8, bien
qu'ils pourraient
être optionnellement figurer dans ce mode de réalisation.
La figure 9 représente un mode de réalisation d'un appareil 300 triphasé.
L'appareil 300 est similaire à l'appareil 2 décrit en référence à la figure 2,
mis à part
que l'appareil 300 comporte une troisième ligne de connexion connectée en
parallèle de la
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première ligne de connexion et de la deuxième ligne de connexion entre les
terminaux 6 et
8.
La troisième ligne de connexion électrique est similaire ou identique à la
première
ligne de connexion et à la deuxième ligne de connexion et comporte au moins un
desdits
5 interrupteurs de puissance 22 (ici au nombre de deux et notés 15 et 16)
et un contact
électrique 10 tel que décrit précédemment, connecté en série avec le ou les
interrupteurs
de puissance 22 par un ou plusieurs conducteurs électriques.
Avantageusement, la troisième ligne de connexion comporte un élément de
protection 26 contre les surtensions, connecté en parallèle des interrupteurs
de puissance
10 22, comme précédemment décrit.
Là encore, dans un souci de lisibilité, certains éléments optionnels de
l'appareil 2,
tel l'alimentation auxiliaire 38, ne sont pas représentés sur la figure 9,
bien qu'ils pourraient
être optionnellement figurer dans ce mode de réalisation.
La figure 10 représente un mode de réalisation d'un appareil 400 triphasé
(tripolaire)
15 avec neutre comportant trois lignes de connexion électrique et une ligne
de neutre similaire
à la ligne de neutre de l'appareil 200.
L'appareil 400 est similaire à l'appareil 300 décrit en référence à la figure
9, mis à
part que l'appareil 400 comporte en plus une ligne de neutre connectée en
parallèle de la
première ligne de connexion et de la deuxième ligne de connexion entre les
terminaux 6 et
20 8.
Mis à part ces différences, les éléments de l'appareil 400 qui sont analogues
aux
éléments correspondants de l'appareil 300 portent les mêmes références et ne
sont pas
décrits en détail, dans la mesure où la description ci-dessus peut leur être
transposée.
La figure 11 représente un mode de réalisation d'un appareil 500 à quatre
phases
(tétrapolaire) comportant quatre lignes de connexion électrique similaires aux
lignes de
connexion que précédemment décrites.
L'appareil 500 est similaire à l'appareil 4 décrit en référence à la figure
10, mis à part
que l'appareil 500 comporte, à la place de la ligne de neutre, une quatrième
ligne de
connexion connectée en parallèle de la première ligne de connexion et de la
deuxième ligne
de connexion entre les terminaux 6 et 8.
La quatrième ligne de connexion électrique est similaire ou identique à la
première
ligne de connexion et à la deuxième ligne de connexion et comporte au moins un
desdits
interrupteurs de puissance 22 (ici au nombre de deux et notés 17 et 18) et un
contact
électrique 10 tel que décrit précédemment, connecté en série avec le ou les
interrupteurs
de puissance 22 par un ou plusieurs conducteurs électriques.
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Avantageusement, la quatrième ligne de connexion comporte un élément de
protection 26 contre les surtensions, connecté en parallèle des interrupteurs
de puissance
22, comme précédemment décrit.
Mis à part ces différences, les éléments de l'appareil 500 qui sont analogues
aux
éléments correspondants de l'appareil 400 portent les mêmes références et ne
sont pas
décrits en détail, dans la mesure où la description ci-dessus peut leur être
transposée.
Là encore, dans ces deux cas, dans un souci de lisibilité, certains éléments
optionnels, tel l'alimentation auxiliaire 38, ne sont pas représentés sur les
figures 10 et 11,
bien qu'ils pourraient être optionnellement figurer dans ces modes de
réalisation.
Les modes de réalisation et les variantes envisagés ci-dessus peuvent être
combinés entre eux pour créer de nouveaux modes de réalisation.
