FR2802721A1

FR2802721A1 - Systeme et procede d'interruption d'un circuit en cas de pannes par formation d'arc

Info

Publication number: FR2802721A1
Application number: FR0016479A
Authority: FR
Inventors: Andy Haun; Brian Grattan; Kon Wong; Robert Dvorak; Gary W Scott
Original assignee: Square D Co
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-18
Publication date: 2001-06-22
Anticipated expiration: 2020-12-18
Also published as: MXPA00012517A; CA2328218C; US6456471B1; CA2328218A1; FR2802721B1

Abstract

L'invention concerne l'interruption d'un circuit en cas de panne.Elle se rapporte à un système qui comprend un détecteur (24, 26) par formation d'arc qui contrôle le circuit électrique et un organe (40) de commande qui crée un signal de déclenchement à la suite de la détection de pannes par formation d'arc, l'organe (40) de commande créant aussi un ou plusieurs signaux de communication correspondant aux informations liées au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, et une voie (35) de communication qui communique à un utilisateur des informations relatives au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc en réponse aux signaux de communication.Application à la protection des circuits électriques.

Description

La présente invention concerne la protection des cir cuits électriques et, plus précisément, la détection des pannes électriques du type connu sous le nom de "pannes par formation d'arc" dans un circuit électrique et, plus préci sément, des opérations de test, de réarmement et de communi cation exécutées dans un interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, muni d'une mémoire et/ou d'une alimentation de secours.

Les installations électriques des applications résiden tielles, commerciales et industrielles comportent habituel lement un tableau de commande destinéà recevoir l'énergie électrique d'un fournisseur d'électricité. L'énergie est alors acheminée par l'intermédiaire de dispositifs de pro tection au circuit désigné de dérivation qui alimente une ou plusieurs charges. Ces dispositifs de protection contre les surintensités sont habituellement des interrupteurs de cir cuit, tels que des disjoncteurs et des fusibles, destinésà interrompre la circulation du courant électrique lorsque les limites des conducteurs alimentant les charges sont dépas sées.

Les disjoncteurs constituent un type préféré d'inter rupteur de circuit car leur mécanisme de réarmement permet leur réutilisation. Par exemple, les disjoncteurs ouvrent un circuit électriqueà la suite d'une condition de déclen chement ou de déconnexion, par exemple d'une surcharge en courant ou d'une panne par miseà la masse. La condition de surcharge de courant apparaît lorsque le courant dépasse une valeur nominale continue du disjoncteur pendant un inter valle de temps déterminé par le courant de déclenchement. une condition de déclenchementà la suite d'une panne par miseà la masse est créée par un déséquilibre des courants circulant entre un conducteur de ligne et un conducteur neutre, pouvant être provoqué par un courant de fuite ou une panne par miseà la masse par formation d'un arc.

Les pannes de création d'arc sont habituellement défi nies comme étant un courant circulant dans un gaz ionisé entre deux extrémités d'un conducteur rompu ou au niveau d'un contact ou d'un connecteur défectueux, entre deux conducteurs alimentant une charge, ou entre un conducteur et la masse. Cependant, de telles pannes par formation d'arc peuvent ne pas provoquer le déclenchement d'un disjoncteur classique. Les intensités des courants des pannes par formation d'arc peuvent être réduites, par une impédance de charge ou en dérivation,à une valeur inférieure au réglage de la courbe de déclenchement du disjoncteur. En outre, une panne par formation d'arc qui n'est pas au contact d'un conducteurà la masse ou d'une personne ne provoque pas un déclenchement de l'organe de protection contre les pannes par miseà la masse.

Il existe deux types de pannes par formation d'arc dans les circuits et câblages électriques: les pannes en paral lèle et en série.

La création d'un arc en parallèle se produit lorsqu'il existe un arc entre deux fils ou entre un fil et la masse et le courant est limité par l'impédance de la source de tension, le fil et l'arc. Lorsque la panne apparaît avec une connexion continue et la tension de l'arc est faible, le disjoncteur normal se déclenche très rapidement avec un faible chauffage du fil ou une faible détériorationà l'emplacement de l'arc. Cependant, il peut arriver que l'arc fasse éclater les éléments défectueux en créant une plus grande tension d'arc et en réduisant le courant de panne en deçà de la courbe de déclenchement, créant ainsi des "pannes à cliquetis". Les conséquences de la détérioration par un arc parallèle sont habituellement bien supérieuresà celles des arcs en série. Le courant moyen peut ne pas suffire pour le déclenchement d'un disjoncteur classique par chauffage de la bande bimétallique ou le courant de crête peut ne pas atteindre une valeur suffisante pour déclencher le verrou magnétique de déclenchement. Ce phénomène rend raisonnable ment efficace le disjoncteur classique pour la protection contre les arcs en parallèle lorsque le courant de crête-est de quelques centaines d'ampères. Malheureusement, le courant de panne peut être limité par un circuit ayant une impédance trop grande pour que le disjoncteur thermomagnétique se déclenche immédiatement. L'arc en parallèle est en général plus dangereux que l'arc en série. L'énergie libérée dans l'arc est bien supérieure, les températures dépassant sou vent5 500 IC. Ce phénomène provoque la pyrolyse ou la car bonisation de l'isolant, avec création de trajets conducteurs de carbone et projection de métal chaud qui peut rencontrer des matières inflammables.

L'arc en série commence par la corrosion dans les connexions entre les fiches et les prises ou les connexions ayant du jeu en série avec les charges électriques. La chute de tension dans une mauvaise connexion commenceà quelques centaines de millivolts et provoque un chauffage lent avec oxydation ou pyrolyse des matériaux environnants. La chute de tension augmente jusqu'à quelques volts, moment auquel elle forme une "connexion luminescente" et commenceà déga ger de la fuméeà partir de l'isolant polymère voisin. Un courant d'arc en série est habituellement limitéà une valeur modéré par l'impédance de la charge électrique qui est connectée au circuit. La quantité d'énergie d'un arc en série est habituellement très inférieureà celle d'une panne d'arc en parallèle. Comme le courant de crête ne dépasse pas habituellement le courant nominal de la charge, l'arc en série est beaucoup plus difficileà détecter que l'arc en parallèle. La signature de l'arc en série est une variation inhabituelle du courant normal de la charge. L'arc en série est habituellement tel que le courant de l'arc reste bien en deçà de la courbe de déclenchement du disjoncteur. Des pattes de bornes desserrées, des prises électriques mal mon tées ou connectées de façon erronée, des fils conducteurs brisés dans un fil constituent des sources habituelles de tels arcs. Ces arcs provoquent des chutes de tension et un chauffage du fil, de la fiche ou de la patte de borne, et ce chauffage peut provoquer une défaillance des composants et créer des sources d'inflnmmation.

Il existe de nombreuses conditions qui peuvent créer une panne par formation d'un arc. Par exemple, des câblages, connecteurs, contacts ou isolants corrodés, usés ou vieil lis, des connexions desserrées, des câblages détériorés par des clous ou des agrafes placée dans l'isolant, ou des contraintes électriques provoquées par une surcharge repe- tée, des éclairs, etc. constituent des exemples. Ces pannes peuvent détériorer l'isolant du conducteur et provoquer la mise du conducteurà une température inacceptable.

Des dispositifs classiques de protection contre les surintensités utilisés dans les disjoncteurs sont sensibles à l'effet de chauffage d'un courant dans un fil résistif et peuvent provoquer un "déclenchement thermique" du disjonc teur, mais ils ne sont pas sensibles au courant des arcs provoquant des projections. L'invention concerne une meil leure solution qui est l'interruption de l'arc lorsqu'il se produit, avant d'attendre le déclenchement thermique du dis joncteur du circuit. Jusqu'à une période récente, de telles possibilités de détection d'arc n'étaient pas disponibles dans les disjoncteurs ou relais. Des interrupteurs de cir cuit en cas de pannes par miseà la masse (GFCI) destinésà la protection des personnes ont été disponibles dans les habitations depuis le début des années1970. Dans des conditions idéales, de tels interrupteurs de circuit en cas de pannes par miseà la masse peuvent détecter des arcs entre une phase et la masse avec une intensité aussi faible que6 mA, mais ne peuvent pas détecter les arcs en série ou améliorer les temps de déclenchement en cas de panne entre une ligne et le neutre.

Les technologies de détection des pannes par formation d'arc constituent une innovation très intéressante pour la protection des circuits aux Etats-Unis d'Amérique. On a constaté que des interrupteurs de circuit en cas de pannes par formation d'arc (AFCI) pouvaient être réalisés pour la détection d'un arc en série ou en parallèle, ainsi que des arcs entre la ligne et le neutre par Ilécouten des signatures originales créées par les arcs. Un interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc est un dispositif des tinéà assurer la protection contre les effets des pannes par formation d'arc, par reconnaissance de caractéristiques propres aux arcs et par désexcitation du circuit lors de la détection d'une panne par formation d'arc. Les disjoncteurs classiques ont été historiquement la meilleure protection disponible pour les câblages. Les normes actuelles de réalisation reposent sur des technolo gies qui datent d'une quarantaine d'années. Dans les dis joncteurs, la protection est habituellement assurée de deux manières. Les courants de court-circuit commandent un verrou magnétique de déclenchement, alors que les courants de surcharge commandent soit un verrouà bande bimétallique, soit un plongeur magnétiqueà amortissement hydraulique. Le "déclenchement instantanén représente l'action de déclenche ment magnétique en cas d'intensité élevée déterminée dans certains des disjoncteurs, mais pas tous. Le temps néces saire avant déclenchement en cas de surcharge est déterminé par le temps qu'il faut pour chauffer un élément bimétal liqueà la température qui déverrouille le disjoncteur. Plus le courant qui chauffe l'élément bimétallique est élevé et plus le temps qu'il faut pour déclencher le disjoncteur est court. Un disjoncteur de type hydraulique-magnétique contient un noyau magnétique enf ermé de manière étanche dans du fluide et qui se déplace vers une position de déclen chement en fonction du carré du courant. Ces dispositifs d'interruption de circuit sont sélectionnés par des bureaux d'études pour la protection du câblage contre la surchauffe ou la fusion. Lors des pannes par formation d'arc, ces courants sont habituellement petits, de courte durée et très inférieursà la courbe de protection prévue dans ces disjoncteurs.

La création d'un arc dans un circuit alternatif pré sentant une panne se produit habituellement sporadiquement à chaque demi-cycle de la forme d'onde de tension. L'évé nement complexe de création d'arc provoque un arc de pulvé risation qui fait varier le courant pour les diagrammes normaux de charge. Le précurseur de l'arc peut être une connexion de résistance élevée qui forme un "contact lumi- nescentl', puis un arc en série, ou une piste carbonée qui provoque la création d'un arc en parallèle ou entre deux lignes. Dans un disjoncteur d'habitation équipée d'un inter rupteur de circuit en cas de pannes par miseà la masse (GFCI) , une piste carbonée ou humide peut être détectée de façon précoce lorsque le court-circuit est réalisé avec la masse. Etant donné l'introduction des disjoncteurs AFCI, la protection contre les courts-circuits entre deux lignes, autres que la masse, peut aussi être détectée et peut provoquer une interruption.

Dans un interrupteur en cas de panne par formation d'arc selon l'invention, des dispositifs électroniques supplémentaires contrôlentà la fois la tension de ligne et les "signaturesn du courant. Dans un circuit fonctionnant normalement, les fluctuations normales du courant produisent des signatures qui ne peuvent pas être confondues avec un arc. Les courants d'amorçage, les signatures de commutation et les changements de charge (événements normaux ou de "bon arc") peuvent être programmés numériquement dans l'inter rupteur de circuit en cas de pannes par miseà la masse par des formes d'onde de signatures normales. Les écarts ou changements par rapportà ces signatures "normales" sont contrôlés par des circuits électroniques et des algorithmes permettant la détermination de l'apparition d'un arc. Lorsque ces signatures de pannes par formation d'arc sont reconnues, le circuit est interrompu et l'alimentation est supprimée. La vitesse de cette détection ainsi que l'ampli tude de l'arc peuvent être des paramètres programmables au moment de la fabrication. Les signatures particulières identifiées comme étant des arcs font partie de la techno logie de détection de panne par formation d'arc propriété de SquareD Company.

Les disjoncteurs de circuit en cas de pannes par mise à la masse du commerce, approuvés par l'organisme TJL, sont disponibles dans le commerce. Ils sont maintenant prevus dans la normeNEC et seront obligatoires dans les circuits des chambresà coucher des habitations en 2002. Comme les charges électriques des installations résidentielles peuvent beaucoup varier, celles-ci sont réalisées pour permettre une combinaison presque infinie de charges électriques. Cette programmation des interrupteurs de circuit en cas de pannes par miseà la masse est combinéeà des interrupteurs de circuit en cas de pannes par miseà la masse ainsi qu'à des éléments fonctionnant en cas de surcharge magnétique et thermique. Ils peuvent être réalisés pour s'adapterà la configuration des disjoncteurs résidentiels normaux et fonctionnerà leur place.

En résumé, la chaleur, les arcs ou un allumage élec trique sont souvent provoqués par des connexions desserrées, ou des fils en court-circuit ou interrompus dans le circuit de distribution d'énergie électrique. Dans le cas des câblages, les vibrations, les variations extrêmes de tempé rature et d'humidité, un mauvais entretien et une mauvaise réparation contribuent aux pannes des circuits de câblage. Ces pannes provoquent des arcs et peuvent enflammer des éléments combustibles. En outre, des pistes carbonées dues à la chaleur dégagée par l'arc peuvent détériorer l'isolant du fil, exposer les conducteurs et provoquer la formation de courts-circuits intermittents entre des fils individuels. Ces courts-circuits entre des fils peuvent provoquer des détériorations et des défauts de fonctionnement. L'élimina tion ou la réduction de ces risques par la technologie de maîtrise des pannes par formation d'arc, qui doit devenir une priorité dans l'industrie, constitue l'un des aspects de l'invention.

L'invention a pour objet de façon générale un perfec tionnement apportéà un système interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc qui détecte de manière fiable les conditions de pannes par formation d'arc qui peuvent être ignorées par les interrupteurs classiques de circuit.

Elle a aussi pour objet l'incorporation,à un système de détection de pannes par formation d'arc, tel qu'un inter rupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, des caractéristiques de test, de réarmement et de communication, de mémoire et/ou d'alimentation de secours.

Elle a aussi pour objet la réalisation d'un système interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc qui utilise un nombre minimal de composants électroniques très fiables, afin qu'il soit relativement simple tout en ayant un fonctionnement très fiable.

Dans un premier aspect, l'invention concerne un système à interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc destinéà être utilisé avec un circuit électrique, qui comprend un détecteur par formation d'arc qui contrôle le circuit électrique et un organe de commande qui crée un signal de déclenchementà la suite de la détection de pannes par formation d'arc, l'organe de commande créant aussi un ou plusieurs signaux de communication correspondant aux infor mations liées au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, et une voie de commu nication qui communiqueà un utilisateur des informations relatives au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc en réponse aux signaux de communication.

Dans un autre aspect, l'invention concerne un système à interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc destinéà être utilisé avec un circuit électrique, qui comprend un détecteur de pannes par formation d'arc qui contrôle le circuit électrique et un organe de commande qui crée un signal de déclenchementà la suite de la détection de pannes par formation d'arc, et un interrupteur de réar mement et un interrupteur d'auto-test, ainsi qu'un seul élément de commande accessible par l'utilisateur et destiné à activer sélectivement l'un au moins des interrupteurs parmi les interrupteurs de réarmement et d'auto-test.

Dans un autre aspect, l'invention concerne un système à interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc destinéà être utilisé avec un circuit électrique, qui comprend un détecteur de pannes par formation d'arc qui contrôle le circuit électrique et un organe de commande qui crée un signal de déclenchement en réponseà la détection de pannes par formation d'arc, et une mémoire destinéeà conserver des informations prédéterminées relativesà l'état et au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, la mémoire étant coupléeà l'organe de commande pendant le fonctionnement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux comprisà la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure1 est un diagramme synoptique simplifié d'un mode de réalisation de système de détection de pannes par formation d'arc selon l'invention; la figure 2 est un schéma simplifié d'un autre mode de réalisation de système de détection de pannes par formation d'arc selon l'invention; la figure3 est un diagramme synoptique d'un système de détection de pannes par formation d'arc représentant d'autres détails dans un mode de réalisation de circuit détection de pannes par formation d'arc; la figure 4 est un schéma simplifié représentant des communications avec le système de détection de pannes par formation d'arc,à l'aide d'un dispositif de communication sans filà ligne de visée; la figure5 est un schéma simplifié représentant des communications avec un système de détection de pannes par formation d'arc par l'intermédiaire d'un circuit associé d'alimentation mettant en oeuvre le protocole X-10 ou analogue; la figure6 est un schéma simplifié représentant des communications avec une unité de détection de pannes par formation d'arc par utilisation d'un émetteurà hautes fréquences; la figure7 est un schéma simplifié représentant les communications avec un dispositif de détection de pannes par formation d'arcà l'aide d'un émetteur infrarouge; la figure8 est un schéma simplifié représentant les communications avec un dispositif de détection de pannes par formation d'arc par mise en oeuvre d'un émetteur fonction nant avec le protocole X-10 ou un protocole analogue; la figure9 est un diagramme synoptique partiel simpli fié d'une variante de la mémoire de la figure3 ; lafigure10 est un diagramme synoptique partiel repré sentant une variante de la mémoire de la figure3 ; la figure11 est une coupe partielle d'un exemple de bouton combiné de test et de réarmement destinéà un interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 12 est une coupe partielle analogueà la figure8 d'une variante d'un bouton combiné de test et de réarmement; et la figure13 est une coupe partielle d'un autre mode de réalisation de bouton combiné de test et de réarmement. on se réfère maintenant aux dessins et d'abordà la figure1 qui représente un système de détection de pannes par formation d'arc dans un mode de réalisation de l'inven tion, sous forme de diagramme synoptique. Un circuit alter natif 12à 120 V possède un conducteur de ligne 14 et un conducteur neutre18. 'Un capteur16, qui peut être sous forme d'un enroulement di/dt, est associé au conducteur 14 de ligne et transmet un signal de sortieà un circuit détection de pannes par formation d'arc ouà un interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc25 (AFCI). Ce circuit25 possède des sorties respectives de déclen chement 42 et de communication 45 qui sont coupléesà une voie35 de communication. La sortie 42 de déclenchement peut aussi être couplée afin qu'elle active ou déclenche, direc tement ou indirectement, un dispositif d'interruption de circuit destinéà interrompre la circulation du courant dans le circuit alternatif 12à 120 V lorsqu'une panne par forma tion d'arc est détectée, comme indiqué par la référence 43.

La voie35 de communication, comme indiqué sur la figure 2, peut aussi recevoir uniquement les signaux de communication de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc25 et, dans ce cas, la ligne 45 de communication transmet, en plus d'autres informations comme décrit dans la suite, un signal qui convientà la voie35 de communication, ce signal indiquant lorsque le signal de déclenchement a été transmis par la sortie 42 de signal de déclenchement.

on se réfère maintenantà la figure3 qui représente, sous forme de diagramme synoptique, d'autres détails de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc25. Le capteur di/dt 16 peut comprendre un enroulement toroïdal ayant un noyau annulaire qui entoure le conducteur de ligne 14, avec un enroulement toroldal de détection enroulé en hélice sur le noyau. Dans le capteur16, le noyau peut 'être formé d'un matériau magnétique, tel qu'une ferrite, du fer ou une poudre perméable moulée, si bien que le capteur peut répondreà des changements rapides de flux. Un entrefer peut être taillé dans le noyau dans certains cas afin que la perméabilité soit réduite, et le matériau du noyau est tel qu'il ne se sature pas en présence d'un courant d'intensité relativement élevée, produit par cer taines formes d'arc, si bien que la détection de l'arc est encore possible.

Le capteur di/dt 16 donne un signalà un circuit de détection de pannes par formation d'arc 25 qui, dans ce mode de réalisation, comporte un circuit détecteur de bruità large bande et un circuit26 détecteur de panne de courant qui, dans ce mode de réalisation, est un circuit de mesure de courant. Dans le mode de réalisation représenté, tous les composants des circuits détecteurs 24 et26 ainsi que certains autres composants du circuit décrit dans la suite, sont réalisés dans un circuit intégré spécifiqueà l'appli cation30 (circuit ASIC). Des signaux convenables de sortie provenant du circuit ASIC 30 sont transmisà un microcon- trôleur 40 qui,à la suite d'une analyse et d'un traitement supplémentaire des signaux transmis par le circuit30, décide s'il doit transmettre un signal de déclenchementà une sortie 42 pour l'activation d'un circuit 44 de déclen chement qui assure en fait la commutation du conducteur 14 de ligne du circuit alternatif 12à un état de circuit ouvert, comme indiqué schématiquement sur la figure3, ou si le côté 14 de ligne du circuit 12 doit rester connectéà une charge 49.

on se réfère toujoursà la figure3 pour la description de composants supplémentaires du circuit ASIC 30.

Le détecteur de bruità large bande 24 comporte un premier et un second circuit80, 82 de filtre passe-bande qui reçoivent un signal de vitesse de variation du courant du capteur di/dt 16. Selon l'invention, les bandes passantes de ces circuits80 et82 sont sélectionnées dans des bandes représentatives d'un bruità large bande caractéristique des pannes par formation d'arc et/ou afin que les signauxà des fréquences qui peuvent apparaître dans la ligne et qui ne représentent pas une panne par formation d'arc, c'est-à-dire qui ne sont pas dusà une telle panne, soient éliminés en pratique (statistiquement). Dans le mode de réalisation considéréà titre d'exemple, ces fréquences de bande pas sante sont sélectionnées comme étant par exemple respec tivement de35 kHz et70 kHz. Chacun des circuits80 et82 de filtre passe-bande transmet un signal filtré, qui contient les composantes d'un signal d'entrée provenant du capteur di/dt qui sont comprises dans les bandes passantes respectives,à des circuits respectifs 84 et86 de détecteur à seuil.

Les détecteursà seuil 84 et86 sont sensibles aux composantes des signaux transmis par les filtres passe-bande 80 et82 qui sont au-delà d'une amplitude prédéterminée de seuil afin qu'ils créent un signal de sortie en amplitudeà une fréquence correspondante pour des circuits88 et90 de préparation de signaux. Ces circuits88 et90 produisent un signal préparé de sortie sous une forme qui convientà la transmission au microcontrÔleur 40. Dans l'exemple de réalisation, ces circuits88 et90 de préparation de signaux comprennent des circuits monostables à10 j#s destinésà produire un signal pulsé unité. Des impulsions de sortie des deux circuits monostables 88 et90 subissent une opération réunion dans un circuitET 96 dont le signal de sortie est transmisà une entrée de ncompteurl' du microcontr8leur 40, comme indiqué sur la figure3. Dans le mode de réalisation considéréà titre d'exemple, un seuil de1 V est utilisé par les deux circuitsà seuil 84 et86.

On se réfère toujoursà la figure3 ; la partie formant circuit26 de mesure de courant ou de capteur de panne de courant du circuit ASIC 30 reçoit aussi le signal de sortie du capteur di/dt 16. Un circuit intégrateur100 crée un signal représentatif de l'intensité du courant en fonction du signal de sortie du capteur di/dt 16. Ce signal est transmisà une autre partie de circuit de préparation de signaux qui comporte un circuit de valeur absolue 102, tel qu'indiqué sur la figure 2, et un circuità gain 104, des tinésà former un signal préparé de sortie en courant sous une forme convenantà la transmission au microcontr8leur 40.

Le circuit de valeur absolue 102 reçoit des signaux qui vont vers les valeurs négatives et vont vers les valeurs positives, et il inverse les signaux allant vers les valeurs négatives en signaux positifs, tout en transmettant sans changement les signaux allant vers les valeurs positives.

Le signal de sortie du circuit de valeur absolue est transmis au circuità gain 104 qui, dans un mode de réali sation, comprend un étageà gain pour faibles courants et un étageà gain pour courante élevés. En résumé, l'étageà gain pour faibles courants applique un gain relativement élevé aux courants relativement faibles afin d'accroître la résolution du signal de courant dans le cas d'intensité relativement faible. D'autre part, l'étageà gain pour courants élevés applique un gain relativement plus faible aux courants d'intensité relativement élevée afin que toute une plage d'intensités de signaux en courant soit conservée dans le circuit. Les signaux de sortie des étages respectifs à gain pour courants faibles et élevés sont transmis au microcontrôleur 40.

La tension de ligne est aussi préparée par le circuit 130 et transmise au microcontrôleur pour permettre une analyse et un traitement ultérieurs. Ce circuit130 comporte un diviseur de tension de ligne (non représenté) qui divise la tension de ligneà un niveau inférieur qui convientà un traitement ultérieur, un amplificateur de différence (non représenté) qui reçoit le signal de sortie du diviseur de tension de ligne et décale son niveauà la masse du circuit afin qu'il soit redressé, et un circuit de valeur absolue. La tension de l'amplificateur de différence (non représenté) est transmiseà un circuit de valeur absolue (non repré senté) qui a la même configuration et le même fonctionnement que les circuits de valeur absoluedéjà décrits. Le signal de sortie du circuit de préparation de signaux130 est transmis au microcontrâleur 40.

On se réfère toujoursà la figure3 ; un circuità chien de garde 140 reçoit une impulsion d'entrée du microcontrâleur 40 pour déterminer si celui-ci est encore actif. Lorsqu'aucune impulsion n'est présenteà cette sortie du microcontrâleur, un signal de déclenchement est transmis au circuit de déclenchement par le circuità chien de garde 140. Un circuit amplificateur150 de "poussée pour test" reçoit un signal "dhorloge de test" du microcontrôleur lorsqu'un interrupteur de "poussée pour test" (non repré senté) est manoeuvré, et il le prépare pour le transmettre à un enroulement de test du capteur di/dt 16. Si l'ensemble du circuit fonctionne convenablement, le microcontr8leur doit recevoir des signaux en retour indiquant une panne par formation d'arc. Suivant un programme de test, lorsque ces signaux sont reçus, le microcontrôleur produit un signal de déclenchementà la sortie 42.

Comme indiqué précédemment, la figure3 représente un circuit intégré spécifiqueà l'application ASIC dans un mode de réalisation permettant l'exécution des opérations préci tées.

La réalisation du circuit détecteur sous forme d'un circuit ASIC est avantageuse car elle permet l'incorporation facile du circuit dans divers environnements. Ce résultat est dÛ essentiellementà la petite dimension età la consommation relativement modeste du circuit ASIC. Ainsi, ce circuit détecteur peut être incorporé non seulementà un tableau de commande et autres appareils de distribution, mais aussià des charges individuelles. Cette remarque s'applique aux domaines industriels aussi bien que commer ciaux et résidentiels. Par exemple, le circuit détecteur ASIC peut être incorporéà des machines ou appareils indus triels et/ou commerciaux de type électrique, ainsi qu'à des produits grand public, tels que les ordinateurs, les appa reils audiovisuels, les appareils domestiques et analogues. Le microcontrôleur 40 analyse les formes d'onde en courant etla bruità large bande pour déterminer la présence éventuelle d'un arc dans les conducteurs élec triques. Un arc d'intensité élevée est identifié par une forme d'onde de courant qui présente une combinaison d'un changement du courant (di/dt) et de bruità large bande(10 à 100 kHz). Le microcontrÔleur 40 fait progresser plusieurs compteurs, qui peuvent être réalisés sous forme logicielle, en fonction des signaux d'entrée reçus du circuit ASIC 30. Le tableau résume les caractéristiques de formation d'arcà intensité élevée des formes d'onde de courant, et il montre comment les compteurs progressentà l'aide de microinstruc- tions. On décrit dans la suite en détail comment les compteurs sont utilisés pour déterminer la présence éventuelle d'un arc.

Il existe des conditions dans lesquelles les charges présentent des courante d'intensité élevée,à grande varia tion (di/dt) età bruità large bande dans les conditions normales de fonctionnement. Pour que les courants de charges normalement bruyantes et les courants de formation d'arc puissent être distingués, des algorithmes déterminentdiffé- rents niveaux du bruità large bande (di/dt) , la présence d'intensités élevées, la présence de courants décroissants, et des rapports d'allongement du courant (un rapport d'allongement représente la surface d'un demi-cycle divisée par la valeur de crête).

Le bruità large bande est calculé par une opération logique réunion exécutée de manière matérielle sur au moins deux bandes de fréquences, comme décrit précédemment. Si le bruità large bande est présent, des impulsions sont alors reçuesà l'entrée du microcontr8leur. Les impulsions sont comptéesà chaque demi-cycle, mémorisées, puis remisesà zéro pour la détection des niveaux de bruità large bande dans le demi-cycle suivant.

Tableau <SEP> (chaque <SEP> ligne <SEP> caractérise <SEP> un <SEP> demi-cycle <SEP> de <SEP> formation <SEP> d'arc)
<tb> Courant <SEP> de <SEP> (di/dt) <SEP> Bruit <SEP> à <SEP> large <SEP> Ccopteur <SEP> Nombre <SEP> Courant <SEP> à
<tb> crête <SEP> ayant <SEP> un <SEP> (dt** <SEP> <B≥ <SEP> 500 <SEP> gs) <SEP> bande <SEP> à <SEP> d'arcdlin- <SEP> (di/dt) <SEP> hautes
<tb> rapport <SEP> dl <SEP> al <SEP> - <SEP> hautes <SEP> fré- <SEP> tensité <SEP> fré longement* <SEP> >2 <SEP> cpences*** <SEP> élevée <SEP> quences
<tb> >48A <SEP> >0,328 <SEP> xcourant <SEP> Non <SEP> Progres- <SEP> Progres- <SEP> Inchangé
<tb> de <SEP> crête <SEP> nécessaire <SEP> sion <SEP> sion
<tb> >48A <SEP> >0,328 <SEP> xcourant <SEP> Présent <SEP> Progres- <SEP> Progres- <SEP> Progres de <SEP> crête <SEP> sion <SEP> sion <SEP> sion
<tb> > <SEP> 48 <SEP> A <SEP> >0,328 <SEP> xcourant <SEP> Nécessaire <SEP> Progres- <SEP> Inchangé <SEP> Progres de <SEP> crête <SEP> sion <SEP> sion
<tb> >48A <SEP> > <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 8 <SEP> x <SEP> courant <SEP> Nécessaire <SEP> Progres- <SEP> Progres- <SEP> Progres de <SEP> crête <SEP> sion <SEP> sion <SEP> sion * le rapport d'allongement représente la surface d'un demi-cycle divisée par la valeur de crête. Cette surface est la somme de32 échantillons pour un demi-cycle **dt est le temps compris entre deux échantillons de la forme d'onde de courant. Ce temps d'échantillonnage varie dynamiquement avec la fréquence du réseau (par exemple 60 4 Hz) afin que la couverture de la forme d'onde en courant soit meilleure.

***Le bruità large bandeà hautes fréquences désigne la présence du bruità large bande pendant les 20 premiers demi-cycles lors de la mise sous tension du module avec une charge connectée et en fonctionnement, et le fonctionnement normaldû aux charges bruyantesà 1 état de régime permanent (courant inférieurà une valeur de crête de 48A).

La figure3 représente un diagramme synoptique d'un exemple d'applicationà un disjoncteur résidentiel par formation d'arc. Les formes d'onde de formation d'arc et de courant d'amorçage sont analysées par le microcontr8leur à l'aide des algorithmes décrits dans la description qui suit.

Les microinstructions contiennent les compteurs sui vants et d'autres variables: - di/dtl (contient la valeur maximale de di/dt un demi- cycle auparavant) - di/dt2 (contient la valeur maximale de di/dt deux demi- cycles auparavant) - di/dt3 (contient la valeur maximale de di/dt trois demi- cycles auparavant) - di/dt4 (contient la valeur maximale de di/dt quatre demi-cycles auparavant) - di/dt-compteur (contient le nombre entier de progression du nombre di/dt spécifié dans le tableau) - crêtel (contient la valeur de crête un demi-cycle auparavant) - crête2 (contient la valeur de crête deux demi-cycles auparavant) - crête3 (contient la valeur de crête trois demi-cycles auparavant) - crête4 (contient la valeur de crête quatre demi-cycles auparavant) - crête5 (contient la valeur de crête cinq demi-cycles auparavant) - compteur_arc_courant - élevé (contient le nombre entier de demi-cycles détectés avec d'arc dans tableau) - compteur- hautes fréquences (contient le nombre entier de signauxà hautes fréquences des demi-cycles précédents) - compteur de-bruit - hautes fréquences (contient le nombre entier comptéà hautes fréquencesà l'état de démarrage ou de régime permanent -courant inférieurà 48A) - demi-cycle manquant (vrai lorsqu'un demi-cycle sans arc suit un demi-cycle avec arc) - montée-lente (contient la valeur crêtel - di/dtl) - panne_crête-masse (contient l'intensité de crête en cas de panne par miseà la masse du dernier demi-cycle).

Les compteurs décrits précédemment progressent et sont remisà zéro de la manière suivante: si (crêtel > 48A), vérifier les points suivants si (di/dtl > (0,328 x crêtel) et compteur-hautes fré quences> 4 et compteur-bruit-hautes-fréquences < 16) - progression du compteur compteur di/dt - progression du compteur compteur-hautes-fréquences - progression du compteur compteur_arc_courant-élevé sinon si (di/dtl > (0,328 x crêtel

- <SEP> progression <SEP> du <SEP> compteur <SEP> compteur <SEP> di/dt
<tb> - <SEP> progression <SEP> du <SEP> compteur <SEP> compteur-arc-courant-élevé
<tb> sinon <SEP> si <SEP> (di/dtil <SEP> > <SEP> (0,25 <SEP> x <SEP> crêtel) <SEP> et <SEP> compteur <SEP> hautes <SEP> fré quences <SEP> > <SEP> 4 <SEP> et <SEP> compteur-bruit-hautes-fréquences <SEP> < <SEP> 16)
<tb> - <SEP> progression <SEP> du <SEP> compteur <SEP> compteur <SEP> - <SEP> di/dt
<tb> - <SEP> progression <SEP> du <SEP> compteur <SEP> compteur-hautes-fréquences
<tb> - <SEP> progression <SEP> du <SEP> compteur <SEP> compteur <SEP> arc <SEP> courant <SEP> élevé
<tb> sinon <SEP> si <SEP> (di/dtl <SEP> > <SEP> (0,203 <SEP> x <SEP> crêtel) <SEP> et <SEP> compteur-hautes-fré quences <SEP> > <SEP> 4 <SEP> et <SEP> compteur <SEP> bruit <SEP> hautes <SEP> - <SEP> fréquences <SEP> < <SEP> 16)
<tb> - <SEP> progression <SEP> du <SEP> compteur <SEP> compteur_hautes-fréquences
<tb> - <SEP> progression <SEP> du <SEP> compteur <SEP> compteur-arc-courant-élevé
<tb> si <SEP> aucun <SEP> demi-cycle <SEP> avec <SEP> arc <SEP> pendant <SEP> 0,5 <SEP> s <SEP> après <SEP> le <SEP> der nier <SEP> demi-cycle <SEP> avec <SEP> arc, <SEP> mettre <SEP> à <SEP> 0 <SEP> tous <SEP> les <SEP> compteurs
<tb> Un <SEP> arc <SEP> entre <SEP> la <SEP> ligne <SEP> et <SEP> le <SEP> noeud <SEP> ou <SEP> un <SEP> arc <SEP> de <SEP> à <SEP> une
<tb> panne <SEP> par <SEP> mise <SEP> à <SEP> la <SEP> masse <SEP> est <SEP> présent <SEP> dans <SEP> les <SEP> conditions
<tb> suivantes <SEP> des <SEP> compteurs <SEP> formés <SEP> par <SEP> les <SEP> microins <SEP> truc <SEP> t <SEP> ions
<tb> précitées <SEP> :
<tb> si <SEP> (panne <SEP> par <SEP> mise <SEP> à <SEP> la <SEP> masse <SEP> > <SEP> seuil)
<tb> si <SEP> (courants <SEP> de <SEP> crête <SEP> > <SEP> 35 <SEP> A <SEP> pour <SEP> 3 <SEP> demi-cycles <SEP> et <SEP> demi cycle-manquant <SEP> est <SEP> vrai <SEP> et <SEP> compteur-di/dt <SEP> > <SEP> 1 <SEP> et
<tb> compteur <SEP> arc <SEP> courant <SEP> élevé <SEP> > <SEP> 1)
<tb> si <SEP> (courants <SEP> de <SEP> crête <SEP> > <SEP> 35 <SEP> A <SEP> pour <SEP> 4 <SEP> demi-cycles <SEP> et <SEP> demi cycle-manquant <SEP> est <SEP> vrai <SEP> et
<tb> compteur <SEP> arc <SEP> courant <SEP> élevé <SEP> > <SEP> 2)
<tb> si <SEP> (courants <SEP> de <SEP> crête <SEP> > <SEP> 35 <SEP> A <SEP> pour <SEP> 5 <SEP> demi-cycles <SEP> et <SEP> demi cycle-manquant <SEP> est <SEP> vrai <SEP> et
<tb> compteur <SEP> arc <SEP> courant <SEP> élevé <SEP> > <SEP> 3)
<tb> si <SEP> (courants <SEP> de <SEP> crête <SEP> > <SEP> 35 <SEP> A <SEP> pour <SEP> 5 <SEP> demi-cycles <SEP> et
<tb> compteur <SEP> arc <SEP> courant <SEP> élevé <SEP> > <SEP> 3 <SEP> et <SEP> di/dtl <SEP> > <SEP> di/dt3 <SEP> et
<tb> compteur <SEP> di/dt <SEP> > <SEP> 2)
<tb> si <SEP> (courants <SEP> de <SEP> crête <SEP> > <SEP> 35 <SEP> A <SEP> pour <SEP> 5 <SEP> demi-cycles <SEP> et
<tb> compteur <SEP> arc <SEP> courant <SEP> élevé <SEP> > <SEP> 3 <SEP> et <SEP> di/dtl <SEP> > <SEP> di/dt3 <SEP> et
<tb> compteur-hautes_fréquences <SEP> > <SEP> 2 <SEP> et <SEP> compteur-di/dt <SEP> > <SEP> 1)
<tb> si <SEP> (courants <SEP> de <SEP> crête <SEP> > <SEP> 35 <SEP> A <SEP> pour <SEP> > <SEP> 5 <SEP> demi-cycles <SEP> et
<tb> < <SEP> 9 <SEP> demi-cycles <SEP> et <SEP> compteur <SEP> - <SEP> arc <SEP> - <SEP> courant-élevé <SEP> > <SEP> 3 <SEP> et
<tb> demi-cycle <SEP> - <SEP> manquant <SEP> est <SEP> vrai)
<tb> si <SEP> (courants <SEP> de <SEP> crête <SEP> > <SEP> 35 <SEP> A <SEP> pour <SEP> > <SEP> 5 <SEP> demi-cycles <SEP> et
<tb> < <SEP> 9 <SEP> demi-cycles <SEP> et <SEP> compteur-arc-courant-élevé <SEP> > <SEP> 3 <SEP> et
<tb> compteur_di/dt <SEP> > <SEP> 3) si (courants de crête> 35 A pour> 5 demi-cycles et < 9 demi-cycles et compteur- arc- courant- élevé> 3 et compteur-hautes-fréquences > 1 et compteur-di/dt > 2) si (courants de crête> 35 A pour> 5 demi-cycles et < 9 demi-cycles et compteur arc courant élevé> 3 et compteur-hautes-fréquences > 2 et compteur-di/dt > 1) si (compteur- arc- courant-élevé > 6) Algorithmes initiaux: Si (crêtel à crête4 > 35 A) et demi-cycle-manquant <B≥ faux) vérifier les relations suivantes: Si Mcrêtel < (crête3 - 7 AH et (crêtel < crête2 et crête2 < crête3) et (crête2 < (crête4 - 7 AM : amorçage de lampesà tungstène, mettreà zéro les compteurs suivants: compteur-arc-courant-élevé compteur_di/dt compteur- hautes fréquences sinon si crête3 > crêtel) et (crête5 > crête3) et (di/dtl < crêtel/2) et (di/dt2 < crête2/2) et (di/dt3 < crête3/2) et di/dt5 + 1,4A) >_ di/dt3) et di/dt3 + 1,4A)k di/dtl) et (montée lentel > 48A amorçage de charge inductive, mettreà zéro les compteurs suivants compteur-di/dt compteur-hautes-fréquences Note: les valeurs numériques des expressions précé dentes sont sélectionnées pour les applications résiden tielles. Cependant, des valeurs numériques, des intensités de courant et des valeurs spécifiques des compteurs ne sont pas limitées aux indications précédentes et peuvent varier en fonction de l'application. En outre, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précité du circuit ASIC 30 et du microcontrÔleur 40.

on se réfère maintenant aux figures 4à 8 ; la voie de communication35 peut avoir un certain nombre de formes différentes. Dans un mode de réalisation, la voie de communication35 peut être un dispositif de signalisation sans filà ligne de visée, par exemple un dispositifà diodes photoémissives LED (lumière visible ou infrarouge) ou autre de type optique (ou infrarouge)- Par exemple, la diode photoémissive peut être excitée de diverses manières par le signal de la ligne de communication 45 pour indiquer l'état de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc25, par exemple en attente, déclenché, auto-test satisfaisant, et auto-test non satisfaisant. Ces résultats peuvent être indiqués par différents diagrammes de cligno tement de la diode photoémissive, par le fait que la diode éclaire en permanence, par différentes conditions d'éclai rement et analogues. Dans une variante, une diodeà deux couleurs ou plus peut être utilisée pour indiquer diverses conditions telles que attente (vert), déclenché (rouge), auto-test convenable (vert clignotant) et auto-test non convenable (rouge clignotant). D'autres schémas de couleurs ou systèmes de signalisation peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention.

Comme l'indique la figure 4, la diode photoémissive ou le dispositif optique analogue peut aussi être utilisé dans le cas d'un dispositif ou unité50 de communication, manuel ou d'un autre type, pour la communication de divers types d'informations, en plus des informations visuelles percep tibles par l'homme décrites précédemment. Ces informations peuvent être transmises sous forme d'un clignotement ou d'impulsions de la diode photoémissive imperceptiblesà l'hommeà la place ou en plus des indications perceptibles par l'utilisateur, indiquées précédemment. Ces impulsionsà fréquences élevées de la diode photoémissive, bien qu'elles ne soient pas perceptibles par l'homme, peuvent être lues par l'unité50 de communication de type manuel ou autre. Tout protocole voulu de communication peut être utiliséà cet égard, ainsi que des protocoles propriétaires de commu nication. Les informations communiquées peuvent comprendre des informations telles que le temps écoulé depuis le dernier déclenchement, l'intensité actuelle du courant, la consommation d'inergie, le niveau de tension, la raison du déclenchement et analogues. Les données d'état, d'attente, de déclenchement et d'auto-test convenable ou non peuvent en outre être communiquées avec ce protocole, avec les indi cations visuelles décrites ou en plus de celles-ci.

De plus, le dispositif manuel de communication50 peut contenir un dispositif d'émission d'informations, sous une forme analogueà la diode photoémissive précitée, ou un autre dispositif de communication d'informations par la voie 35 de communication. Dans ce mode de réalisation, la voie35 de communication peut comprendre un dispositif récepteur analogueà celui qui est utilisé dans le dispositif manuel de communication, si bien que la voie35 de communication et le dispositif manuel50 de communication peuvent tous deux effectuer des communications bidirectionnelles. La ligne 45 de communication peut alors fonctionner comme ligne ou liaison bidirectionnelle de communication avec le micro- contrôleur 40 (voir figure3) ou tout autre élément de commande de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc25.

Les informations qui peuvent être communiquéesà l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc25 ouà son microcontrÔleur 40 comprennent des commandes d'exécution de diverses fonctions, telles qu'un programme d'auto-test. D'autres informations qui peuvent être communiquées comprennent des commandes destinéesà autoriser ou interdire la fonction de déclenchement, suivant diverses charges ou conditions, ou des informations-données de remiseà jour ou de modification de l'algorithme de déclenchement. Ces remisesà jour ou modifications peuvent faire varier la manière avec laquelle l'interrupteur25 et/ou son microcontrôleur créent un signal de déclenchement ou prennent une décision de production d'un signal de déclenchement en fonction des conditions contrôlées dans le circuit commandé par l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc25. Ces remisesà jour et modifications d'algorithmes peuvent être sous forme de codes logiciels ou de données ou analogues.A cet égard, le microcontr8leur peut contenir un ou plusieurs composants de mémoire programmable destinésà recevoir ces informations remiseà jour, comme décrit plus en détail dans la suite. Dans une variante, le microcontr8leur peut être préalable ment programmé avec de multiples algorithmes de déclenche ment utilisés dans différentes situations, et le dispositif de communication50 transmet un signal de commandeà la voie 35 de communication pour la sélection de l'un de ces algo rithmesà utiliser dans une situation particulière.

on se réfère maintenantà la figure5 qui représente un ensemble de communication du type précité dans un autre mode de réalisation. Sur la figure5, la voie 35a de commu nication et un dispositif ou unité manuelle ou autre 50a de communication communiquent par une connexion câblée55. Le câblage55 peut être un fil d'alimentation, le protocole de communication X-10 étant utilisé pour la communication entre la voie 35a et le dispositif 50a. Comme l'indique aussi la figure8, dans ce mode de réalisation, l'utilisateur peut communiquer avec la voie 35aà l'aide du protocole X-10 par enfichage du dispositif 50a de communication dans une prise quelconque qui se trouve dans le même circuit 12 que celui qui est contrôlé par l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc25.

D'autres formes de communication qui peuvent être utilisées pour communiquer des informations entre la voie35 et l'unité de communication50 sont des communicationsà hautes fréquences, comme indiqué sur la figure6, et infra rouges, comme indiqué sur la figure7. Le schéma infrarouge a un fonctionnement analogue au schémaà base de diodes photoémissives déjà décrit, car les diodes photoémissives utilisées peuvent émettre de l'énergie dans la partie visible ou infrarouge du spectre.

En plus de l'activationà distance de la fonction d'auto-test décrite précédemment en référenceà la voie de communication35 età l'unité de communication50, l'inter rupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc25 peut aussi contenir un sous-programme ou un élément matériel d'exécution automatique d'un auto-test à intervalles régu liers ouà d'autres moments voulus. La voie de communi cation, une liaison visuelle séparée ou un autre indicateur (par exemple une diode photoémissive) ou un autre dispositif peuvent être utilisés le cas échéant pour donner une indica tion convenable du fait que l'unité a donné un résultat convenable ou non au programme d'auto-test.

on se réfèreà nouveauà la figure3 ; le détecteur par formation d'arc ou l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc peut aussi comprendre une mémoire destinéeà contenir des éléments d'information qui doivent être communiqués par la voie35 de communication. La mémoire peut être nembarquéen ou faire partie de l'unitéà micro- contrôleur 40. Dans une variante, une mémoire séparée75 (figure3) peut être utilisée, seule ou en combinaison avec une mémoire embarquée. Cette mémoire peut aussi être utilisée pour le rappel de caractéristiques antérieures de charge destinéesà permettre l'ajustement de l'algorithme de déclenchement,à un moment qui convientà de telles charges, tout en évitant les déclenchements perturbateurs. Les divers types de charges conservée en mémoire peuvent en outre être mémorisés pour être lus au moment voulu par une unité manuelle ou un autre dispositif de communication par l'uti lisateurà l'aide de la voie de communication comme décrit précédemment. Cette disposition permet en outreà l'utilisa teur de contrôler les types de charges utilisés dans le circuit protégé contre les pannes par formation d'arc. En outre, la mémoire permet des ajustements de l'algorithme destinésà augmenter la sensibilité, par exemple, dans une application particulière, pendant une période qui suit la séquence de mise sous tension suivant un déclenchement, par mémorisation des déclenchements antérieurs qui se sont produits pendant un intervalle précédent déterminé.

Pour que le contenu de la mémoire puisse être conservé en cas de panne d'alimentation, par exemple lorsque le circuit 12 a été déclenché par l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, une alimentation supplé mentaire de secours, par exemple une unité65, peut être incorporée (voir figure3). A cet égard, il faut noter que l'alimentation principale du microcontr8leur et d'autres circuits30 est normalement obtenue par contrôle du courant de ligne comme indiqué sur la figure3. Ainsi, lorsque l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc se déclenche ou interrompt le courant dans cette ligne, l'alimentation de ces composants disparaît, jusqu'à ce qu'un élément de réarmement convenable, par exemple du type décrit dans la suite, ou d'un autre type, puisse être activé en toute sécurité. Si la condition de déclenchement se poursuit pendant une certaine période, une alimentation de secours d'un type ou d'un autre peut être assurée pour la mémoire, comme indiqué par exemple par la référence65. Elle peut comprendre un accumulateur de secours ou un autre dispositif, par exemple un condensateur chargé ou analogue.

Ainsi, grâceà un accumulateurou une autre alimentation de secours, lorsque le circuit a été déclenché et que l'alimentation est interrompue, l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc peut continuer à communiquer par la voie de communication (par exemple35) comme décrit précédemment. En outre, des problèmes posés par les parasites au démarrage dans les alimentations lorsque le circuit est réexcité et l'alimentation est remise en circuit peuvent être évités par maintien de l'alimentation du micro- contrâleur et d'un autre circuità partir de l'alimentation de secours65 jusqu'à ce que l'alimentation atteigne un état stable.A cet égard, un temps relativement court peut être affectéà l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc pour un déclenchement satisfaisant du circuit après un démarrage. Le temps nécessaire peut néces siter des réalisations d'alimentation relativement coûteuses ou peu efficaces dans certains cas, mais qui peuvent être évitées grâceà l'utilisation de l'unité d'alimentation de secours65.

On se réfère maintenant aux figures9 et10 qui illustrent d'autres procédés de conservation de la mémoire en cas de panne d'alimentation. Sur la figure9, l'unité de mémoire comprend une mémoire 11flashlm 75a qui garde son contenu, pendant une perte d'alimentation dueà un déclen chement ou autrement, ou une autre forme de mémoire permanente modifiable. La mémoire "flash" 75a peut être utilisée en combinaison avec l'alimentation de secours65 (voir figure3) par le microcontr8leur 40 afin que le fonctionnement de la voie de communication continueà être assuré pendant la panne d'alimentation. Sur la figure9, une alimentation séparée de secours85 est représentée pour la mémoire75 et peut être réalisée séparément ou en combinai son avec l'alimentation de secours65 du microcontr8leur 40, comme décrit précédemment. L'alimentation de secours85 peut être un accumulateur, un condensateur ou une autre source d'énergie. Evidemment, l'alimentation de secours unique65 peut être utiliséeà la fois pour la mémoire75 et le microcontrôleur 40, commedéjà indiqué.

on se réfère maintenant aux figures11 à 13 qui représentent divers modes de réalisation d'un bouton ou élément combiné de poussée pour test et de commande de réarmement qui peut aussi être incorporéà l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc25. Ce bouton de poussée pour test et de réarmement est activé manuel lement par un utilisateur,à la place ou en plus des autres formes diverses de communication avec l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc comme décrit précédemment.

on se réfère maintenant aux figures11 et 12 qui représentent un bouton de réarmement et un interrupteur de test qui sont combinés. Le bouton et l'interrupteur combinés peuvent comprendre un seul élément rappelé par un ressort, qui dépasse légèrement et qui peut être enfoncé manuel lement, tel qu'un organe170 en forme de dôme ou bouton- poussoir.

La diode photoémissive ou un autre dispositif d'émis sion de lumière peut être incorporéà l'organe170 qui peut être translucide pour permettre l'observation d'une diode photoémissive ou d'un autre organe indicateur. Dans une variante, un tube de lumière allongé172 peut être utilisé comme indiqué sur laf igure 11, et la diode photoémissive ou un autre dispositif indicateur (par exemple d'une voie de communication35 comme décrit précédemment) peut être incorporéà un élément séparé180 formant interrupteur et bouton Doussoir qui peut aussi être utilisé comme interrupteur de réarmement. En conséquence, la lumière de la diode photoémissive incorporéeà l'interrupteur ou bouton de réarmement180 remonte le long du tube de lumière172 vers le dôme ou élément manuel170. Le tube de lumière172 a en outre une forme ou un profil,à son extrémité interne, tel qu'il active simultanément le bouton ou interrupteur de réarmement180 et un interrupteur 182 de poussée pour test. Pour que l'activation des deux éléments ou interrupteurs180 et182 puisse être distinguée, un circuità retard (non représenté) peut être incorporé au circuit de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc ou réalisé sous forme logicielle dans le microcontrâleur 40 afin qu'un enfoncement initial du bouton-poussoir 170 permette la transmission du seul signal provenant de l'interrupteur de réarmement180, alors que l'enfoncement prolongé pendant une période prédéterminée empêche le fonctionnement de l'inter rupteur de réarmement et permet le fonctionnement de l'interrupteur de poussée pour test182, ou inversement.

Lafigure 12 représente un mode de réalisation analogue dont les détails mécaniques sont un peu modifiés. Le bouton- poussoir 170 rappelé par un ressort peut porter la diode photoémissive indiquée ou recevoir la lumière de celle-ci par un tube de lumière172 qui est analogueà celui du mode de réalisation de la figure11.

Sur la figure13, le dôme ou autre élément manuel170 est rappelé par un ressort afin qu'il assure une opération de poussée pour réarmement par rapportà un interrupteur 180. L'élément ou dÔme 170 peut en outre tourner comme indiqué par les flèches afin qu'il fasse tourner un élément 174 d'activation qui peut venir au contact d'un interrupteur de poussée pour test182 et s'en séparer. Ainsi, différentes manipulations du même élément170 peuvent être utilisées en alternance pour l'activation de la fonction de réarmement ou de la fonction de poussée pour test. Le dÔme 170 peut porter une diode photoémissive, ou une telle diode peut faire partie de l'interrupteur180 et peut être vue par le tube 172, comme décrit précédemment. Il faut noter que, dans les modes de réalisation des figures11 à 13, les fonctions de l'interrupteur de réarme ment et de l'interrupteur de poussée pour test peuvent être inversées sans sortir du cadre de l'invention. En outre, d'autres schémas mécaniques de combinaisons des fonctions de poussée pour test et de réarmement par un seul bouton de commande manipulé par l'opérateur ou un autre élément de commande peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. De plus, l'activation simultanée des deux interrupteurs (par poussée et torsion de l'élément170 sur la figure13) peut être interprétée comme l'une seulement des fonctions de réarmement ou de poussée pour test, avec incorporation d'un retard comme décrit précédemment, ou exécution d'une autre opération. Dans une variante, l'élément d'activation170 de la figure13 peut avoir une configuration mécanique telle qu'il comporte un ressort de torsion ou analogue qui a tendanceà maintenir l'élément 174 rappelé vers une position distante de l'activation de l'interrupteur182. La disposition peut être telle que l'élément 174 ne peut pas être maintenue au contact de l'interrupteur182 lorsque le bouton170 est enfoncé et/ou se sépare avant l'enfoncement ou l'activation de l'inter rupteur180.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux systèmes et procédés qui viennent dêtre décrits uniquementà titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS 1. Systèmeà interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc destinéà être utilisé avec un circuit électrique, caractérisé en ce qu'il comprend: un détecteur (24,26) par formation d'arc qui contrôle le circuit électrique et un organe (40) de commande qui crée un signal de déclenchementà la suite de la détection de pannes par formation d'arc, l'organe (40) de commande créant aussi un ou plusieurs signaux de communication correspondant aux informations liées au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, et une voie(35) de communication qui communiqueà un utilisateur des informations relatives au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc en réponse aux signaux de communication. 2. Système selon la revendication1, caractérisé en ce que le détecteur (24,26) de circuit en cas de pannes par formation d'arc comprend un capteur(16) qui détecte un courant dans le circuit électrique et crée un signal corres pondant de capteur(16), et un circuit qui détermine la présence d'un bruità large bande dans le signal du capteur (16) et produit un signal correspondant de sortie, et l'organe (40) de commande traite le signal de capteur(16) et le signal de sortie d'une manière prédéterminée pour déterminer si une panne par formation d'arc est présente dans le circuit électrique. 3. Système selon la revendication1, caractérisé en ce que la voie(35) de communication est un dispositifà hautes fréquences. 4. Système selon la revendication1, caractérisé en ce que la voie(35) de communication est un dispositif d'émission infrarouge. 5. Système selon la revendication1, caractérisé en ce que la voie(35) de communication est une voie destinéeà communiquer des informations par un circuit électrique mettant en oeuvre un protocole prédéterminé de communi cation. 6. Système selon la revendication1, caractérisé en ce que la voie(35) de communication comporte un dispositif d'émission de lumière. 7. Système selon la revendication6, caractérisé en ce que l'organe (40) de commande est destinéà provoquer l'émission de lumière par un dispositif d'émission de lumière de manière que la lumière soit perçue visuellement par un observateur humain comme étant permanente ou cligno tante. 8. Système selon la revendication6, caractérisé en ce que le dispositif d'émission de lumière est une diode photoémissive bicolore. 9. Système selon la revendication8, caractérisé en ce que l'organe (40) de commande est destinéà provoquer l'émission de lumière par la diode photoémissive de manière que la lumière soit perçue visuellement par un observateur humain comme étant permanente ou clignotante. 10. Système selon la revendication6, dans lequel le signal de communication comporte des informations ayant un format choisi de données qui provoque le fonctionnement pulsé du dispositif d'émission de lumièreà une fréquence imperceptible par l'homme. 11. Système selon la revendication10, caractérisé en ce que les informations comprennent au moins des informa tions correspondantà un état de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc et des informations correspondant au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc. 12. Système selon la revendication11, caractérisé en ce que les informations correspondantà l'état comprennent des informations qui correspondentà une ou plusieurs conditions parmi une condition d'attente, une condition de déclenchement, une condition d'auto-test convenable et une condition d'auto-test non convenable. 13. Système selon la revendication11, caractérisé en ce que les informations correspondant au fonctionnement comprennent au moins une information choisie parmi le temps écoulé depuis le dernier déclenchement, l'intensité du courant actuel, le niveau actuel de tension, la consommation d'énergie, et la raison du déclenchement. 14. Système selon la revendication1, caractérisé en ce que les informations comprennent au moins des informa tions correspondantà un état de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc et des informations correspondant au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc. 15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que les informations correspondantà un état comprennent des informations qui correspondentà une ou plusieurs conditions choisies parmi une condition d'attente, une condition de déclenchement, une condition d'auto-test conve nable et une condition d'auto-test non convenable. 16. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que les informations correspondant au fonctionnement comprennent au moins une information choisie parmi le temps écoulé depuis le dernier déclenchement, l'intensité du courant actuel, le niveau actuel de tension, la consommation d'énergie, et la raison du déclenchement. 17. Système selon la revendication1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité de commande par l'opé rateur, et la voie(35) de communication est destinéeà échanger bidirectionnellement des informations avec l'unité de commande par l'opérateur. 18. Système selon la revendication1, caractérisé en ce qu'il comprend un interrupteur(180) de réarmement et un interrupteur (182) d'activation d'auto-test, et un élément unique(170) de commande accessible par l'utilisateur et destinéà activer sélectivement l'un au moins des inter rupteurs(180, 182) de réarmement et d'auto-test. 19. Système selon la revendication18, caractérisé en ce que la voie(35) de communication comprend un dispositif d'émission de lumière, et l'élément de commande accessible par l'utilisateur comprend une partie translucide(172) destinéeà permettre la transmission de lumière du dispo sitif d'émission de lumièreà travers cette partie. 20. Système selon la revendication1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une mémoire(75) destinéeà conserver des informations prédéterminées relativesà l'état et au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, la mémoire(75) étant couplée pendant le fonctionnementà l'organe (40) de commande. 21. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que la mémoire est une mémoire embarquée de l'organe (40) de commande. 22. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que la mémoire(75) est extérieure et est couplée pendant le fonctionnementà l'organe (40) de commande. 23. Système selon la revendication 22, caractérisé en ce que la mémoire(75) est une mémoire flash. 24. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'organe (40) de commande est destinéà mémoriser dans la mémoire(75) des informations prédéterminées rela tivesà des charges antérieures età des événements anté rieurs de déclenchement, età ajuster un algorithme de déclenchement qui commande le déclenchement en fonction du contenu de la mémoire(75) concernant les charges anté rieures et les événements antérieurs de déclenchement. 25. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'organe (40) de commande est destinéà commander un échange d'informations entre la mémoire(75) et la voie(35) de communication. 26. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une alimentation de secours pour la mémoire(75). 27. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une alimentation de secours pour l'organe (40) de commande. 28. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une alimentation de secours pour l'organe (40) de commande et la mémoire(75). 29. Systèmeà interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc destinéà être utilisé avec un circuit électrique, caractérisé en ce qu'il comprend: un détecteur (24,26) de pannes par formation d'arc qui contrôle le circuit électrique et un organe (40) de commande qui crée un signal de déclenchementà la suite de la détection de pannes parformation d'arc, et un interrupteur(180) de réarmement et un interrupteur (182) d'auto-test, ainsi qu'un seul élément de commande accessible par l'utilisateur et destinéà activer sélecti vement l'un au moins des interrupteurs(180, 182) parmi les interrupteurs de réarmement et d'auto-test. 30. Système selon la revendication29, caractérisé en ce que l'organe (40) de commande crée aussi un ou plusieurs signaux de communication correspondantà des informations relatives au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, et comprenant en outre une voie(35) de communication qui comporte un dispositif d'émission de lumière qui communiqueà un utilisateur des informations relatives au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc en fonction des signaux de communication, et dans lequel l'élément de commande accessible par lutilisateur possède une partie translucide destinéeà permettre la transmission de lumière du dispositif d'émission de lumière. 31. Système selon la revendication29, caractérisé en ce que le détecteur (24,26) de circuit en cas de pannes par formation d'arc comprend un capteur(16) qui détecte un courant dans le circuit électrique et crée un signal corres pondant de capteur(16), et un circuit qui détermine la présence d'un bruità large bande dans le signal du capteur (16) et produit un signal correspondant de sortie, et l'organe (40) de commande traite le signal du capteur(16) et le signal de sortie d'une manière prédéterminée pour déterminer la présence d'une panne par formation d'arc dans le circuit électrique. 32. Systèmeà interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc destinéà être utilisé avec un circuit électrique, caractérisé en ce qu'il comprend: un détecteur (24,26) de pannes par formation d'arc qui contrôle le circuit électrique et un organe (40) de commande qui crée un signal de déclenchement en réponseà la détec tion de pannes par formation d'arc, et une mémoire(75) destinéeà conserver des informations prédéterminées relativesà l'état et au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, la mémoire(75) étant coupléeà l'organe (40) de commande pendant le fonctionnement. 33. Système selon la revendication32, caractérisé en ce que l'organe (40) de commande crée aussi un ou plusieurs signaux de communication correspondantà des informations relatives au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc, et il comporte en outre une voie(35) de communication qui communiqueà un utili sateur des informations relatives au fonctionnement de l'interrupteur de circuit en cas de pannes par formation d'arc en réponse aux signaux de communication. 34. Système selon la revendication32, caractérisé en ce que la mémoire est une mémoire embarquée dans l'organe (40) de commande. 35. Système selon la revendication32, caractérisé en ce que la mémoire(75) est placéeà l'extérieur de l'organe (40) de commande et est coupléeà celui-ci pendant le fonc tionnement. 36. Système selon la revendication35, caractérisé en ce que la mémoire(75) est une mémoire flash. 37. Système selon la revendication32, caractérisé en ce que l'organe (40) de commande est destinéà mémoriser, dans ladite mémoire(75), des informations prédéterminées relativesà des charges antérieures et des événements anté rieurs de déclenchement, età ajuster un algorithme de déclenchement qui commande le déclenchement en fonction du contenu de la mémoire(75) concernant les charges anté rieures et les événements antérieurs de déclenchement. 38. Système selon la revendication33, caractérisé en ce que l'organe (40) de commande est destinéà commander l'échange d'informations entre la mémoire(75) et la voie (35) de communication. 39. Système selon la revendication32, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une alimentation de secours pour la mémoire(75). 40. Système selon la revendication32, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une alimentation de secours pour l'organe (40) de commande. 41. Système selon la revendication32, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une alimentation de secours pour l'organe (40) de commande et la mémoire(75). 42. Système selon la revendication32, caractérisé en ce que le détecteur (24,26) de pannes par formation d'arc comporte un capteur(16) qui détecte un courant dans le circuit électrique et crée un signal correspondant de capteur(16), et un circuit qui détermine la présence de bruità large bande dans le signal du capteur(16) et produit un signal correspondant de sortie, et l'organe (40) de commande traite le signal de capteur(16) et le signal de sortie de manière prédéterminée pour déterminer si une panne par formation d'arc est présente dans le circuit électrique. 43. Procédé d'interruption d'un circuit en cas de pannes par formation d'arc, destinéà être utilisé avec un circuit électrique et caractérisé en ce qu'il comprend: le contrôle du circuit électrique pour la détection de pannes par formation d'arc et la création d'un signal de déclenchement en réponseà la détection de pannes par formation d'arc, la création d'un ou plusieurs signaux de communication correspondantà des informations relatives au fonctionnement de l'appareil pour l'exécution d'une interruption du circuit en cas de pannes par formation d'arc, et la communicationà un utilisateur desdites informations relatives au fonctionnement de l'appareil en réponse aux signaux de communication. 44. Procédé selon la revendication 43, caractérisé en ce que les communications mettent en oeuvre des signauxà hautes fréquences. 45. Procédé selon la revendication 43, caractérisé en ce que les communications mettent en oeuvre des signaux infrarouges. 46. Procédé selon la revendication 43, caractérisé en ce que les communications mettent en oeuvre un protocole prédéterminé de communication. 47. Procédé selon la revendication 43, caractérisé en ce que les communications mettent en oeuvre des signaux lumineux. 48. Procédé selon la revendication 47, caractérisé en ce que les communications mettent en oeuvre des signaux de lumière émise présentant une pulsationà une fréquence imperceptible par l'homme. 49. Procédé selon la revendication 43, caractérisé en ce que les communications comprennent un échange bidirectionnel d'informations avec une unité de commande par un opérateur. 50. Procédé selon la revendication 43, caractérisé en ce qu'il comprend l'activation sélective, par un utilisa teur, d'un élément unique accessible par l'utilisateur et destinéà activer l'un au moins de commutateurs de réar mement et d'auto-test. 51. Procédé selon la revendication 43, caractérisé en ce qu'il comprend la conservation en mémoire(75) d'infor mations relativesà llitat et au fonctionnement d'un appareil destinéà exécuter une interruption du circuit en cas de panne par formation d'arc. 52. Procédé selon la revendication 43, caractérisé en ce qu'il comprend la conservation, dans une mémoire(75), d'informations prédéterminées relativesà des charges antérieures et des événements antérieurs de déclenchement, et l'ajustement d'un algorithme de déclenchement qui commande le déclenchement en fonction du contenu de la mémoire(75) concernant les charges antérieures et les événements antérieurs de déclenchement. 53. Procédé selon la revendication52, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'exécution d'une alimentation de secours pour la mémoire(75). 54. Procédé d'interruption d'un circuit en cas de pannes par formation d'arc, destinéà être utilisé avec un circuit électrique et caractérisé en ce qu'il comprend: le contrôle du circuit électrique pour la détection de pannes par formation d'arc et la création d'un signal de déclenchement en réponseà la détection de pannes par formation d'arc, et l'activation sélective, par un utilisateur, d'un élément unique accessible par l'utilisateur et destinéà activer l'un au moins de commutateurs de réarmement et d'auto-test. 55. Procédé d'interruption d'un circuit en cas de pannes par formation d'arc, destinéà être utilisé avec un circuit électrique et caractérisé en ce qu'il comprend: le contrôle du circuit électrique pour la détection de pannes par formation d'arc et la création d'un signal de déclenchement en réponseà la détection de pannes par formation d'arc, et la conservation en mémoire(75) d'informations rela tivesà l'état et au fonctionnement d'un appareil destinéà exécuter une interruption du circuit en cas de panns par formation d'arc. 56. Procédé selon la revendication55, caractérisé en ce que l'étape de conservation en mémoire(75) comprend la conservation, dans une mémoire(75), d'informations prédé terminées relativesà des charges antérieures et des événe ments antérieurs de déclenchement, et l'ajustement d'un algorithme de déclenchement qui commande le déclenchement en fonction du contenu de la mémoire(75) concernant les charges antérieures et les événements antérieurs de déclen chement. 57. Procédé selon la revendication55, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la détection d'un courant dans le circuit électrique et la création d'un signal correspondant de capteur(16), la détermination de la présence de bruità large bande dans le signal correspondant et la production d'un signal correspondant de bruità large bande, et le traitement du signal de courant et du signal de bruità large bande de manière prédéterminée pour déterminer si une panne par formation d'arc est présente dans le circuit électrique.