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 Principe
de la mise
en évidence d'un défaut
d'isolation électrique :
La détection du courant de défaut représentée par un courant de fuite créée lors d'un contact
de la phase vers la terre est mise en évidence par le déséquilibre magnétique
engendré dans le transformateur T1. Ce dernier produit une tension dans le secondaire du transformateur.
Mise
en oeuvre de la détection de
courant de fuite :
En nous référant
au schéma, nous constatons que
cette détection est confiée
au transformateur T1
à partir des deux enroulements
6V
traversés par le courant alimentant
le récepteur (courant maximum
absorbé par le récepteur
ne devant pas dépasser les 4A).
Tant
que ce courant
est identique
dans les deux
enroulements 6V,
la différence de potentiel à
la sortie du transformateur (secondaire
du transformateur) se caractérise
par une tension
insignifiante.
En
revanche, lorsqu'il se produit un courant
de défaut,
les
deux enroulements 6V
ne sont plus traversés par un
courant identique. Cela se traduit par
une
différence de potentiel en sortie
du transformateur
d'amplitude suffisante pour établir
d'une part, la
lecture de ce courant de défaut
et d'autre part, la coupure
du courant d'alimentation
(fonction disjoncteur) du récepteur
lorsque le courant de défaut
devient trop élevé.
Le bouton
"test
de terre"
permet de simuler
un défaut d'isolation.
La led
D1 confirme
ce défaut en s'allumant ce qui
permet également de vérifier
que le fil
de terre et bel et bien relié
à la terre.
Néanmoins, cela ne dispense pas l'utilisateur
de vérifier les continuités
électriques de raccordement à
la terre pour s'assurer qu'il n'y a
pas de résistance de contacts.
Défaut
important ou court-circuit entre
la phase et le neutre (disjonction)
:
En
cas de court-circuit ou de défaut
important d'isolation entre la phase
et la terre, une
tension alternative apparait au point
test P2
dont l'amplitude des alternances
négatives a
pour effet de créer des impulsions
positives
à la sortie de l'amplificateur
opérationnel
U4.
Cela entraine le changement
d'état logique de la bascule
RS formée
par U1A
et U1B
avec pour conséquence un état
logique bas sur la sortie
de la bascule. Le transistor
Q1
n'ayant plus de courant de base, il
ne peut plus alimenter la bobine du
relais K3
qui coupe l'alimentation du récepteur
connecté sur K2.
Lorsque le
défaut sur
le récepteur est supprimé,
il faut actionner
le bouton poussoir
de réarmement SW3.
Il permet ainsi de rebasculer les portes
logiques U1A
et U1B
afin d'exciter à nouveau le relais
K3
qui alimente le récepteur.
Défaut
mineur n'entrainant pas la coupure d'alimentation
du récepteur (pas de disjonction)
:
Le
courant peut être mesuré
dans la limite de 20mA.
Cela est rendu possible par une structure
électrique à base d'un
redresseur
sans seuil constitué
par l'amplificateur opérationnel
U2A
suivi de l'amplificateur de tension
U2B.
Une fraction
du potentiel
en sortie de U2B
est ensuite prélevée au moyen de
l'ajustable RV2
pour être acheminé à
un module
d'affichage LCD intégré pour une visualisation
chiffrée
du courant de défaut.
Les
alimentations :
Les
alimentations basses tensions sont issues
du secteur par intermédiaire
du transformateur T2.
Dans le cadre de ce projet, il est nécessaire
de délivrer une tension continue
de
12V
obtenue par le régulateur U3,
ainsi qu'une autre tension de 6V
prélevée aux bornes de
la diode zéner D10.
Le
module
voltmètre
à affichage LCD requiert impérativement une
alimentation totalement indépendante
des autres deux alimentations, c'est à
dire
n'ayant aucun commun avec les masses
des deux alimentations en
12V et 6V.
Plusieurs
solutions sont possibles dans pareil
cas et pour notre part nous avons opté
pour un oscillateur astable couplé
à un circuit à pompe de
charge à diodes. Pour ce faire,
un LM555
référencé U5
monté en oscillateur astable
délivre un signal
carré
sur sa sortie 3
qui est ensuite transmis à
la pompe de charge composée de
D11,
D12
et C13,
C14.
La tension qui en résulte est
ensuite filtrée par C15.
Au final on se retrouve avec une tension
d'environ 9V
permettant d'alimenter le module d'affichage
LCD.
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