FR2658010A1 - Systeme d'eclairage de secours pour installations alimentees par un reseau electrique. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne les systèmes d'éclairage de sécurité pour immeubles. Les systèmes d'éclairage de secours permettent d'allumer des lampes par des accumulateurs en cas de panne du réseau de distribution électrique qui alimente normalement l'éclairage de l'immeuble. Des blocs de secours (accumulateurs et lampe de secours) sont disposés un peu partout et doivent être testés régulièrement. Pour améliorer la fiabilité de ces systèmes, en permettant un test plus facile, on propose selon l'invention d'émettre sur le réseau électrique (10) lui-même, à partir d'un poste central (PC) et à destination des blocs de secours éloignés (Bij), des signaux de commande qui déclencheront le test des accumulateurs de ces blocs. Un signal d'identification d'un bloc ou groupe de blocs à tester est d'abord transmis et reconnu par le bloc ou le groupe concerné; puis un signal de déclenchement de test opère sur ce bloc, et enfin un signal de fin de test est émis; les résultats du test peuvent aussi être transmis par le réseau vers le poste central.
Description
SYSTEME D'ECLAIRAGE DE SECOURS POUR
INSTALLATIONS ALIMENTEES PAR UN RESEAU ELECTRIQUE
L'invention concerne les installations d'éclairage alimentées par un réseau de distribution électrique tel que par exemple le réseau basse tension à 220 volts en
France. Les installations concernées peuvent être par exemple les éclairages intérieurs ou extérieurs des parties communes d'immeubles (couloirs, escaliers, ascenseurs, etc.), ou encore les éclairages publics.
INSTALLATIONS ALIMENTEES PAR UN RESEAU ELECTRIQUE
L'invention concerne les installations d'éclairage alimentées par un réseau de distribution électrique tel que par exemple le réseau basse tension à 220 volts en
France. Les installations concernées peuvent être par exemple les éclairages intérieurs ou extérieurs des parties communes d'immeubles (couloirs, escaliers, ascenseurs, etc.), ou encore les éclairages publics.
Dans les installations de ce type, la sécurité exige qu'un éclairage subsiste même en cas de panne du réseau de distribution. En effet, si le réseau électrique est coupé, l'ensemble des locaux se trouve plongé dans l'obscurité, ce qui est inacceptable. En cas de début d'incendie par exemple il est recommandé de couper la distribution électrique et on voit les conséquences catastrophiques que cela peut avoir s'il ne subsiste pas d'éclairage. Pour cette raison, la législation prévoit souvent une obligation d'installations d'éclairages de secours autonomes, c'est-à-dire indépendantes du réseau.
L'éclairage de secours fonctionne donc avec des accumulateurs (batteries au plomb ou au cadmium-nickel par exemple). Les accumulateurs sont alimentés par des chargeurs connectés au réseau électrique pour maintenir en permanence une charge suffisante. Dans chaque endroit où un éclairage de secours doit être prévu, on dispose un bloc d'éclairage de secours qui comporte un tel accumulateur avec son chargeur et une lampe d'éclairage de secours. Le chargeur est connecté en permanence entre le réseau et l'accumulateur. En cas de panne du réseau, un détecteur présent dans le bloc commande la connexion de la lampe de secours à l'accumulateur.
Cependant, ces installations de secours n'ont de sens que si on peut être raisonnablement sûr de leur fonctionnement. En particulier il est nécessaire que les accumulateurs ne soient pas défectueux et qu'ils soient chargés en permanence.
I1 faut donc les tester régulièrement. Le test classique le plus important est un test d'autonomie des accumulateurs. I1 consiste à déconnecter le bloc du réseau (simulation d'une panne du réseau), à connecter la lampe de secours à l'accumulateur, et à laisser cette lampe pendant une demi-heure ou une heure. Si au bout de cette durée elle éclaire encore, on considère que les accumulateurs sont en bon état de fonctionnement et on remet le système en état de veille (charge des accumulateurs).
Ce type de test est relativement fastidieux puisqu'on doit se déplacer de local en local pour déclencher le test et repasser ensuite une demi-heure ou une heure après aux mêmes endroits pour repérer les blocs éventuellement défectueux et pour remettre les blocs en état de veille. Dans les immeubles à grand nombre de locaux le travail qui en résulte est considérable : par exemple la Grande Arche de la Défense à Paris comporte plusieurs milliers de blocs d'éclairages de secours distribués dans toute la construction.Même dans des locaux plus petits, par exemple des restaurants ou d'autres lieux où la législation oblige à prévoir des blocs de secours et à les tester régulièrement, le travail n'est peut être pas considérable, mais il est fastidieux et on s'aperçoit qu'à cause de cela les responsables ne respectent pas les normes de sécurité. I1 en résulte donc un défaut de fiabilité des systèmes d'éclairage de secours.
Un but de l'invention est donc de fournir un système d'éclairage de sécurité dont la fiabilité soit plus grande.
Pour cela, l'invention propose un système d'éclairage de secours pour installations alimentées par un réseau d'alimentation électrique, ce système comprenant des blocs d'éclairage de secours distribués dans des locaux à éclairer, chaque bloc comprenant un accumulateur d'énergie et une lampe de secours, un chargeur alimenté par le réseau pour maintenir en état de charge permanente l'accumulateur, un détecteur de panne du réseau d'alimentation, et un moyen pour alimenter la lampe de secours par l'accumulateur en cas de détection de panne du réseau, caractérisé en ce que, en vue de permettre une amélioration de la fiabilité du système, le système comprend un poste central connecté au réseau d'alimentation, et un moyen pour transmettre dans le réseau, à partir du poste central, des signaux de commande superposés aux courants d'alimentation électrique circulant normalement dans le réseau, et en ce que chaque bloc de secours comporte un moyen pour détecter les signaux de commande transmis par le réseau, et un moyen commandé par le moyen de détection pour déconnecter l'accumulateur du moyen de charge et pour connecter la lampe de secours à l'accumulateur pendant une durée de test déterminée.
Par conséquent, l'invention part de la remarque que le manque de fiabilité des systèmes de secours semble provenir plus des difficultés d'organisation du test que des défauts proprement dits de l'installation et propose un système qui facilite cette organisation en utilisant le réseau électrique câblé de l'installation.
A partir du poste central on enverra aux blocs de secours un signal commandant le déclenchement du test.
Il n'y a plus ensuite qu'à relever les résultats du test; plusieurs manières sont possibles pour relever ces résultats : on peut effectuer une inspection visuelle des lampes de secours au cours du test; on peut aussi mettre en mémoire dans le bloc de secours une information sur un défaut de l'alimentation de secours et inspecter après la fin du test les résultats mémorisés; on peut enfin prévoir aussi que le bloc de secours comporte des moyens pour transmettre par le réseau une information sur un défaut détecté.
Pour que l'exploitation du test soit rendue plus facile on prévoit de préférence que les signaux de commande de test envoyés sur le réseau par le poste central comportent un codage spécifique correspondant à un bloc de secours déterminé (ou un groupe de blocs déterminé) afin que seul le ou les blocs correspondant au code spécifique envoyé réagissent aux signaux de commande de test.
On prévoit également de préférence que le poste central émet un signal de déclenchement de test et un signal de. fin de test.
De préférence, compte tenu des distances importantes entre le poste central et les blocs de secours, on prévoit que les signaux de commande sont des signaux à basse fréquence. Ces signaux peuvent alors être transmis à travers des transformateurs qui sont de toutes façons présents pour alimenter les chargeurs des accumulateurs.
La solution préférée selon l'invention est une transmission de signaux numériques sous forme de trains d'impulsions représentant des bits zéro ou 1, chaque bit 1 correspondant à l'émission temporaire sur le réseau d'un signal à fréquence constante, l'absence de cette fréquence représentant un bit zéro. Mais d'autres systèmes de modulation des courants du réseau sont possibles pour transmettre des signaux de commandes du poste central jusqu'aux blocs de secours; par exemple, on peut imaginer que les bits 0 sont représentés par la présence dans le réseau d'une première fréquence F0 et les bits 1 par la présence d'une deuxième fréquence F1.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente un schéma général de l'installation selon l'invention;
- la figure 2 représente un schéma du poste central du système;
- la figure 3 représente un schéma d'un bloc de secours selon l'invention.
- la figure 1 représente un schéma général de l'installation selon l'invention;
- la figure 2 représente un schéma du poste central du système;
- la figure 3 représente un schéma d'un bloc de secours selon l'invention.
Le système d'éclairage de secours comprend un poste central PC à partir duquel peuvent être déclenchées les séquences de test. Ce poste est raccordé au réseau électrique de distribution d'énergie qui sert à alimenter l'éclairage normal des locaux. Il peut transmettre des signaux de commande de test sur les conducteurs du réseau. Les conducteurs du réseau sont désignés par 10 sur la figure 1. A titre d'exemple le réseau est un réseau alternatif 220 volts 50 Hertz.
Dans chaque local où un éclairage de secours doit être prévu, on dispose un bloc d'éclairage de secours, désigné par Bij, où i représente un indice de groupe de bloc parmi plusieurs groupes et j représente un indice de bloc parmi plusieurs blocs d'un groupe. Dans la pratique, on peut imaginer par exemple que chaque étage d'un immeuble correspond à un groupe de blocs si plusieurs blocs de secours sont prévus à chaque étage.
Les blocs sont représentés schématiquement sur la figure avec une répartition régulière, mais bien entendu la répartition géographique pratique dépend essentiellement de la configuration des locaux à éclairer.
Chaque bloc est relié au réseau pour recevoir d'une part de l'énergie et d'autre part des signaux de commande issus du poste central PC. L'énergie sert à charger ou maintenir chargés les accumulateurs contenus dans les blocs. Les signaux de commande servent à déclencher et contrôler des opérations de test. Dans un mode de réalisation préféré, les blocs de secours peuvent également transmettre sur le réseau, à destination du poste central, des résultats de tests.
La constitution générale du poste central est représentée à la figure 2. Il comprend de préférence un circuit à microprocesseur pour établir les signaux de commande et pour recevoir des résultats de test dans les cas où on souhaite les recevoir par le réseau.
Le microprocesseur MP est de préférence commandé à partir d'un microordinateur personnel MC, de manière qu'un utilisateur puisse programmer à volonté le fonctionnement du microprocesseur pour établir des séquences de test désirées.
Le poste central comprend un oscillateur OSC pour établir une fréquence F0 qui servira à moduler les courants du réseau pour pouvoir transmettre une information aux blocs de secours éloignés du poste central. La fréquence de modulation est de préférence de quelques centaines de hertz, par exemple environ 200 hertz, suffisamment éloignée de la fréquence servant au transport d'énergie sur le réseau (50 hertz) et suffisamment basse pour pouvoir être transmise sur des distances importantes sans trop de pertes. La sortie de l'oscillateur est appliquée, à travers un modulateur
MOD, à un amplificateur AMP, et la sortie de l'amplificateur AMP est appliquée au primaire d'un transformateur TR1 dont le secondaire est connecté en série dans le réseau de distribution électrique.
MOD, à un amplificateur AMP, et la sortie de l'amplificateur AMP est appliquée au primaire d'un transformateur TR1 dont le secondaire est connecté en série dans le réseau de distribution électrique.
Le modulateur est simplement un interrupteur commandé par le microprocesseur pour permettre soit l'absence de modulation (pas de fréquence F0 transmise sur le réseau) soit la modulation (fréquence F0 transmise par le transformateur sur le réseau). Par conséquent, en fonction de données binaires fournies par le microprocesseur, on transmettra sur le réseau des trains d'impulsions, chaque impulsion étant constituée par le passage d'une fréquence F0 pendant la durée de cette impulsion. Chaque impulsion correspond à un bit 1 fourni par le microprocesseur et est interprétée à l'arrivée sur un bloc d'éclairage de secours comme un bit 1 envoyé par le poste central.
D'autres systèmes de modulation peuvent bien entendu être utilisé. Celui qui a été indiqué ci-dessus a l'avantage de la simplicité et de la fiabilité.
Dans les réalisations où les résultats des tests arrivent par le secteur (de préférence sous forme d'une modulation similaire à celle qui est émise par le poste central), on prévoit qu'une cellule de filtrage FLT est raccordée au primaire du transformateur; cette cellule permet de détecter la présence d'une modulation superposée à la fréquence du réseau. La sortie de cette cellule est raccordée au microprocesseur par l'intermédiaire d'un circuit de démodulation et mise en forme 12. Ce circuit 12 transforme en succession de bits 1 et O les trains d'impulsions reçus par le filtre FLT, pour les rendre utilisables par le microprocesseur. Le microprocesseur reçoit les bits et produit une information directement utilisable par le microordinateur MC, cette information représentant notamment les défauts détectés dans les blocs d'éclairage de secours.
La figure 3 représente un schéma bloc de constitution générale d'un bloc d'éclairage de secours dans le système selon l'invention.
Chaque bloc d'éclairage de secours comprend un accumulateur ACC, une lampe de secours LS, un circuit pour connecter la lampe de secours à l'accumulateur en cas de défaut d'alimentation du réseau, et un circuit pour charger en permanence l'accumulateur par le réseau.
A cet effet, il est prévu un transformateur TR dont le primaire est relié au réseau de distribution d'énergie 10 et dont un enroulement secondaire TRS1 alimente un circuit CH de charge de l'accumulateur ACC.
En temps normal, le circuit de charge est relié à l'accumulateur pour maintenir ce dernier chargé en permanence. Mais en cas de panne de secteur, l'accumulateur est déconnecté du circuit de charge et connecté à la lampe de secours LS. C'est pourquoi un commutateur K est interposé entre le circuit de charge ou la lampe d'une part et l'accumulateur d'autre part.
Par ailleurs on notera qu'un détecteur de courant de charge d'accumulateur (référence 30) peut être interposé entre le circuit de charge et l'accumulateur pour fournir un signal de défaut lorsque le courant de charge de l'accumulateur n'est pas dans des limites acceptables.
Un détecteur d'absence de tension de réseau 32 permet de commander la commutation du commutateur K vers la lampe LS lorsqu'une absence de tension est détectée sur le réseau. Ce détecteur 32 est connecté au secondaire du transformateur TR en amont du circuit de charge CH. Il pourrait cependant être connecté sur un autre enroulement du transformateur.
Le commutateur K peut cependant être commandé non seulement en cas de panne du réseau, grâce à ce détecteur 32 qui détecte les pannes, mais aussi en période de test volontaire, et notamment de test d'autonomie.
Le test d'autonomie consiste principalement à connecter l'accumulateur à la lampe LS pendant une durée déterminée et à examiner si l'accumulateur fournit toujours du courant à la lampe au bout de cette durée.
Le test est déclenché à distance par le poste central. Les signaux de commande de test, transmis en modulation par impulsions sous forme de présence ou absence d'une fréquence porteuse F0 (par exemple à 200 hertz), arrivent sur le réseau et donc sur le primaire du transformateur TR d'un bloc de secours. Ils passent alors sur un enroulement secondaire TRS2 spécialement dédié à la réception de signaux de commande de test; on pourrait cependant aussi prévoir que les signaux de commande de test sont détectés sur le premier enroulement secondaire TRS1.
Un filtre passe-bande 34 accordé sur une bande étroite autour de la fréquence F0, est connecté en sortie de l'enroulement secondaire TRS2. Ce filtre permet de séparer les signaux à fréquence F0 des autres et notamment de l'énergie à la fréquence du réseau de distribution.
Le filtre 34 est suivi d'un démodulateur 36 permettant de transformer le signal à fréquence F0 en une impulsion dont la durée est égale à la durée de présence de la fréquence F0.
Dans une réalisation préférentielle de l'invention, le signal envoyé par le poste central à destination d'un bloc d'éclairage de secours déterminé, en vue du test de ce bloc, comporte une première partie destinée à l'identification du bloc de secours qui doit être testé et une deuxième partie pour déclencher le test du bloc.
Eventuellement, il comporte aussi une troisième partie, plus tard, pour arrêter le test.
Ainsi, seul le bloc de secours ayant reçu un signal correspondant à son identification propre réagira au signal de déclenchement de test qui suivra l'envoi du signal d'identification, ainsi d'ailleurs qu'à un signal de fin de test.
Un circuit 38 de détection des signaux de test est donc prévu en sortie du circuit de démodulation 36. Ce circuit agit pour
1./ recevoir le signal d'identification issu du poste central; le comparer à un signal d'identification préenregistré dans le bloc; autoriser la réception d'un signal de déclenchement du test si la comparaison est positive, l'interdire dans le cas contraire;
2./ recevoir un signal de déclenchement de test et le transmettre à un séquenceur 40 qui contrôle l'exécution du test;
3./ de préférence recevoir un signal de fin de test à la fin d'un test pour réinitialiser l'ensemble du circuit en attente d'un futur test.
1./ recevoir le signal d'identification issu du poste central; le comparer à un signal d'identification préenregistré dans le bloc; autoriser la réception d'un signal de déclenchement du test si la comparaison est positive, l'interdire dans le cas contraire;
2./ recevoir un signal de déclenchement de test et le transmettre à un séquenceur 40 qui contrôle l'exécution du test;
3./ de préférence recevoir un signal de fin de test à la fin d'un test pour réinitialiser l'ensemble du circuit en attente d'un futur test.
Le séquenceur 40 contrôle la commutation de l'interrupteur K pour connecter l'accumulateur ACC à la lampe de secours LS pendant le test.
Il contrôle aussi un bloc 42 de mémorisation de défauts, dans lequel sont mis en mémoire au cours du test les défauts constatés.
Le défaut principal qu'on cherche à mémoriser dans le bloc 42 est l'absence de tension suffisante aux bornes de la lampe de secours après une durée de connexion d'une demi-heure ou d'une heure par exemple.
Un détecteur correspondant 43, connecté à la lampe pendant que celle-ci est alimentée par l'accumulateur, permet de détecter un défaut et de le mémoriser dans le bloc 42.
Mais le bloc de mémorisation peut être utilisé pour mémoriser d'autres défauts tels que l'insuffisance du courant de charge de l'accumulateur (en dehors des périodes de test), grâce au signal fourni par le détecteur de courant de charge 30; ou encore un défaut dans des lampes de rechange LR, LR' qui sont prévus pour remplacer en cas de besoin la lampe LS. Par exemple, les lampes LR, LR' sont connectées à un détecteur de défaut 44 qui détecte si le filament est en circuit ouvert ou en court circuit et qui fournit une indication correspondante au bloc de mémorisation 42.
Après l'exécution du test par le séquenceur, un signal de fin de test peut être envoyé par le poste central. Reçu par le circuit de détection 38, il replace le commutateur K en position de charge de l'accumulateur. Mais on peut aussi prévoir que le test se termine automatiquement, le séquenceur 40 comportant alors des moyens pour basculer le commutateur K au bout d'une durée prédéterminée. La transmission d'un signal de fin de test par le poste central est cependant préférable car elle évite de prévoir des moyens de temporisation dans chaque bloc.
Pour l'évaluation des résultats du test, la solution la plus simple sera une inspection visuelle des défauts d'un bloc. Dans ce cas, on prévoit que le bloc de mémorisation 42 est relié à un bloc de visualisation de défauts 46. Ce bloc de visualisation comprend par exemple une batterie d'ampoules lumineuses : chaque lampe correspond à un défaut possible et l'allumage de la lampe correspond à la présence d'un défaut détecté et mémorisé dans le bloc 42. On prévoit alors qu'après le test une personne passe dans les locaux et inspecte visuellement les blocs de visualisation pour repérer les défauts enregistrés au cours du test.
Une autre solution est la transmission à distance vers le poste central des résultats du test. Cette solution est évidemment plus complexe mais elle peut se faire de la même manière qu'on transmet des signaux de commande du poste vers les blocs de secours : les informations sont transmises sous forme d'impulsions à fréquence F0 ou de préférence à une fréquence F'0 différente de F0 pour éviter les interférences avec les signaux émis par le poste central. Le bloc d'éclairage de secours comporte alors un circuit d'émission 48 recevant des informations issues du bloc de mémorisation de défauts et transmettant des informations correspondantes sur un enroulement TRS3 du transformateur TR, à destination du poste central. Cette transmission est déclenchée à la fin du test, par le séquenceur 40 (lorsqu'il reçoit du poste central un signal de fin de test).Le circuit d'émission 48 est constitué d'une manière analogue à celui qui est présent dans le poste central, avec un oscillateur un modulateur et un amplificateur. Les signaux transmis représentent sous forme binaire des informations mémorisées dans le bloc 42.
Dans certains cas, les blocs d'éclairage de secours seront associés par groupes, par exemple un groupe correspondant à un étage donné d'un immeuble, cet étage comportant plusieurs blocs d'éclairage de secours. Dans ce cas, on peut prévoir que le poste central émet un code désignant un groupe déterminé à tester. Le code est reconnu par tous les blocs du groupe et les tests sont déclenchés pour tous ces blocs. Si les résultats du test sont transmis par le réseau vers le poste central, on prévoit un moyen pour que les résultats du test ne soient pas transmis simultanément pour tous les blocs du groupe. Par exemple on prévoit que les blocs sont numérotés de 1 à N dans un groupe et que les différents résultats sont transmis avec un décalage temporel différent (par rapport au signal de fin de test provenant du poste central) d'un bloc au suivant. Le décalage est produit à 11 intérieur de chaque bloc par une temporisation variable d'un bloc à l'autre. Ainsi, les résultats de test peuvent arriver séquentiellement et être différentiés les uns des autres bien que l'ordre de transmission soit donné simultanément pour tous les blocs d'un groupe.
Claims (5)
1. Système d'éclairage de secours pour installations alimentées par un réseau d'alimentation électrique (10), ce système comprenant des blocs d'éclairage de secours (Bij) distribués dans des locaux à éclairer, chaque bloc comprenant un accumulateur d'énergie (ACC) et une lampe de secours (LS), un circuit de charge (CH) alimenté par le réseau pour maintenir en état de charge permanente l'accumulateur, un détecteur (32) de panne du réseau d'alimentation, un moyen (K) pour alimenter la lampe de secours avec l'accumulateur en cas de détection de panne du réseau, caractérisé en ce que, en vue de permettre une fiabilité améliorée de l'éclairage de secours, le système comprend un poste central (PC) connecté au réseau d'alimentation (10), un moyen pour transmettre dans le réseau, à partir du poste central, des signaux de commande superposés aux courants d'alimentation électrique circulant normalement dans le réseau, et en ce que chaque bloc de secours comporte un moyen (TRS1, 34, 36, 38) de détection des signaux de commande transmis par le réseau, et un moyen (K) commandé par ce moyen de détection pour déconnecter l'accumulateur du circuit de charge et pour connecter la lampe de secours à l'accumulateur pendant une durée de test prédéterminée.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (43) pour détecter un défaut de la batterie et pour mémoriser dans le bloc de secours une information relative à ce défaut,
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen (48) pour transmettre du bloc de secours vers le poste central, à travers le réseau d'alimentation électrique, l'information de défaut mémorisée.
4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour transmettre du poste central vers un bloc de secours, à travers le réseau d'alimentation, un signal de fin de test.
5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poste central comprend des moyens pour émettre des signaux de commande spécifiques pour chaque bloc de secours ou bloc de groupes de secours à tester, et en ce que les blocs de secours comportent des moyens pour détecter ces signaux spécifiques et pour réagir uniquement aux signaux de commande qui les concernent.
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