Brevet FR2086116A1 — publié le 19711231

-i- 2086116 L'invention se rapporte en général aux dispositifs de commutation de prises en charge, et concerne plus particulièrement un appareil de protection des dispositifs de commutation de prises du type qui interrompt le courant de charge, durant son cycle de 5 commutation, dans un interrupteur dans le vide. L'appareil de commutation destiné à changer de prises sur un enroulement de transformateur sans déconnecter la charge, utilise couramment un sélecteur de prises du type sans charge pourvu d'un premier et d'un second bras de contact mobiles, une 10 réactance fractionnée pourvue d'une première et d'une seconde parties d'enroulement pour réduire la valeur du courant de circulation quand l'appareil de commutation chevauche deux prises, un interrupteur dans le vide, et un commutateur de dérivation qui court-circuite l'interrupteur dans le vide quand le commutateur 15 de prises ne se trouve pas dans un cycle de changement de prises, afin de réduire le chauffage des contacts de l'interrupteur dan* le vide. Le commutateur de dérivation comporte un premier et un second contacts connectés dans un premier et un second circuits de dérivation, ainsi qu'un troisième contact connecté au circuit 20 de puissance principal, le commutateur de dérivation ayant pour fonction de connecter le circuit principal de puissance à l'un ou l'autre, ou aux deux circuits de dérivation. Le premier circuit de dérivation comprend le premier bras de contact du sélecteur de prise, la première partie d'enroulement de la réactance 25 fractionnée, et le premier contact du commutateur de dérivation* Le second circuit de dérivation comprend le second bras de contact du sélecteur de prises, la seconde partie d'enroulement de la réactance fractionnée, et la seconde borne du commutateur de dérivation. L'interrupteur dans le vide est connecté entre les premiè-30 re et seconde bornes du commutateur de dérivation. Au cours d'un cycle de changement de prises, le commutateur de dérivation ouvre un circuit de dérivation pré-sélectionné, sans amorçage appréciable d'arc, lorsqué l'interrupteur dans le vide se ferme à ce point, le courant se trouvant transféré du côté ouverture du commutateur 35 de dérivation k l'interrupteur dans le vide. Ce dernier ouvre alors ses contacts pour isoler le circuit de dérivation sélectionné, permettant ainsi au bras de contact du sélecteur de prises 71 13264 -2- 20861 16 connecté dans ce circuit de dérivation de se mouvoir à une nouvelle position de prise sans amorçage d'arc. L'interrupteur dans le vide et le commutateur de dérivation se referment alors en ordre de succession pour compléter le fonctionnement du commutatêua: de 5 prises. Un dispositif de commutation de prises de ce type et un mécanisme de commande du fonctionnement de l'interrupteur dans le vide sont décrits dans une demande en cours N° de Série 792 349, déposée le 21 Janvier 1969. Il importe de ne pas faire mouvoir un bras de contact 10 du sélecteur de prises au moment du passage du courant de charge dans celui-ci. Par exemple, le bras de contact pourrait être appelé à interrompre le courant de charge en raison de la défaillance du commutateur de dérivation à ouvrir le circuit de dérivation du bras de contact qui doit se déplacer à une nouvelle posi-15 tion durant le cycle prescrit de commutation de prises, ou de la défaillance de l'interrupteur dans le vide à interrompre le courant de charge, par exemple par suite de sa perte de vide, ou de la défaillance du mécanisme de commande de l'interrupteur dans le vide à ouvrir les contacts de ce dernier. De nombreux agence-20 ments de protection selon la technique antérieure étaient utilisés pour contrôler les dispositifs de commutation de prises, mais tous présentaient des inconvénients, tels qu'une protection incomplète, ou un prix relativement élevé, ou les deux. Par exemple, les circuits de protection contrôlant le vide de l'interrupteur 25 dans le vide n'indiquent pas si le commutateur de dérivation a fonctionné correctement, ou si le mécanisme de commande de l'interrupteur dans le vide a ouvert les contacts de ce dernier. Les circuits qui contrôlent le passage du courant dans l'interrupteur dans le vide n'indiquent pas si le commutateur de dérivation a 30 fonctionné correctement. En outre, les dispositifs de commutation de prises de la technique antérieure deviennent extrêmement coûteux lorsqu'ils sont utilisés dans les appareils à haute tension, en raison de la nécessité d'isoler le montage de protection, tel que les transformateurs d'intensité, etc, par rapport à la 35 terre. Il serait donc désirable de réaliser un nouvel appareil de protection perfectionné pour dispositifs de commutation de 71 13264 -3- 2086116 prises du type utilisant un unique interrupteur dans le vide, lequel appareil assure la protection complète du sélecteur de prises et dont le prix de fabrication est relativement bas quel que soit le niveau de tension de l'enroulement de transformateur 5 auquel le dispositif de commutation de prises est associé. Brièvement, la présente invention consiste en un dispositif de commutation de prises en charge du type utilisant un unique interrupteur dans le vide, pourvu d'un nouveau montage perfectionné pour la protection du sélecteur de prises de toute détériora-10 tion due à la nécessité de couper le courant de charge. Dans une première forme de réalisation de l'invention, un transformateur d'intensité est disposé de manière à fournir un signal répondant au passage du courant dans l'interrupteur dans le vide, avec des dispositifs de court-circuit ou d'interruption connectés aux bor-15 nés de sortie du transformateur d'intensité. Ces bornes de sorties sont court-circuitées par ce dispositif interrupteur, sauf immédiatement avant le fonctionnement du sélecteur de prises. Si le transformateur d'intensité produit un signal de sortie quand l'interrupteur de court-circuit monté à ses bornes de sortie est 20 ouvert, ce signal est utilisé soit pour couper l'excitation du transformateur, soit pour empêcher tout autre fonctionnement du commutateur de prises. Le transformateur d'intensité est connecté à la bobine électromagnétique d'un solénoïde. Le noyau mobile du solénoïde, quand celui-ci est excité par le transformateur 25 d'intensité, actionne des contacts intercalés dans le montage électrique pour rendre le commutateur de prise inopérant, ou pour couper l'excitation du transformateur. Le noyau mobile du solénoïde actionne les contacts électriques du montage de protection par l'intermédiaire d'une tige isolante, ce qui rend inutile l'i-30 solement du transformateur d'intensité et de la bobine du solénoïde de la tension existant entre l'enroulement de transformateur et la terre. La longueur de la tige isolante constitue la seule variable en ce qui concerne l'application de l'appareil de protection à des transformateurs de caractéristiques différentes 35 de tension. La première forme de réalisation assure une plus grande protection que les dispositifs qui contrôlent simplement le vide 71 13264 2086116 de 1*interrupteur dans le vide, car elle indique également si le mécanisme de commande de l'interrupteur dans le vide a fonctionné correctement ou non» Une seconde forme de réalisation de l'invention assure 5 la protection que permet d'obtenir la première forme de construction, mais en plus elle assure du fonctionnement correct du commutateur de dérivation au moyen d'un transformateur d'intensité aux bornes de sortie duquel est connecté un dispositif de court-cir-cuit, dans les deux circuits de dérivation du commutateur de pri-10 ses. On décrit également un montage électrique qui permet l'utilisation d'une unique bobine solénoïde dans cette forme de réalisation, malgré l'utilisation de deux transformateurs d'intensité» et l'agencement d'isolement de la première forme de construction peut également être utilisé dans la seconde, afin de constituer 15 un dispositif de protection d'un prix relativement faible quelle que soit la tension de fonctionnement de l'enroulement de transformateur. L'invention ressortira mieux de la description détaillée qui va suivre de forme de réalisation citées à titre d'exem-20 pies en référence aux dessins annexés, sur lesquels t Les Figures 1A à 1G sont des schémas qui illustrent en ordre de succession le fonctionnement d'un dispositif de commutation de prises protégé selon une forme de réalisation de l'invention? 25 La Figure 2 est une vue sous forme en partie de schéma et de diagramme de l'appareil d'isolement convenant à l'usage avec le dispositif protégé de commutation de prises représenté aux schémas des Figures 1A à 1G; et Les Figures 3A à 3G sont des schémas qui illustrent en 30 ordre de succession le fonctionnement du dispositif protégé de commutation de prises construit selon une autre forme de réalisation de l'invention. En référence aux dessins, et en particulier à la Figure 1A, le dispositif 10 de commutation de prises représenté peut 35 utiliser les principes de l'invention. Ainsi qu'illustré à la Figure 1A, le commutateur de prises 10 peut être connecté aux: enroulements 12, 14 et 16 d'un transformateur électrique. Ce 71 13264 -5- 2086116 transformateur peut être mono- ou polyphasé, et du type soit autotransformateur, soit à enroulements isolés, une partie seulement d'une phase unique étant représentée a la Figure 1A, les autres phases étant agencées de manière similaire. 5 Le commutateur de prises 10 est du type qui comprend un sélecteur de prises du type à vide 20, pourvu d'un certain nombre de contacts fixes Cl à C8, connectés aux prises T1 à T8P respectivement, de l'enroulement 14, ainsi qu'un contact fixe C9 connecté à l'enroulement 16. Le sélecteur 20 comporte une paire 10 de bras de contact mobiles 22 et 24 destiné à se déplacer sélectivement et en ordre de succession entre les contacts fixes espacés Cl à C9o Les extrémités de l'enroulement 14 à prises sont connectées aux contacts fixes 26 et 28 d'un inverseur 30 qui est pourvu d'un bras de contact mobile 32 connecté à l'enroulement 16, et 15 par suite au contact fixe C9 du sélecteur 20. L'inverseur 30 peut être actionné pour déplacer son contact mobile 32 d'un contact fixe à l'autre, lorsque l'un des bras de contact mobiles 22 ou 24 du sélecteur 20 est engagé sur le contact fixe C9, et que l'autre bras de contact se trouve en transition vers le contact 20 C9 ou à partir de celui-ci, la tension des enroulements 12 et 14 dépendant de la position de l'inverseur 30. Pour permettre aux bras de contact mobiles 22 et 24 d'être connectés à des prises adjacentes et par suite de chevaucher une partie de l'enroulement 14, ainsi que pour permettre au 25 commutateur de prise de fonctionner de manière continue dans une position de shuntage et d'obtenir une tension se situant à mi-distance entre les tensions de deux prises adjacentes, les bras de contact sont connectés à l'enroulement 12 au moyen d'une réactance fractionné ou divisée 40 pourvue de deux parties d'enroulement 42 30 et 44 disposées sur un noyau magnétique commun 46. Ces parties d'enroulement sont bobinées de manière à offrir une forte impédance aux courants de circulation tout en offrant une très faible impédance au passage du courant de puissance. Un unique interrupteur dans le vide, 50, normalement 35 fermé, de garde d'arc, et un commutateur de dérivation 52 complètent le commutateur de prises 10, le commutateur 52 de dérivation étant pourvu d'un premier et d'un second contacts fixes 54, 56, 71 13264 -6- 2086116 ainsi que d'un contact mobile 58. Le contact mobile 58 est connecté à l'enroulement 12, et les contacts fixes 54 et 56 sont connectés aux sections d'enroulement 42 et 44 de la réactance 40. Le contact mobile 58 est agencé de manière h s'engager sur les 5 deux contacts fixes 54 et 56, ou sélectivement sur l'un ou l'autre des contacts fixes individuelement. L'interrupteur dans le vide 50 est pourvu de contacts 62 et 64 disposés à l'intérieur d'une enveloppe sous vide, l'un des contacts étant mobile par rapport à l'autre, au moyen d'un soufflet qui maintient l'étanchéi-10 té au vide. L'interrupteur dans le vide 50 est connecté entre les contacts 54 et 56 du commutateur de dérivation 52, au moyen des conducteurs 55 et 57. Quand le commutateur de prises 10 occupe une position d'état stable, le circuit de puissance du transformateur comprend 15 l'enroulement 16, la partie de l'enroulement 14 comprise entre la position sélectionnée , de 1 'invearèeur 30 et la ou les prises sélectionnées par les bras de contact 22 et 24, par les deux circuits de dérivation des bras de contact. L*un des circuits de dérivation comprend le bras de contact 24, la section 42 d'enrou-20 lement de réactance et la position du commutateur de dérivation 52 qui comprend le contact fixe 54 ; l'autre circuit de dérivation comprenant le bras de contact 22, la section 44 d'enroulement, et la position du commutateur de dérivation 52 qui comprend le contact fixe 56. Les circuits de dérivation se combinent au con-mobile 25 tact/58 du commutateur de dérivation 52, et le circuit de puissance continue jusqu'à l'enroulement 12. Au lieu d'être connecté entre deux enroulements du transformateur, l'enroulement 14 à prises pourrait être également disposé à l'une ou l'autre extrémité de l'enroulement principal du transformateur. 30 Les contacts de l'interrupteur dans le vide 50 sont fermés durant le fonctionnement d'état stable du commutateur de prises, mais puisque celui-ci est normalement court-circuité par le commutateur de dérivation 52, il y passe un courant négligeable de sorte que ses contacts sont soumis à un très faible chauf-35 fage seulement. L'appareil commutateur de prises 10 comprend un appareil de protection 70 destiné à protéger le sélecteur 20 à 1'encontre 71 13264 -7- 2086116 du fonctionnement pendant le passage du courant de charge par le bras de contact sélectionné pour se déplacer au cours d'un cycle de changement de prises. L'appareil de protection 70 comprend un transformateur d'intensité 72 disposé de manière à produire un 5 signal à ses bornes de sortie 74 et 76, en réponse au passage du courant dans l'interrupteur dans le vide 50, par exemple en étant monté sur le conducteur 57 ainsi que représenté. Un dispositif de court-circuit, tel qu'un interrupteur 78, est connecté aux bornes de sortie 74 et 76 du transformateur d'intensité 72. Un 10 solénoïde 80 pourvu d'une bobine électromagnétique 82 et d'un noyau mobile, ainsi qu'un mécanisme de commande représenté d'une façon générale en 84, et un jeu de contacts électriques actionnés entre les positions d'ouverture et de fermeture par ce mécanisme 84, complète l'appareil 70 de protection. La bobine électroma-15 gnétique 82 du solénoïde 80 est connectée aux bornes de sortie 74, 76, du transformateur d'intensité 72, et dans cette forme de réalisation, les contacts 86 répondant au solénoïde 80 sont connectés à un circuit électrique associé au dispositif 90 d'entraînement du commutateur de prises. Ce dispositif d'entraînement 90 peut 20 comprendre tin moteur électrique à inversion de marche et un arbre de commande avec les transmissions mécaniques convenables, cames, etc., associées à l'arbre de commande pour faire fonctionner le commutateur de dérivation 52, l'interrupteur dans le vide 50, les bras de contact du sélecteur 20 et les contacts électriques 78, 25 selon une séquence prédéterminée, la transmission mécanique reliant le dispositif 90 d'entraînement et ces dispositifs étant représenté d'une façon générale par les traits interrompus 92o Les contacts 86 de l'appareil 70 de protection sont représentés connectés au dispositif 90 d'entraînement, et peuvent 30 être utilisés pour rendre inopérant ou arrêter ce dernier. Toutefois, il pourrait convenir également de connecter les contacts 86 à l'appareil pour couper l'excitation du transformateur, si l'application envisagée permet la coupure d'excitation du transformateur sans effet préjudiciable sur la charge. Ainsi que représenté, 35 les contacts 86 sont normalement ouverts., c'est-à-dire ouverts quand le solénoïde 80 n'est pas excité, mais ils peuvent être normalement ouverts ou normalement fermés selon les conditions 71 13264 -8- 2086116 requises du montage auquel ils sont associés# En cours de fonctionnement de l'appareil^ 70 de protection, 1*interrupteur ou dispositif de court-circuit/est normalement fermé, empêchant l'application au solénoïde 80 de tout signal 5 de sortie produit par le transformateur d'intensité 72» jusqu'à juste avant le déplacement d'un bras de cohtact du sélecteur 20 de prises au cours d'un cycle de commutation« Après ouverture d'un circuit de dérivation prédéterminé par le commutateur de dérivation afin de transférer le courant à l'interrupteur dans le 10 vide, et après ouverture de ce dernier pour couper le passage du courant de charge dans la dérivation sélectionnée, les contacts de l'interrupteur 78 sont ouvert» par le dispositif 90 d'entraînement, S'il ne passe pas de courant dans l'interrupteur dans le vide 50, le transformateur d'intensité 72 ne produit pas de signal 15 et le solénoïde 80 n'est pas excité. Dans ce cas, le cycle de commutation de prises peut continuer. Si le courant passe dans l'interrupteur dans le vide 50, le sélecteur 20 de prises à vide ne doit pas déplacer ses bras de contact, et 1« transformateur d'intensité 72 produit un signal de sortie actionnant le solénoïde 20 80. Le solénoïde 80 actionne donc les contacts 86 qui dans le présent exemple se ferment alors, lesquels contacts sont connectés de manière à arrêter l'entraînement du commutateur de prise, couper l'excitation du transformateur, faire fonctionner un avertisseur, ou déclencher quelle qu'autre fonction de protection dési-25 rée« Pour rendre sensible le solénoïde 80 à un faible passage de courant sans le soumettre aux tensions excessives d'un passage de forte intensité dans l'interrupteur dans le vide 50, un dispositif limiteur de tension (non représenté) peut être connecté aux bornes de la bobine 82 du solénoïde, par exemple constitué par 30 des diodes Zener montées dos-à-dos. On expliquera mieux le fonctionnement de l'appareil 70 de protection par la description d'un cycle de commutation illustré aux Figures 1A à 1G# On supposera que les deux bras de contact du sélecteur de prises 20 sont engagés sur le contact C5, et que l'on désire 35 faire fonctionner l'appareil sur les deux contacts C4 et C5, d'après le signalement d'un circuit détecteur de tension (non représenté), le dispositif 90 d'entraînement du commutateur de 71 13264 -9- 2086116 prises fera fonctionner en ordre de succession le commutateur de dérivation 52, l'interrupteur dans le vide 50 et le sélecteur de prises 20, par l'intermédiaire d'un mécanisme convenable, indiqué d'une façon générale par les traits interrompus 92. La première 5 opération du cycle de changement de prises consiste à ouvrir un côté du commutateur de dérivation 52. Puisque le bras de Contact 22 du sélecteur doit éventuellément être déplacé pour fonctionner à la nouvelle position désirée du sélecteur de prises 20, la position du commutateur 52 de dérivation connectée au bras de con-10 tact 22 doit s'ouvrir. Cette opération est illustrée à la Figure 1B. Toutefois, le passage du courant dans l'enroulement 44 et le bras de contact 22 ne se trouve pas interrompu quand le bras 58 de contact mobile du commutateur 52 de dérivation ouvre le circuit de dérivation qui comprend le contact fixe 56 de ce commu-15 tateur, car le circuit passant par la section 44 d'enroulement et le bras de contact 22 du sélecteur se trouve maintenu par l'interrupteur dans le vide 50. Par suite, il ne se produit qu'un très faible amorçage d'arc quand le commutateur de dérivation 52 ouvre le circuit de dérivation qui comprend son contact fixe 56. 20 L'opération suivante du cycle de changement de prises, représentée à la Figure 1C, consiste à isoler la dérivation qui comprend le bras de contact 22, en ouvrant l'interrupteur dans le vide 50. Puisque le courant passant dans la dérivation sélectionnée est interrompu par l'interrupteur dans le vide 50, il se pro-25 duit un arc mais celui-ci est rapidement éteint en raison du vide entourant les contacts. L'opération suivante représentée à la Figure 1D, consiste à ouvrir le contact électrique 78. Si pour une raison quelconque le courant passe encore dans l'interrupteur dans le vide 50, 30 par exemple du fait de la défaillance du mécanisme de commande de cet interrupteur à ouvrir les contacts de ce dernier, ou du fait de la perte de vide dans l'interrupteur, le transformateur d'intensité 72 excite le solénoïde 80 au moment de la suppression du dispositif court-circuitant ses bornes de sortie, c'est-à-dire 35 au moment de l'ouverture du contact 78, et ce signal déclenche le fonctionnement de l'appareil de protection 70. S'il ne passe pas de courant dans l'interrupteur dans le vide 50, le transformateur 71 13264 -10- 2086116 d'intensité 72 ne produit pas de signal, et le cycle de changement de prises continue. En supposant qu'il ne passe aucun courant dans l'interrupteur 50 à ce moment du cycle de changement de prises, le bras de contact 22 est libre de se placer sur le con-5 tact C4 sans amorçage d'arc, cette opération étant illustrée à la Figure 1E. L'opération suivante du cycle, représentée à la Figure IF, consiste à refermer les contacts de shuntage 78, et ensuite les contacts de l'interrupteur dans le vide 50 se referment, opé-10 ration également représentée à la Figure 1F, pour rétablir un circuit passant par la partie 44 d'enroulement de la réactance 40 et le bras de contact mobile 22 du sélecteur de prises 20. La dernière opération du cycle, représentée à la Figure 1G, consiste à refermer la position du commutateur 52 de dérivation qui com-15 prend son contact fixe 56. Les contacts de l'interrupteur dans le vide 50 sont donc à nouveau court-circuités par le commutateur de dérivation, et un très faible courant passe par les contacts . de l'interrupteur 50. Si, par exemple, le dispositif détecteur de tension (non représenté) signale de faire fonctionner le com-20 mutateur de prises 10 avec les deux bras 22 et 24 sur le contact C4, la partie suivante du cycle est similaire à celle que l'on vient de décrire, sauf que le commutateur de dérivation 52 ouvre sa position qui comprend le contact fixe 54, et que le bras de contact 24 se déplace au lieu du bras 22. 25 L'appareil de protection 70 représenté à la Figure 12 peut être construit ainsi qu'illustré à la Figure 2, pour assurer l'isolement électrique entre le commutateur de prises 10 et le circuit de protection afin d'arrêter l'entraînement de ce commutateur ou de couper l'excitation du transformateur. Plus particu-30 lièrement, le mécanisme de commande 84, répondant au solénoïde 80 pour actionner les contacts électriques 86, peut comprendre le noyau de fer mobile 100 du solénoïde 80, des organes articulés 102, 104 et 106, la tige isolante 108 et un ressort 110. La partie mobile des contacts électriques 86 est fixée 35 à une extrémité de l'organe pivotant 102, dont l'autre extrémité est rappelée autour d'un point fixe de pivotement 112, dans le sens de la flèche 114, par le ressort 110. Le pivotement sur le 71 13264 -ii- 2086116 point 112 de l'organe 102 est restreint par la tige isolante 108, et les organes pivotants 104 et 106. La tige isolante 108 est articulée à une de ses extrémités à l'extrémité de l'organe 102 associée au ressort 110, et à son autre extrémité à une extrémité 5 de l'organe 104. Cet organe 104 qui pivote autour du point 116 est retenu à son autre extrémité par l'extrémité 117 de l'organe 106, laquelle a la forme d'un verrou destiné à empêcher le pivotement de l'organe 104 sur son point 116 dans le sens de la flèche 118. L'organe 106 qui est articulé au point 120, a son autre extrémité 10 montée pivotante sur le noyau mobile 100 du solénoïde 80. Lorsque le solénoïde 80 est désexcité, et que le mécanisme de commande 84 est "établi", l'extrémité 118 de l'organe 106 empêche l'organe 104 de tourner dans le sens de la flèche 118, sous la poussée de la tige isolante 108 et de l'organe 102 rappelé par ressort. Lors-15 que le solénoïde 80 est excité, son noyau mobile 100 se déplace dans le sens de la flèche 122, en faisant ainsi pivoter l'organe 106 autour du point 120 dans le sens de la flèche 124. Cette action dégage le verrou de l'organe 104 de sorte que celui-ci pivote autour du point 116 dans le sens de la flèche 118, la tige 20 isolante se déplaçant alors dans le sens de la flèche 126 lorsque le ressort 110 libère son énergie emmagasinée et fait pivoter l'organe 102 autour du point 112. Cette action ferme les contacts électriques 86. L'avantage de cet agencement consiste dans le fait que la tige isolante 108 isole électriquement le transforma-25 teur d'intensité 72 et le solénoïde 80 du circuit de protection dans lequel sont connectés les contacts 86. Le transformateur d'intensité 72 et le solénoïde 80 n'ont donc pas besoin d'être isolée en ce qui concerne la tension totale du commutateur de prises par rapport à la terre, d'où s'ensuivent des économies de 30 fabrication de ces dispositifs, notamment dans le cas d'application aux transformateurs à très haute tension (THT). La caractéristique de tension du transformateur détermine la longueur de la tige isolante 108. Bien que l'appareil 70 représenté aux Figures 1A à 1G 35 protège le sélecteur de prises 20 de tout défaut de fonctionnement de l'interrupteur dans le vide, ou de son mécanisme de commande, il ne protège pas le sélecteur du défaut de fonctionnement du 71 13264 -12- 2086116 commutateur 52 de dérivation. Afin d'assurer la protection complète l'appareil de protection doit protéger le sélecteur de prises du mauvais fonctionnement aussi bien du commutateur 52 de dérivation que de l'interrupteur dans le vide 50. 5 La Figure 3A illustre le commutateur de prises 10 de la Figure 1A, sauf que celui-ci est pourvu d'un appareil de protection 130 construit selon une forme de réalisation de l'invention qui assure la protection complète du sélecteur 20*• Puisque le commutateur de prises 10 est construit et agencé de manière simi-10 laire aux deux Figures 1A et 3A, les mêmes références numériques désignent sur ces deux figures les éléments identiques. L'appareil de protection 130 comprend des transformateurs d'intensité 132 et 134 disposés de manière à produire des signaux de sortie répondant au passage du courant dans les premier 15 et second circuits de dérivation, c'est-à-dire dans le conducteur 136 qui relie la borne 54 du commutateur 52 de dérivation et la partie 42 d'enroulement de la réactance 40, et dans le conducteur 138 qui relie la borne 56 du commutateur 52 et la partie 44 d*enroulement de la réactance 40. Des dispositifs de court-circuit 20 ou interrupteurs 140 et 142 sont montés de manière à court-circui-ter les bornes de sortie des transformateurs d'intensité 132 et 134, respectivement, quand les contacts des dispositifs de court-circuit sont fermés, l'ouverture et la fermeture des interrupteurs 140 et 142 étant commandées par le dispositif 90 d'entraf-25 nement, ainsi que représenté d'une façon générale par les trait» interrompus 144» Chacun des interrupteurs 140, 142 peut être connecté indépendamment aux bornes de sortie des transformateurs d'intensité 132, 134, respectivement, et les bornes de sortie de chaque 30 transformateur d'intensité peuvent être connectées à une bobine distincte de solénoïde, lesquelles bobines sont agencées de manière à actionner les contacts électriques intercalés dans un circuit de protection, selon la précédente description en référence à la forme de réalisation de l'invention représentée à la Figure 1A. 35 Toutefois, selon les principes de l'invention représentés à la Figure 3A, l'une des bobines de solénoïdes, sa transmission de commande et un jeu de contacts électriques peuvent être éliminés, en connectant les interrupteurs 140 et 142 de telle sorte que, 71 13264 -13- 2086116 lorsqu'ils occupent leurs positions de fermeture, ils assurent un premier et un second circuits qui court-circuitent les bornes de sortie des transformateurs d'intensité 132 et 134, respectivement, les premier et second circuits de court-circuit ayant 5 une partie commune. Plus particulièrement, une extrémité de chacun des transformateurs d'intensité 132, 134, est connectée à une borne commune 146, et leurs autres extrémités sont connectées ensemble par l'intermédiaire des interrupteurs 140, 142, lesquels sont 10 connectés en série à la borne 148, et les bornes 146 et 148 sont interconnectées au moyen du conducteur 150. Par suite, le premier circuit de shuntage passe d'une extrémité du transformateur d'intensité 132 à la borne 146, passe ensuite à la borne 148 par le conducteur 150, puis par l'interrupteur 140 à l'autre 15 extrémité du transformateur 132. Le second circuit de shuntage passe d'une extrémité du transformateur d'intensité 134 à la borne 146, puis à la borne 148 par le conducteur 150 et ensuite à l'autre extrémité du transformateur 134 par l'interrupteur 142» Le conducteur 150 constitue donc la partie commune aux deux cir-20 cuits de shuntage. Les dispositifs de court-circuit ou interrupteurs 140 et 142 répondent au dispositif 90 d'entraînement, l'interrupteur 140 s'ouvrant au cours d'un cycle de changement de prises juste avant le déplacement du bras de cohtact 24 pour vérifier le premier circuit de dérivation en ce qui concerne le 25 passage du courant, et l'interrupteur 142 s'ouvrant au cours d'un cycle de changement de prises juste avant le déplacement du bras de contact 22 pour vérifier le second circuit de dérivation en ce qui concerne le passage de courant. Un solénoïde 152, pourvu d'une bobine électromagnétique 30 154, d'un noyau mobile et d'une transmission de commande portant la référence générale 156, a sa bobine connectée aux bornes des interrupteurs 140, 142 connectés en série. Un limiteur de tension convenable peut être connecté aux bornes de la bobine 154, selon la précédente description en référence à la bobine du solénoïde 35 80 de la Figure 1A. Quand l'interrupteur 142 s'ouvre en réponse au dispositif d'entraînement 90, pour vérifier le passage de courant dans le conducteur 138 au cours d'un cycle de changement de 71 13264 -14- 2086116 prises, la bobine 154 du solénoïde se trouve connectée d'un côté du transformateur d'intensité 134 à son autre côté au moyen de l'interrupteur 140 fermé et du conducteur 150. Quand l'intérrup-teur 140 s'ouvre en réponse au dispositif 90 d'entraînement, pour 5 vérifier le passage de courant dans le conducteur 136 durant un cycle de changement de prises, la bobine 154 du solénoïde se trouve connectée d'un côté du transformateur d'intensité 132 à soh autre côté au moyen de l'interrupteur 142 fermé et de conducteur 150. 10 Le solénoïde 152 actionne un jeu de contacts électriques 160, lorsque sa bobine électromagnétique est excitée, lesquels contacts peuvent être connectés au dispositif 90 d'entraînement, ainsi que représenté, ou de manière à couper l'excitation du transformateur, ou encore peuvent être intercalés dans tout autre 15 circuit désirable de protection. La transmission de commande, portant la référence générale 156, faisant fonctionner les contacts 160, peut être construites selon la précédente description en référence à la Figure 2. Le fonctionnement du cycle de changement de prises en 20 ce qui concerne la forme de réalisation de l'invention représentée a la Figure 3A est illustré aux Figures 3B à 3G. On supposera que les bras de contact 22 et 24 sont engagés sur le contact C5 et qu'il est désirable de déplacer le bras de contact 22 pour l'engager sur le contact C4? le dispositif 90 d'entraînement du 25 commutateur de prises actionne alors en ordre de succession le commutateur de dérivation 52, l'interrupteur dans le Vide 50, et le sélecteur de prises 20, par l'intermédiaire d'un mécanisme convenable,, La première opération du cycle de changement de prises consiste à ouvrir un côté du commutateur de dérivation 52!« 30 Puisque dans cet exemple, le bras de contact 22 du sélecteur doit éventuellement se déplacer pour fonctionner dans la nouvelle position requise du sélecteur 20, la position du commutateur de dérivation 52 connectée au bras de contact 22 doit s'ouvrir. Cette opération est illustrée à la Figure 3B. Le passage du courant 35 dans l'enroulement 44 et le bras de contact 22 ne se trouve toutefois pas interrompu quand le bras mobile 58 du commutateur 52 ouvre le circuit de dérivation qui comprend le contact fixe 56 71 13264 -15- 2086116 du commutateur de dérivation, car le circuit passant dans la section 44 d'enroulement et le bras de contact 22 du sélecteur de prises se trouve maintenu par l'interrupteur dans le vide 50. Il ne se produit donc qu'un très faible amorçage d'arc lorsque le 5 commutateur 52 ouvre le circuit de dérivation qui comprend son contact fixe 56. L'opération suivante du cycle, représentée à la Figure 3C, consiste à isoler la dérivation qui comprend le bras de contact 22, en ouvrant l'interrupteur dans le vide 50. Puisque le 10 courant dans la dérivation est interrompu par l'interrupteur dans le vide 50, il se produira dans celui-ci un arc qui sera rapidement éteint du fait du vide entourant les contacts. L'opération suivante, représentée à la Figure 3D, consiste à ouvrir les contacts 142 qui court-circuitent les bornes de 15 sortie du transformateur d'intensité 134. Si pour une raison quelconque le courant passe toujours dans le conducteur 138, par exemple du fait d'une défaillance de fonctionnement du commutateur de dérivation 52, de la défaillance du mécanisme de commande de celui-ci, ou de la défaillance de l'interrupteur dans le vide 20 à interrompre le courant de charge, par exemple par suite de perte de vide, le transformateur d'intensité 134 excite le solénoïde 152 et déclenche la fonction de protection. Si aucun courant ne passe dans le conducteur 138, le transformateur 134 ne produit pas de signal et le cycle de changement de prises continue. 25 En supposant qu'aucun courant ne passe dans le conduc teur 138 à ce moment, le bras de contact 22 est libre de se déplacer pour s'engager sur le contact C4 sans amorçage d'arc, cette opération étant représentée à la Figure 3E« L'opération suivante du cycle, représentée à la Figure 30 3F consiste à refermer les contacts 142, puis à refermer l'interrupteur dans le vide 50, opération qui est également représentée à la Figure 3F, cette dernière opération rétablissant un circuit passant par la section 44 d'enroulement de réactance et le bras de contact mobile 22 du sélecteur de prises 20» 35 La dernière opération du cycle, représentée à la Figure 3G, consiste à refermer la position du commutateur de dérivation 52 qui comprend son contact 56. Par suite, l'interrupteur dans 71 13264 -16- 20861 16 le vide 50 est à nouveau court-circuité par le commutateur de dérivation 52» et très peu de courant passe par les contacts de cet interrupteur» Si, par exemple, le dispositif détecteur de tension (non représenté) commande au commutateur de prises de fonc-5 tionner avec ces deux bras de contact 22 et 24 sur le contact C4, la partie suivante du cycle de changement de prises est similaire a celle que l'on vient de décrire, sauf que le commutateur de dérivation 52 ouvre sa position qui comprend le contact fixe 54» les contacts de court-circuit 140 s'ouvrent au cours du cycle au 10 lieu des contacts 142, et le bras de contact 24 du sélecteur de prises se déplace au lieu du bras 22» En résumé, on vient de décrire un nouvel appareil perfectionné de commutation de prises qui comprend un montage de protection pour assurer que les bras de contact à vide du sélec-15 teur de prises ne seront pas détériorés par un défaut de fonctionnement du commutateur de. prises qui commanderait à tin bras de contact de se déplacer pendant le passage du courant» L'appareil de protection décrit dans une première forme de réalisation de l'invention protège le sélecteur de prises contre la détériora-20 tion due à un mauvais fonctionnement de l'interrupteur dans le vide, soit dans le mécanisme de commande de celui-ci, ou à la défaillance de l'interrupteur dans le vide à interrompre le courant de charge» par exemple lorsque cet interrupteur est appelé à fonctionner après perte de soh vide. Dans une seconde forme de réali-25 sation de l'invention, l'appareil de protection protège le sélecteur de prises du mauvais fonctionnement soit du commutateur de dérivation, soit de l'interrupteur dans le vide. Dans cette forme de réalisation, la protection obtenue au moyen de la première forme de construction est maintenue, en y ajoutant la protection 30 contre la défaillance du commutateur de dérivation à ouvrir le circuit de dérivation prescrit durant le cycle de changement de prises. Les deux formes de réalisation de l'invention peuvent utiliser un nouveau mécanisme perfectionné d'isolement qui permet de construire les transformateurs d'intensité et le solénoïde 35 sans isolement de ces appareils par rapport à la terre, en utilisant une tige isolante pour remplir la fonction d'isolement, le dispositif de protection décrit peut donc être appliqué pour toute caractéristique de tension, la variable du dispositif étant la longueur de la tige isolante pour les différentes classes de tension. 71 13264 -17- 20861 16 REVENDICATIONS 1„ Transformateur électrique pourvu d'un commutateur de prises en charge comprenant un sélecteur de prises pourvu d'un premier et d'un second bras de contact se déplaçant sélectivement 5 entre un certain nombre de contacts électriques, ces contacts étant destinés à être connectés aux prises d'un enroulement électrique monté de manière a fournir le courant a un circuit de charge, une réactance pourvue d'une première et d'une seconde parties d'enroulement, un commutateur de dérivation pourvu d'une 10 première, d'une seconde et d'une troisième bornes, ayant pour fonction de connecter la troisième borne à l'une ou l'autre ou aux deux de ces première et seconde bornes, les premier et second bras de contact et les première et seconde parties d'enroulement de réactance sont respectivement interconnectés aux première et 15 seconde bornes, respectivement, du commutateur de dérivation, un interrupteur dans le vide connecté entre les première et seconde bornes du commutateur de dérivation, vin dispositif d'entraînement pour faire fonctionner en ordre de succession le commutateur de dérivation, l'interrupteur dans le vide et le sélecteur de prises 20 au cours d'un cycle de changement de prises, un premier transformateur d'intensité pourvu de bornes de sortie, agencé pour produire à ces bornes de sortie un signal répondant à la valeur du courant passant dans l'interrupteur dans le vide, un premier dispositif de court-circuit ayant des positions d'ouverture et de 25 fermeture répondant au dispositif d*entraînement, ce premier dispositif de court-circuit étant connecté aux bornes de sortie du premier transformateur d'intensité, et étant normalement fermé pour court-circuiter les bornes de sortie de ce transformateur, ce dispositif de court-circuit étant actionné a sa position d'ou-30 verture par le dispositif d'entraînement immédiatement avant le déplacement d'un bras de contact du sélecteur de prises, et un dispositif de protection agencé de manière à empêcher le fonctionnement du sélecteur de prises pendant le passage du courant dahs l'interrupteur dans le vide, ce dispositif de protection étant 35 connecté aux bornes de sortie du premier transformateur d'intensité pour répondre au signal produit par celui-ci quand ses bornes de sortie sont court-circuitées par ce premier dispositif de 71 13264 -18- 2086116 court-circuit. 2a Transformateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif d'entraînement est mécaniquement accouplé au commutateur de dérivation, à 1*interrupteur dans le 5 vide et au sélecteur de prises, de telle sorte que, lorsqu'un changment de prises est désiré, le dispositif d'entraînement actionne en ordre de succession le commutateur de dérivation afin de connecter sa troisième borne à l'une seulement des autres bornes, ouvre l'interrupteur dans le vide, ouvre le premier dis-10 positif de court-circuit, déplace le bras de contact connecté à la borne du commutateur de dérivation qui n'est pas connectée à sa troisième borne pour l'engager sur un contact électrique différent, ferme le premier dispositif de court-circuit, ferme l'interrupteur dans le vide et actionne le commutateur de dérivation 15 pour connecter sa troisième borne à ses première et seconde bornes» 3. Transformateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le dispositif de protection comprend un solénoïde électrique, un organe isolant, mécaniquement accouplé à ce solénoïde, et des contacts électriques fonctionnant 20 entre une première et une seconde positions en réponse au mouvement de cet organe isolant, le solénoïde étant connecté aux bornes de sortie du premier transformateur d'intensité, pour faire mouvoir cet organe isolant afin de faire passer ces contacts électriques de leur première à leur seconde position lorsque le solénoï-25 de est excité, ces contacts électriques étant connectés dans un circuit de protection destiné à empêcher le fonctionnement du sélecteur de prises quand le courant passe dans l'interrupteur dans le vide, et que ces contacts électriques occupent leur seconde position, le circuit de protection étant électriquement isolé 30 du transformateur électrique par cet organe isolant, 4. Transformateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les premier et second bras de contact et les première et sedonde parties d'enroulement de la réactance sont interconnectés respectivement aux première et seconde bornes du commu- 35 tateur de dérivation pour constituer une première et une seconde dérivations en série, respectivement, et par le fait qu'un second transformateur d'intensité pourvu de bornes de sortie est disposé 71 13264 -19- 2086116 conjointement au premier pour produire à leurs bornes de sortie respectives des signaux répondant au passage du courant dans les première et seconde dérivations en série, respectivement, et un second dispositif de court-circuit ayant des positions d'ouver-5 ture et de fermeture répondant au dispositif dsentraînement, les premier et second dispositifs de court-circuit étant connectés aux bornes de sortie des premier et second transformateurs d'intensité, respectivement, ces premier et second dispositifs de court-circuit étant normalement fermés pour court-circuiter les 10 bornes de sortie des premier et second transformateurs d'intensité, respectivement, et étant actionnés à leur position d'ouverture par le dispositif d'entraînement immédiatement avant le déplacement des premier et second bras de contact, respectivement, et le dispositif de protection étant agencé de manière à empêcher le 15 fonctionnement du sélecteur de prises quand le courant passe par la dérivation en série du bras de contact du sélecteur de prise, le dispositif de protection étant connecté aux premier et second dispositifs de court-circuit. 5. Transformateur selon la revendication 4, caractéri-20 sé par le fait qu'un second solénoïde est connecté aux bornes du second transformateur d'intensité. 6. Transformateur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que les premier et second dispositifs de court-circuit court-circuitent les bornes des premier et second 25 transformateurs d'intensité quand ils occupent leur position de fermeture, au moyen d'un premier et d'un second circuits présentant une partie copmune ; et le dispositif de protection au moyen d'un unique solénoïde connecté aux bornes de ces deux dispositifs de court-circuit, complète le circuit aux bornes d'un transforma-30 teur d'intensité dont le dispoèitif de court-circuit occupe la position d'ouverture, «u moyen du dispositif de court-circuit fermé associé à l'autre transformateur d'intensité. 7. Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le dispositif d'entrâi- 35 nement est accouplé auK premier et second dispositifs de court-circuit, de telle sorte que lorsqu'un changement de prises est désiré, le dispositif d'entraînement actionne en ordre de succès- 71 13264 -20- 2086116 sion le commutateur de dérivation pour connecter sa troisième borne à l'une seulement de ses autres bornes, ouvre l'interrupteur dans le vide, ouvre le dispositif de court-circuit associé au transformateur d'intensité monté de manière à mesurer le courant 5 passant dans le circuit de dérivation qui a été ouvert par le commutateur de dérivation, ouvre l'interrupteur dans le vide, déplace le bras de contact connecté à la borne du commutateur de dérivation qui n'est pas connectée à sa troisième borne, pour l'engager sur un contact électrique différent, ferme le dispositif 10 de court-circuit, ferme l'interrupteur dans le vide, et actionne le commutateur de dérivation pour connecter sa troisième borne à ses deux autres bornes.