Brevet FR2099548A1 — publié le 19720317

i 2099543 La présente invention se rapporte à un disjoncteur de protection contre les courants de défaut comportant un transformateur d'intensité de sommation qui présente des enroulements primaires reliés au circuit électrique à surveiller et un 5 enroulement secondaire auquel est relié l'enroulement d'excitation d'un aimant de déclenchement agissant sur une serrure de commande pour un dispositif de coupure. le courant de réponse en alternatif d'un disjoncteur de protection contre les courants de défaut comportant un 10 transformateur d'intensité de sommation augmente considérablement, dans le cas où. le disjoncteur est sollicité de façon supplémentaire par un courant de défaut en continu, par suite de la pré-aimantation du transformateur par le courant de défaut en continu. En outre, un tel disjoncteur de protection 15 contre les courants de défaut ne répond pas du tout lorsqu'il est traversé uniquement par un courant de défaut en continu, car on sait que l'enroulement primaire du transformateur d'intensité de sommation doit être traversé par un courant alternatif afin qu'une tension puisse être induite dans son 20 enroulement secondaire. Même les variations de flux que provoque, dans le transformateur, un courant continu haché, produit par redressement à simple alternance d'un courant alternatif traversant un ou plusieurs enroulements primaires du transformateur d'intensité de sommation, ne sont pas assez 25 importantes pour induire, dans l'enroulement secondaire du transformateur d'intensité de sommation, une tension suffisant à assurer le déclenchement du disjoncteur 'de protection contre les courants de défaut. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient 30 et à permettre l'utilisation de disjoncteurs de protection contre les courants de défaut, du type décrit ci-dessus, également dans des circuits électriques comportant, par exemple, des moteurs à courant continu commandés par des thyristors, circuits dans lesquels, par suite de la commande par thyristors, 35 des courants de défaut en continu peuvent apparaître, en dehors des courants de défaut en alternatif. Selon l'invention, le disjoncteur de protection contre les courants de défaut, du type décrit ci-dessus, est caractérisé par le fait qu'un condensateur est monté en série ou en parallèle 40 avec l'enroulement secondaire du transformateur d'intensité de 7"j 2691 1 2 2099543 sommation et avec l'enroulement d'excitation de l'aim^ufe de déclenchement. Il est vrai qu'il est déjà connu, suivant^ le "brevet allemand n° 279.545, de relier un condensateur à l'enroulement secondaire 5 d'un transformateur d'intensité pour obtenir un déphasage aussi faible que possible par rapport à 180° entre le courant primaire et le courant secondaire. Un tel déphasage des deux courants par rapport à l'angle de phase 180° est important, par exemple dans le cas d'appareils de mesure avec des transformateurs 10 d'intensité, mais est sans importance pour les disjoncteurs de protection contre les courants de défaut, de sorte que le montage d'un condensateur en parallèle avec l'enroulement secondaire du transformateur d'intensité de sommation d'un disjoncteur de protection contre les courants de défaut qui doit être 15 construit avec un encombrement et un prix de revient aussi faibles que possible, n'a pas été considéré comme nécessaire jusqu'à présent et n'est pas encore connu. Par contre, la présente invention est basée sur la constatation que grâce au montage d'un condensateur en série ou en 20 parallèle avec Ifenroulement secondaire du transformateur d'intensité de sommation d'un disjoncteur de protection contre les courants de défaut, les oscillations de tension produites dans le circuit électrique secondaire par un courant de défaut formé par un courant continu pulsatoire présentent une amplitude 25 suffisant à assurer l'actionne ment de l'aimant de déclenchement et donc le déclenchement du disjoncteur. Il est particulièrement avantageux de faire en sorte que le circuit électrique composé du condensateur, de l'enroulement secondaire du transformateur d'intensité de sommation et de l'enroulement d'excitation de 30 l'aimant de déclenchement soit accordé au moins à peu près à la résonance. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture du dessin annexé, sur lequel s la figure 1 représente schématiquement un exemple de 35 réalisation non limitatif du disjoncteur de protection contre les courants de défaut conforme à l'invention î la figure 2 représente la caractéristique d'aimantation du transformateur d'intensité de sommation du disjoncteur de la figure 1 ; 40 les figures 3 et 4 représentent des oscillogrammes. 71 26911 3 2099543 La figure 1 montre "un disjoncteur de protectioncentre les courants de défaut servant à surveiller les lignes R/tl et H" d'une installation électrique. Ce disjoncteur de protection contre les courants de défaut 2 5 comporte un transformateur d'intensité de sommation 3 ayant des enroulements primaires 4 et un enroulement secondaire 5. les enroulements primaires 4 sont montés dans les lignes R/U et ï à surveiller, l'enroulement secondaire 5 du transformateur d'intensité de sommation 3 est relié à l'enroulement d'excitation 3 10 de l'aimant de déclenchement 8. Cet aimant de déclenchement 8, qui peut être un aimant de maintien ou un aimant de travail, agit par un élément de liaison mécanique 8a. sur la serrure de commande 10 qui actionne, par une tige de commande 10a, les contacts 11 montés dans les lignes R/U" et ÏT à surveiller. 15 Un condensateur 6 est monté en parallèle avec l'enroule ment secondaire 5 du transformateur d'intensité de sommation 3 et avec l1enroulement d'excitation 9 de l'aimant de déclenchement 8. Au lieu du condensateur 6, on peut également monter, en série avec les enroulements 5 et 9, un condensateur 7 repré-20 senté en tirets sur la figure 1. Le circuit oscillant composé du condensateur 6 ou 7 et des enroulements 5 et 9 est accordé à la résonaîice ou au moins à peu près à la résonance. En se référant aux figures 2 à 4, on va décrire l'action du condensateur 6 ou 7. 25 Sur le diagramme de la figure 2, on a porté en ordonnées le flux 3t le temps t et en abscisses le courant de défaut If. Lorsque le transformateur d'intensité de sommation 3 est traversé par un courant de défaut en alternatif, selon la ligne 12 en tirets sur la figure 2, ce transformateur est 30 aimanté en fonction de sa courbe d'aimantation 13 représentée en tirets. Lorsque ce courant alternatif présente une amplitude suffisamment élevée, toute la courbe d'aimantation 13 formée par la boucle d'hystérésis est parcourue et. la variation de flux A ^ ^ est très importante, de sorte que la tension 35 induite dans l'enroulement secondaire du transformateur d'intensité de sommation est, suivant la loi de l'induction, très importante, de sorte qu'elle dépasse la tension de réponse de l'aimant de déclenchement 8 et que le disjoncteur de protection contre les courants de défaut se trouve déclenché sans 40 difficultés. Ce déclenchement du disjoncteur a lieu également 71 26911 4 2099548 lorsqueles condensateurs 6 et 7 ne se trouvent pas dan», le circuit électrique formé des enroulements 5 et 9. Par contre, lorsque le courant de défaut présente le caractère d'un courant continu palsatoire, selon la ligne 14 5 en trait plein sur la figure 2 (courant continu obtenu par redressement à simple alternance), la boucle d'hystérésis sur la figure 1 ne se trouve parcourue, lors de 1* aimantation du transformateur d'intensité de sommation, que jusqu'au point de rémanence 15. la variation de fluxZ\$g reste faible et 10 la tension induite dans l'enroulement secondaire 5 du transformateur d'intensité de sommation 3 n'atteint pas la valeur de réponse de l'aimant de déclenchement 8, de sorte que le disjoncteur ne se trouve pas déclenché. Ce cas est représenté graphiquement sur 1' os îillogramme 15 de la figure 3. la courbe 16 indique la variation dans le temps du courant de défaut 1^ et la courbe 17 se trouvant entre les lignes de déclenchement 18 et 19 donne la variation dans le temps de la tension à l'enroulement d'excitation 9 de l'aimant de déclenchement 8. On reconnaît que la courbe 17 20 ne coupe en aucun endroit les lignes de déclenchement 18 et 19. En montant le condensateur 6 en parallèle avec les enroulements 5 et 9 ou le condensateur 7 en série avec les enroulements 5 et 9, on obtient un circuit oscillant et lorsque ce circuit oscillant est en particulier accordé au 25 moins à peu près à la résonance, la tension à l'enroulement d'excitation 9 de l'aimant de déclenchement 8 se trouve élevée à tel point que le disjoncteur soit déclenché également sous 1' effet d'un courant de défaut formé par un courant continu pulsatoire. 30 Ces conditions sont représentées sur 1'oscillogramme de la figure 4, sur lequel les mêmes courbes portent les mêmes références que sur la figure 3. On reconnaît que la courbe 20, qui donne la variation dans le temps de la tension IJ^ à l'enroulement d'excitation 9 de l'aimant de déclenchement 8, 35 dépasse la ligne de déclenchement 19, de sorte que le disjoncteur de protection contre les courants de défaut se trouve déclenché même par un courant continu pulsatoire selon la courbe 16 sur la figure 4. la forme et la hauteur de la courbe 20 dépendent de la capacité du condensateur 6 ou 7 utilisé sur la 40 figure 1. 71 26911 5 2099543 lorsque 1* aimant de déclenchement 8 est un aimanx de maintien dont le déclenchement dépend du sens du courant dans l'enroulement d'excitation, il est avantageux de dimensionner le condensateur 6 ou 7 de manière que le cas limite apériodique n'apparaisse pas 5 dans le circuit secondaire et que les amplitudes de la courbe 20 sur la figure 4 soient à peu près égales de part et d'autre de la ligne de zéro. 71 26911 6 2099543 - REVENDICATION -Disjoncteur de protection contre les courants de défaut comportant un transformateur d'intensité de sommation qui présente des enroulements primaires reliés aa circuit électrique 5 à surveiller et un enroulement secondaire auquel est relié l'enroulement d'excitation d'un aimant de déclenchement agissant sur une serrure de commande pour un dispositif de coupure j, caractérisé par le fait qu'un condensateur est monté en série ou en parallèle avec 1'enroulement secondaire du 10 transformateur d'intensité de sommation et avec l'enroulement d'excitation de l'aimant de déclenchement<>