Brevet FR2268347A1 — publié le 19751114

La présente invention a pour objet un relais utilisable notamment pour la commande des disjoncteurs à haute sensibilité. On connaît déjà de nombreuses sortes de relais sensibles notamment des relais sensibles différentiels comportant un relais de commande dont le bobinage est alimenté par l'enroulement secondaire d'un transformateur différentiel d'un tore magnétique0 Pour augmenter la sensibilité de ces relais on a déjà pensé à intercaler un amplificateur entre le secondaire du transformateur différentiel et la bobine du relais de commandez Ces relais sensibles connus ne permettent pas de détecter la composante continue d'un courant électrique, composante que lton retrouve de plus en plu8 fréquemment dans les courants défaut à la terre en raison de l'utilisation croissante des dispositifs électroniques de hachage tels que par exemple des variateurs de vitesse pour moteur électrique ou des gradateurs de lumiere, qui permettent de régler la puissance fournie par un réseau électrique à une charge. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient afin d'assurer notamment une meilleure protection contre les courants homopolaires. Elle a également pour but la réalisation d'un relais sensible d'une grande simplicité mécanique et d'une grande fiabilité. Le relais sensible objet de la presente invention comporte un circuit magnétique à entrefer muni d'au moins un enroulement primaire, un dispositif sensible au champ magnétique disposé dans ledit entrefer et traversé par le flux magnétique dudit circuit, un amplificateur électrique amplifiant le signal émis par le dispositif-sensible au champ magnétique et dont la sortie correspond à celle du relais sensible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-apres de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel la figure I représente un relais sensible selon l'invention utilisé pour la protection~différentielle d'une ligne électrique monophasée et la figure 2 une adaptation de la protection différentielle à une ligne polyphasée. Dans la figure I une ligne électrique monophasée 1, 2 alimente une charge 3. Elle est protégée par un disjoncteur représenté schématiquement par ses contacts 4, son mécanisme 5 et son déclencheur électromagnétique 6. Le déclencheur 6 est soumis à l'action dtun relais sensible différentiel conforme à l'invention.Celui-ci comporte un circuit magnétique 7 à entrefer 10, des enroulements primaires 8 et 9 bobinés dans le même sens sur le circuit magnétique 7 et intercalés dans les pôles 1 et 2 de la ligne apres les contacts 4 du disjoncteur mais avant la charge 3, un dispositif 11 sensible au champ magnétique tel qutune sonde à effet Hall disposée dans l'entrefer 10 et un amplificateur électrique 12 connecté en entrée au dispositif 11 sensible au champ magnétique et en sortie au déclencheur électromagnétique 6 du disjoncteur. Le circuit magnétique 7 peut être constitué par un tore fendu entourant les conducteurs de la ligne. En fonctionnement normal, lorsque la charge 3 n'est pas le siège d'un courant de défaut à la terre If, les courants instantanés In et Ip parcourant les pôles 1 et 2 de la ligne sont égaux et de sens opposés. Ils induisent dans le circuit magnétique 7 des flux magnétiques égaux et opposés qui s'annulent mutuellement. Le dispositif sensible au champ magnétique ne détecte aucun flux magnétique de sorte que l'amplificateur 12 n'émet en sortie aucun courant susceptible de faire fonctionner le déclencheur magnétique 6. Lorsqu'il y a un courant de défaut à la terre If dans la charge 3 les courants In et Ip parcourant les pôles 1 et 2 de la ligne sont inégaux. Les flux magnétiques qu'ils induisent dans le circuit magnétique 7 ne n'annulent plus. Le dispositif il sensible au champ magnétique detecte non seulement les variations du flux magnétique traversant le circuit magnétique 7 comme le ferait un enroulement secondaire mais encore l'intensité de ce flux qui est fonction de l'amplitude de la composante continue du courant de défaut Ifo L'amplificateur 12 fournit en sortie un courant fonction des composantes continue et alternative du courant de défaut If. Le déclencheur magnétique 6 est alors sollicité entraînant l'ouverture des contacts 4. On a également représenté sur la figure I des connexions 13 reliant la ligne électrique monopolaire 1, 2 à l'amplificateur 12. Elles ont pour but de permettre l'alimentation de cet amplificateur 12 à partir de la ligne monopolaire 1, 2. Il va de soi que cette alimentation pourrait être assurée de bien d'autres manières notamment par une batterie d'accumulateurs. Le relais sensible que l'on vient de décrire s'adapte facilement à la protection différentielle d'une ligne électrique polyphasée. La figure 2, illustre les modifications qu'il faut apporter par rapport au schéma de la figure 1 et qui concernent d'une part les enroulements primaires portés par le circuit magnétique 7 et d'autre part les contacts 4 du disjoncteur. Les quatre pôles N, P1, P2, P3 d'une ligne sont connectés successivement aux contacts 4 d'un disjoncteur dont le mécanisme et le déclencheur électromagnétique n'ont pas été représentés, puis à des enroulements primaires (14, 15, 16 et 17) bobinés dans le meme sens portés par le circuit magnétique 7 et enfin à une charge non représentée. En l'absence d'un courant de défaut à la terre dans la charge, la somme algébrique des courants instantanés circulant dans les différents pôles de la ligne est nulle Le circuit magnétique 7 ntest parcouru par aucun flux magnétique susceptible d'etre détecté par le dispositif sensible au champ magnétique et de provoquer par l'intermédiaire de l'amplificateur 12, non représenté dans la figure 2, le déclenchement du disjoncteur. En présence d'un courant de défaut à la terre dans la charge, la somne algébrique des courants instantanés circulant dans la charge n'est plus nulle. le circuit magnétique 7 est le siège- d'un flux magnétique dont l'intensité instantanée est détectée par le dispositif il sensible au champ magnétique et qui provoque le déclenchement du disjoncteur par l'intermédiaire de l'amplificateur 12. Le déclenchement du disjoncteur peut, comme dans le cas précédent, être provoqué par la composante continue du courant de défaut. La mesure du champ magnétique dans l'entrefer peut aussi etre obtenue par tout autre moyen classique tel que galvanometre à aimant mobile, disque tournant etc... qui pourraient faire fonctionner le relais 6 par fermeture d'un circuit alimenté par le réseau comne l'est le circuit 13. Il va de soi que l'emploi du relais sensible qui vient d'hêtre décrit est général et n'est pas limité à la protection différentielle des lignes électriques. REVENDICATIONS 1/ Relais sensible caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit magnétique (7) à entrefer (10) muni au moins d'un enroulement primaire, un dispositif (11) sensible au champ magnétique disposé dans ledit entrefer (10) et un amplificateur électrique (12) dont l'entrée est connectée au dispositif (11) sensible au champ magnétique et dont la sortie constitue celte du relais. 2/ Relais sensible selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif (11) sensible au champ magnétique est une sonde à effet Hall. 3/ Relais sensible selon la revendication 1 appliqué à la commande d'un disjoncteur différentiel de protection de ligne (1, 2) caractérisé par le fait qu'il comporte autant d'enroulements primaires (8, 9) que la ligne protégée comporte de pôles, lesdits enroulements primaires (8, 9) étant intercalés dans chaque pôle (1, 2) de ladite ligne à la suite des contacts (4) du disjoncteur, la sortie de l'amplificateur électrique (12) étant connectée au déclencheur électromagnétique (6) du disjoncteur. 4/ Relais sensible différentiel selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit amplificateur électrique (12) est alimenté par la ligne protégée grâce à des connexions (13) aboutissant sur la ligne à la suite des contacts (4) du disjoncteur.