Brevet FR2461386A1 — publié le 19810130

La présente invention se rapporte à un dispositif destiné à mettre hors circuit une installation électrique, notamment une installation utilisée dans une exploitation minière ou un chantier de creusement de tunnel, en réponse à un défaut survenant dans un appareil électrique produi- sant des étincelles en service et, de ce fait, enfermé dans un boîtier résistant à la pression, dispositif dans lequel aux conducteurs d'entrée et de sortie de l'appareil sont associés des transformateurs de courant dont la sortie débite, en réponse à un défaut de concordance entre l'en- trée et la sortie de l'appareil, une impulsion qui sert d'impulsion de signalisation ou de mise hors circuit pour l'installation électrique. Dans la demande DE-OS 27 34 498, on a décrit un dispositif de ce type à l'aide duquel il est possible d'in- terrompre le courant de service en un temps suffisamment court lorsqu'il se produit un défaut, par exemple à la suite de l'éclatement d'arcs de court-circuit pouvant con- duire à un coup de poussière. Lorsqu'il s'établit un cou- rant de fuite superficielle à la surface de matières iso- lantes à base de matières organiques, ces matières peuvent se consumer. Les gaz dégagés peuvent dans ce cas être suf- fisants pour faire exploser le boîtier. Ce dispositif connu travaille de façon satisfaisante, mais les inévitables écarts des transformateurs exercent une trop grande influence sur sa sensibilité. En particulier, dans le cas d'installations élec- triques qui ont à supporter de fortes surintensités, par exemple les intensités de démarrage de moteurs électriques, des inévitables écarts de transformateurs de courant en- gendrent des difficultés considérables parce que, dans ce cas, on doit déjà pouvoir-déceler les courants de défaut de 1 A. En effet, en raison des écarts des transformateurs, même dans un fonctionnement sans défaut, la différence des courants secondaires ne disparaît pas et, aux alentours de l'intensité de service, elle est supérieure au courant se- condaire engendré par un courant de défaut de 1 A. Si l'on utilise, par exemple, des transformateurs de courant qui présentent, dans le cas de surintensités atteignant 2000 A, des écarts de seulement + 1%, la différence des courants secondaires peut cependant donner l'apparence d'une diffé- rence de courant de 40 A sur le côté primaire. Dans ce cas, le dispositif ne serait naturellement utilisable que s'il est rendu suffisamment insensible pour que seuls des courants de défaut nettement supérieurs à 40 A donnent naissance à une impulsion de signalisation ou d'interrup- tion. 1O Le but de l'invention est donc de transformer ou de perfectionner un dispositif du type décrit dans la DE-OS 27 34 498 précitée de manière à accroître considé- rablement sa sensibilité. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que pour chaquephase, les conducteurs d'entrée et de sortie sont passés l'un en sens inverse de l'autre à travers le transformateur de courant correspondant, trans- formateur dont les enroulements secondaires bobinés sur le noyau et. destinés à capter une différence d'intensité se produisant dans un cas de défaut fournissent l'impulsion de signalisation ou de mise hors circuit. Dans le cas d'un fonctionnement -non perturbé, dans lequel l'intensité du courant d'entrée est égale à l'intensité du courant de sortie, le noyau du transforma- teur n'est pas aimanté, et dans ce cas, le transformateur possède sa sensibilité maximale, c'est-à-dire qu'un cou- rant de défaut produit le plus grand effet de signal sur l'enroulement secondaire. Toutefois, il est encore possible d'augmenter la sensibilité lorsque, suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu, pour chaque phase, sur le noyau du transformateur un enroulement de préaimantation dans lequel circule un courant réglable. Ce courant régla- ble pré-aimante le noyau du transformateur de manière que l'enroulement secondaire débite sur une charge une tension déterminée. En déplaçant cet enroulement secondaire sur le noyau, on peut faire en sorte que le champ de fuite en- gendré par le courant de sortie IA agisse plus fortement sur l'enroulement secondaire que le champ de fuite engen- dré par le courant d'entrée IE' ce qui a pour effet que la tension sur la charge résultant du courant de pré-aimanta- tion est augmentée par les courants de défaut mais ré- duite par les courants de service. L'enroulement secondaire débite donc sur la charge une tension U qui correspond à I+ I - I V E A' Dans chaque phase, ces tensions sur la charge sont redressées dans un pont de redresseurs, et les tensions continues sont additionnées et appliquées à des compara- teurs qui, de leur côté, fournissent des impulsions de signalisation ou de mise hors circuit lorsque des seuils sont dépassés dans un sens ou dans l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va sui- vre faite en regard du dessin annexé, qui est un schéma d'un exemple de dispositif suivant l'invention. On a indiqué en 1 le boîtier résistant à la pres- sion dans lequel est logé un appareil, par exemple un contacteur de manoeuvre. Par ailleurs, la boîte de raccor- dement du boîtier résistant à la pression renferme trois transformateurs de courant qui sont identiques entre eux, de sorte qu'il est justifié de les désigner tous par la même référence 2. En 3, on a représenté un contacteur de puissance qui après sa fermeture, relie les conducteurs de courant correspondants R,S,T au moteur 4. La liaison est inter- rompue tant que l'appareil logé dans le boîtier 1 n'est pas enclenché. Lorsque l'appareil contenu dans le boîtier 1 est enclenché, les circuits formés par les conducteurs R,S,T sont fermés sur le moteur 4. Les courants de défaut dans la région du boîtier résistant à la pression sont captés par les transformateurs 2. Dans chaque phase, les conduc- teurs d'entrée et de sortie de l'appareil sont passés l'un en sens inverse de l'autre à travers le transformateur de courant 2, dont les enroulements secondaires 5,6,7 montés sur le noyau conduisent à un redresseur 8, qui envoie le courant redressé à un comparateur 9. S'il se produit une différence d'intensité entre le conducteur d'entrée et le conducteur de sortie, on est en présence d'un défaut, qui produit dans le comparateur une impulsion de tension provoquant la mise à l'état conducteur d'un thyristor 10 intercalé dans un circuit à condensateur 11 pour servir d'interrupteur électronique. Ce circuit actionne le contac- teur de puissance 3 par l'intermédiaire d'un relais 12. Sur le noyau du transformateur de courant sont prévus en supplément des enroulements de pré-aimantation 13,14,15 qui fournissent- par l'intermédiaire d'un trans- formateur 16, pour la pré-aimantation du noyau du trans- formateur de courant 2, un courant qui, à l'aide de ré- sistances d'équilibrage 17 et par déplacement simultané des enroulements secondaires 5,6,7 sur le noyau, peut être réglé de manière que le champ de fuite engendré par le courant de sortie agisse plus fortement sur les en- roulements secondaires 5,6,7 que le champ de fuite engen- dré par le courant d'entrée, de sorte que la tension qui peut être prise sur la charge de l'enroulement secondaire ,6,7 est augmentée par les courants de défaut mais rédui- te par les courants de service, ce qui améliore considéra- blement la sensibilité et la sécurité de travail du dispto- sitif suivant l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif destiné à mettre hors circuit une installation électrique, notamment utilisée dans une ex- ploitation minière ou un chantier de creusement de tunnel, en réponse à un défaut survenant dans un appareil électri- que qui produit des étincelles en service et qui est, de ce fait, enfermé dans un boîtier résistant à la pression, dispositif dans lequel des transformateurs de courant sont associés aux conducteurs d'entrée et de sortie de l'appa- reil, la sortie de ces transformateurs débitant, en l'ab- sence de concordance entre l'entrée et la sortie de l'ap- pareil, une impulsion qui sert d'impulsion de signalisation ou de mise hors circuit de l'installation électrique, ce dispositif étant caractérisé en ce que, pour chaque phase, les conducteurs d'entrée et de sortie sont passés l'un en sens inverse de l'autre à travers le transformateur de courant (2) correspondant, transformateur dont les enrou- lements secondaires ( 5,6,7) bobinés sur le noyau et des- tinés à capter une différence d'intensité qui se produit en cas de défaut fournissent l'impulsion de signalisation ou de mise hors circuit. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que, pour chaque phase, il est prévu un enroulement de pré-aimantation (13,14,15) monté sur le noyau du transformateur de courant (2) et qui est parcouru par un courant de pré-aimantation réglable.