Brevet FR2552280A1 — publié le 19850322

I - OBJETS : Protection des installations à composants électroniques, contre les effets parasites classiques du secteur et les effets destructeurs de la foudre. II - DESCRIPTIONS SCHEMATIQUES : Voir planche 1/6 figure 1 et planche 2/6 figure 2. III - CONSTITUTIONS : E : Eclateurs de valeur nominale de service 350 V, amorçage au-delà, débit à la terre : 20 tA en front d'onde 20 A en décharge Matériel du commerce, CLAVE ou similaire S : Selfs à air bobinés sur matière plastique, et isolés par une chaussette thermorétractable en terphane ou similaire. Matériel calculé et fabriqué selon les règles de l'auteur. TR : Transformateur rapport 1, mais avec les bobines primaires et secondaires mécaniquement séparées, chaque bobine étant entièrement enveloppée cté carcasse et extérieur par une chaussette de terphane ou similaire, thermorétractable. CaractEristiques d'isolation galvanique mini : 20 kV entre primaire et secondaire 20 kV entre primaire et carcasse métallique, 20 kV entre secondaire et carcasse. La valeur des éléments est fonction de l'appareillage à alimenter en sortie. Toutefois, la valeur des selfs est quasi constante, seul le diamètre du conducteur est variable, l'éclateur étant identique dans tous les cas. Voir planches 3 et 4. IV - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT : a) Sur parasites classiques venant en superposition à la sinusoSdale du réseau ou micro-coupure : Ces phénomènes se remarquent sur l'alimentation, identique à celle-ci sur les deux conducteurs ou trois en triphasé, mais d'amplitude et de fréquence différentes. Les selfs à air S2 vont s'opposer par définition, amortir et finir par absorber la quasi totalité de cette pointe parasite. mime constatation en micro-coupure, mais cette fois à l'inverse, la micro-coupure s'annule du fait de la décharge des selfs dans le circuit du transformateur (3) et va maintenir une apparente tension au secondaire, suffisante pour ne plus apporter de perturbation dans les systèmes électroniiues à mémoire, micro-processeurs etc ... b) Sur surtensions d'origine atmosphérique : Une surtension d'origine atmosphérique par définition a deux piles, le nuage chargé d'électricit! statique et son point opposé la terre. La décharge se traduira donc par un amorçage entre ces deux points. Aussi, l'objet du présent est de canaliser cette décharge au plus tôt vers la terre, et par ailleurs d'interdire les cheminements dérivés tels qu'équipement du matériel à technologie électronique, ayant pour la plupart des liaisons directes ou indirectes avec la terre. Le procédé a donc été mis au point pour répondre à ces exigences. Les éclateurs (2) en monophasé et de meme en triphasé, vont répondre à la milliseconde et décharger la ligne vers la terre; l'éclateur en parallèle va réequilibrer les deux fils de la ligne si la foudre n'a pas élevé la tension identiquement et ainsi assurer l'allumage des deuxéaateurs (2). Mais ce temps de réponse est trop grand pour les composants intégrés qui répondent à la nanoseconde, aussi, il fallait absolument empocher le passage vers ceux-ci, et contrairement à ce que l'on pourrait croire, il ne s'agit pas dans ce cas d'une induction ferromégnétique normale, car nous rappelons que les deux potentiels sont chacun de part et d'autre du transformateur, mais d'un amorcage pur et simple entre primaire et secondaire, d'où passage statique au départ, puis métallique par destruction des isolants. En conséquence, le transformateur rapport 1 est la pièce stresse du système. En effet, son adaptation mécanique et la technique employée pour sa fabrication donnent une isolation galvanique entre primaire et secondaire de minimum 20 000 V. c'est le fruit de nos recherches et de mises au point contrées par de nombreux essais à 40 000 Volts qui sont l'objet du dép8t de brevet, ainsi que bien entendu de l'ensemble du dispositif. Pour plus de détails, ce traneforaateur à, en plus c'une séparation mécanique entre le primaire et le secondaire, une enveloppe avant et après bobinage, d'une chaussette en terphane ou produit similaire permettant une isolation galvanique de 20 000 V. par mm. d'épaisseur. Bien entendu, l'ensemble des calculs et adaptations préservent une qualité de rendement acceptable. Par ailleurs, le système est volontairement enfermé dans un bitter plastique et a été conçu pour éviter toute possibilité d'amorcage entre les différents circuits et les approches de masses, terres directes, etc ... dans le but de ne canaliser la charge vers la terre que par les éclateurs et éviter les claquages entre les différents éléments par ionisation de l'air. V- COITBBES DE COWIROLE Voir planche 6 figure 7 et 8 et planche 06figure 9. VI - Ce dispositif répond à un besoin pressant. En effet, les parasites et micro-coupures gènent beaucoup d'installations téléphoniques et informatiques, et par ailleurs, les effets destructeurs de la foudre sont devenue quasiment insupportables à l'heure actuelle, surtout en dehors du centre des villes. NOHENCLATURS DES PLANCHES Pi. 1/6 - Représentation schématique de l'atténuateur 220 Volts monophasé. Pi. 2/6 - Réprésentation schématique de l'atténuateur 220/380 Volts triphasé + neutre Pi. 3/6 - Vue de côtés d'an transformateur 220 Volts monophasé. Pi. 4/6 - Vue en coupe latérale d'un transformateur monophasé 220 Volts. Pi. 5/6 - Courbe représentative du courant de fuite (12) de l'atténuateur en fonction de la tension appliquée entre l'entrée et la sortie. Pi. 6/6 - Représentation du signal (l1) en sortie du dispositif en pleine puis sance, chute de tension et déformation du signal par rapport au signal (11) sinusoTdal du secteur E D F. NOMENCLATURE DES ELEMENTS REPRESENTES SUR LES PLANCHES 1/6 A 6/6 : i - Eclateurs 600 Volts reliés à la terre et en parallèle sur l'alimentation 220 Volts 2 - Selfs à air 3 - Transformateur rapport 1/1 220/220 Volts bobines primaire et secondairé séparées 4 - Transformateur triphasé rapport 1/1 220-380/ 220-380 Volts bobines primaire et secondaire séparées 5 - Isolant thermorétractable de terphane ou similaire, isolation au claquage 20 000 V par non. d'épaisseur 6 - Enroulement primaire 7 - Enroulement secondaire 8 - AmpèrEmètre 9 - Atténuateur 10 - Sinusoide du secteur E D F à l'entrée du dispositif 17 - Signal en sortie à la sortie du dispositif en pleine puissance 12 - Courbe du courant de fuite entre l'entrée et la sortie du dispositif en fonction de la tension appliquée entre l'entrée et la sortie, fig. 9. REVENDICATIONS : 1) Atténuateur de surtension caractérisé en ce qu'il comporte des éclateurs (1) canalisant la décharge de foudre, des selfs (2) faisant tampons, et un transformateur rapport 1/1 (3). 2) Atténuateur de surtension, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transformateur (3) et (4) comporte une isolation galvanique de 20 000 Volts minimum. 3) Atténuateur de surtension, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux selfs à air (2) permettant d'annuler les micro-coupures du secteur E D F. 4) Atténuateur de surtension, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux selfs à air (2) permettant de faire barrage aux surtensions du secteur s D F. 5) Atténuateur de surtension, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux éclateurs à gaz (i) permettant de canaliser les décharges de foudre vers la terre et d'interdire tous courants dérivés destructeurs vers le réseau d'utilisation raccordé en sa sortie. 6) Atténuateur de surtension, selon la revendication 1, caractérisé en ce l'ensemble de sa constitution mécanique est isolé galvaniquement à un minimum de 20 000 Volts, entre son entrée et sa sortie, et par rapport à la terre ou pièces indirectement reliées à la terre. (Schéma des planches 1/6 et 2/6).