Brevet FR2711279A1 — publié le 19950421

DISPOSITIF DE COUPURE A HAUTE TENSION PERMETTANT LA COUPURE DES COURANTS A PASSAGE PAR ZERO RETARDE La présente invention est relative à un dispositif de coupure à haute tension permettant la coupure des courants à passage par zéro retardé. On sait que dans les réseaux alternatifs à haute tension à compensation série, lors de l'apparition de certains défauts, le courant peut présenter une composante continue importante. La présence de cette composante continue peut entrainer le retard du passage par zéro du courant, et cela pendant plusieurs périodes. Il est alors difficile de couper le courant par des disjoncteurs classiques à hexafluorure de soufre (SF6). Il est bien connu pour remédier à ces problèmes d'augmenter la tension d'arc par des moyens convenables. Une tension d'arc élevée permet en effet d'absorber l'énergie de la composante continue du courant et de la faire tendre par zéro. Dans ce but, il a été proposé d'utiliser une chambre de coupure munie de moyens pour créer plusieurs arcs en série comme indiqué par exemple dans le document de brevet français n02 681 724. Il a également été proposé d'utiliser une chambre de coupure à fusibles permanents en série avec une chambre de coupure haute tension classique dans le document de brevet français n-2 678 770. La fusion des fusibles lors d'une opération de déclenchement sur défaut produit une très forte tension d'arc qui fait décroitre très rapidement la composante continue du courant de défaut. Il est connu également d'absorber l'énergie du réseau due à la composante continue en insérant temporairement une résistance sur le circuit. Une résistance convenable permet en effet de faire tendre vers zéro en un temps relativement court cette composante continue. Un tel agencement est décrit dans le document de brevet français n-2 683 937. Il est aussi connu que la présence en parallèle sur une chambre de coupure d'un disjoncteur d'un condensateur de grande capacité en série avec une inductance produit à l'ouverture du disjoncteur des oscillations du courant qui augmentent la tension d'arc et engendrent une instabilité de l'arc favorisant la décroissance de la composante continue du courant et son passage par zéro. C'est le cas décrit dans le document de brevet français n"2 684 486. Ces solutions nécessitent l'emploi d'appareils nouveaux. Le but de la présente invention est de résoudre le problème de la coupure de courants de défaut à passage par zéro retardé avec des disjoncteurs classiques, moyennant une modification particulièrement simple de l'appareillage de commande. L'invention a pour objet un dispositif de coupure à haute tension permettant la coupure des courants de défaut à passage par zéro retardé comprenant un disjoncteur à hexafluorure de soufre associé à des moyens de commande d'ouverture et de fermeture, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de détection du non passage par zéro du courant commandant un cycle comprenant une refermeture du disjoncteur suivie immédiatement d'une réouverture, si après un délai (Ts) donné après la détection du défaut qui à entraîné l'ouverture du disjoncteur, il ne constate pas de passage par zéro du courant. L'invention est décrite ci-après plus en détail en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est un graphe montrant les variations d'un courant alternatif à passage par zéro retardé. - la figure 2 est une vue schématique partielle du circuit de commande du disjoncteur selon l'invention. L'oscillogramme de la figure 1 montre le courant de défaut avec le passage par zéro du courant retardé. En abscisses est représenté le temps et en ordonnées l'intensité du courant. Le courant de défaut apparaît à l'instant tO et contribue à retarder le passage suivant par zéro jusqu'à un certain instant. Par essais et/ou simulations, il est possible de calculer, pour un réseau donné et les courants de défaut prévus, le laps de temps maximal avant le passage par zéro et donc l'instant tzmax de ce passage par zéro. Dans l'exemple de la figure 2, qui correspond à un courant à 60 Hz, ce temps est voisin de 8 pseudo-périodes à 60 Hz, soit 133 ms environ A l'apparition du courant de défaut à l'instant to, l'ordre d'ouverture du disjoncteur est lancé et ce dernier s'ouvre à l'instant tl. Selon l'invention, on associe à la commande du disjoncteur, qui est un disjoncteur classique à SF6 à soufflage d'arc, un dispositif de détection du passage par zéro du courant, comme il va être expliqué maintenant en référence à la figure 2. Dans la figure 2, les références BO et BF désignent les bobines commandant respectivement l'ouverture et la fermeture du disjoncteur, représenté symboliquement par le rectangle D. Elles sont alimentées par une source non représentée à travers des contacts de relais CO et CF. Un défaut sur la ligne L est détecté par un transformateur de courant TC qui transmet l'information à un relais R commandant la fermeture du contact CO pour l'alimentation de la bobine BO permettant l'ouverture du disjoncteur. Les références CSO et CSF désignent les contacts auxiliaires, (appelés aussi contacts signaux), associés au disjoncteur, et dont le rôle est de signaler respectivement l'état ouvert et l'état fermé du disjoncteur Selon l'invention, on associe au disjoncteur un circuit CD de détection de passage par zéro du courant de la ligne, alimenté par le transformateur de courant TC. Ce circuit CD comporte une horloge interne mise en route par l'ordre d'ouverture du disjoncteur . Si, avant l'expiration d'une durée Ts donnée, le circuit CD détecte un passage par zéro du courant, le circuit CD ne délivre aucun signal et le disjoncteur reste ouvert et coupe le courant de défaut. Si, à l'expiration de la durée Ts le circuit CD n'a pas constaté de passage par zéro du courant de la ligne, il émet un signal fermant le contact CF, permettant ainsi l'alimentation de la bobine BF et la fermeture du disjoncteur. Le contact auxiliaire de fermeture CSF se ferme lorsque la manoeuvre de fermeture du disjoncteur est achevée et autorise une nouvelle ouverture; le défaut étant toujours présent, le relais R délivre un signal de commande de la fermeture du contact CO; il en résulte l'alimentation de la bobine d'ouverture BO et l'ouverture définitive du disjoncteur. La durée Ts est préférentiellement choisie sensiblement entre 1,5 et 2 pseudo-périodes du courant de ligne; elle est donc comprise entre 25 et 33 ms pour du courant à 60 Hz ou entre 30 et 40 ms pour du courant à 50 Hz. On se rappelle que le temps maximal tzmax de passage par zéro du courant est voisin de 110 ms après le temps to. Si on fixe à 40ms la durée Ts , si l'on note que la durée de fermeture du disjoncteur est de l'ordre de 60 ms, que les temps de réponse des relais d'ouverture et du contact auxiliaire de fermeture sont chacun de 10 ms environ, on constate que la seconde ouverture a lieu entre 120 et 150 ms, c'est-à-dire avec la certitude de voir le courant passer par zéro. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de coupure à haute tension permettant la coupure des courants de défaut à passage par zéro retardé comprenant un disjoncteur à hexafluorure de soufre associé à des moyens de commande d'ouverture et de fermeture, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (CD) de détection du non passage par zéro du courant commandant un cycle comprenant une refermeture du disjoncteur (D) suivie immédiatement d'une réouverture, si après un délai (Ts) donné après la détection du défaut qui à entraîné l'ouverture du disjoncteur, il ne constate pas de passage par zéro du courant. 2/ Dispositif de coupure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le délai Ts est compris entre 1,5 et 2 pseudo-périodes du courant.