Brevet FR2716044A1 — publié le 19950811

La présente invention concerne le domaine des dispositifs de protection des équipements électroniques et/ou électrotechniques à l'encontre de surtensions transitoires. Plus précisément, la présente invention concerne le domaine des dispositifs de protection à base de parafoudre comportant au moins une varistance, pour réseaux de distribution électrique de type T-T. On a déjà proposé de nombreux dispositifs de protection à l'encontre de surtensions transitoires, comportant au moins une varistance, pour cette application. On rappelle que les réseaux de distribution électriques de type T-T sont des installations dans lesquelles le neutre est relié à la terre au niveau du poste source, tandis que la masse des installations est reliée à la terre. Comme on l'a représenté sur la figure 1 annexée, on a proposé ainsi des dispositifs de protection comprenant une varistance V1 connectée entre une ligne de neutre et la ligne de phase, deux varistances V2, V3 connectées entre les mêmes lignes de neutre et de phase, le point commun aux deux varistances V2, V3 étant relié à la ligne de terre par l'intermédiaire d'un éclateur P1. Comme on l'a représenté sur la figure 2, on a également proposé des dispositifs de protection comprenant trois varistances V4, VS, V6 ayant une première extrémité reliée respectivement à une ligne de phase, neutre et terre, la seconde extrémité desdites varistances étant reliée à une entrée respective d'un éclateur multipolaire commun P2. Les solutions connues représentées sur les figures 1 et 2 annexées et rappelées précédemment ne donnent cependant pas totalement satisfaction. La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les dispositifs de protection existants, en particulier pour améliorer la protection de la ligne de neutre. La présente invention a en particulier pour but de respecter un impératif des réseaux de distribution T-T qui est de ne jamais relier la ligne de neutre en permanence à la ligne de terre. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif de protection comprenant une première varistance reliée directement entre la ligne de neutre et la ligne de phase et une seconde varistance reliée directement entre la ligne de phase et la ligne de terre. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, il est prévu un éclateur entre la ligne de neutre et la ligne de terre. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - les figures 1 et 2 précédemment décrites représentent schématiquement des dispositifs de protection conforme à l'état de la technique, et - les figures 3 à 7 annexées représentent cinq variantes de réalisation d'un dispositif de protection conforme à la présente invention. Selon le premier mode de réalisation conforme à la présente invention représenté sur la figure 3 annexée, le dispositif de protection comprend une première varistance V10 connectée directement entre la ligne de neutre N et la ligne de phase +, et une seconde varistance V20 connectée entre la ligne de phase + et la ligne de terre T. Les surtensions transitoires appliquées à la ligne de phase + s'écoulent à la terre par l'intermédiaire de la varistance V20. Les surtensions transitoires appliquées à la ligne de neutre N s'écoulent à la terre par l'intermédiaire des deux varistances V10 et V20 reliées alors en série. Si en fin de vie, la varistance V10 se place en quasi court-circuit ou faible impédance, il y a fonctionnement des protections amont (surcourant) équipant tout réseau de distribution de type T-T. De même, si en fin de vie, la varistance V20 se place en quasi court-circuit ou faible impédance, il y a fonctionnement des protections amont (différentiel) équipant tout circuit de type T-T. Par ailleurs, en cas de choc transitoire entre le neutre et la terre suffisamment important pour détruire les deux varistances V10 et V20, le système est ramené dans les deux cas précédemment décrits pour lesquels les protections amont sont activées. On comprend ainsi que le dispositif de protection représenté sur la figure 3 assure une protection efficace de la ligne de neutre N, sans risquer de mettre celle-ci à la terre de façon permanente en fin de vie des varistances V10 et V20. Selon le second mode de réalisation représenté sur la figure 4, on retrouve une première varistance V10 connectée directement entre la ligne de neutre N et la ligne de phase + et une deuxième varistance V20 connectée directement entre la ligne de phase + et la ligne de terre T. En outre, il est prévu un éclateur P30 connecté directement entre la ligne de neutre N et la ligne de terre T. Typiquement l'éclateur P30 est conçu pour s'étendre lorsqu'il est soumis à une tension inférieure à 20Volts entre la ligne de neutre N et la ligne de terre T. L'éclateur P30 est conçu pour supporter les surtensions maximales appliquées à la ligne de neutre N. Par ailleurs, l'éclateur P30 est conçu pour se placer en état de circuit ouvert, et non pas en circuit fermé, en cas de destruction due par exemple à des chocs supérieurs à ses capacités nominales ou maximales. Il s'agit avantageusement d'un éclateur à gaz de capacité suffisante pour tenir les chocs les plus élevés ou d'un éclateur auto-extinguible. Par rapport à la variante représentée sur la figure 3, le mode de réalisation de la figure 4 offre l'avantage de minimiser les tensions résiduelles entre la ligne de neutre N et la ligne de terre T, tensions résiduelles pouvant apparaître aux bornes des varistances V10 et V20 selon la figure 3. La variante de réalisation représentée sur la figure 5 se distingue de celle précédemment décrite illustrée sur la figure 4 par le fait qu'il est prévu une troisième varistance V40 connectée en série de l'éclateur P30 entre la ligne de neutre N et la ligne de terre T. Cette varistance V40 a pour intérêt de faciliter l'extinction de l'éclateur P30 y compris dans le cas d'un défaut du réseau conduisant à une augmentation de potentiel du neutre. Pour le reste, le mode de réalisation représenté sur la figure 4 offre la même protection que les modes de réalisation illustrés sur les figures 3 et 4. Le mode de réalisation représenté sur la figure 6 se distingue de celui précédemment décrit en regard de la figure 4 par le fait qu'il est prévu un fusible F50 en série de l'éclateur P30 entre la ligne de neutre N et la ligne de terre T. Le fusible F50 est calibré pour ouvrir la branche passant par l'éclateur P30, entre le neutre N et la terre T, en cas de choc suffisamment important pour risquer la mise en court-circuit de l'éclateur P30. De façon typique, on peut utiliser un éclateur à gaz P30 que le constructeur garantit pour supporter 20 fois son courant nominal, par exemple 20x10kA sous choc transitoire de forme 8/20 et un fusible F50 calibré pour couper sous un choc à lOkA. Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 7 on retrouve une première varistance V10 connectée directement entre la ligne de neutre N et la ligne de phase +, une deuxième varistance V20 connectée directement entre la ligne de phase t et la ligne de terre T et enfin une branche comprenant en série l'éclateur P30, une varistance V40 et un fusible F50 connectés entre la ligne de neutre N et la ligne de terre T. Comme indiqué précédemment, la varistance F40 facilite l'extinction de l'éclateur P30. Par ailleurs le fusible F50 garantit l'ouverture de la branche passant par l'éclateur P30 et reliée entre la ligne de neutre N et la ligne de terre T, en cas de choc suffisamment important pour risquer la mise en court-circuit de l'éclateur P30. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection d'équipements électroniques et/ou électrotechniques à l'encontre de surtensions transitoires, pour réseaux de distribution électrique de type T-T, caractérisé par le fait qu'il comprend une première varistance (V10) connectée directement entre la ligne de neutre (N) et la ligne de phase (+) et une deuxième varistance (V20) connectée directement entre la ligne de phase (+) et la ligne de terre (T). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un éclateur (P30) connecté entre la ligne de neutre (N) et la ligne de terre (T). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une varistance (V40) connectée en série de l'éclateur (P30) entre la ligne de neutre (N) et la ligne de terre (T). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un fusible (F50) connecté en série de l'éclateur (P30) entre la ligne de neutre (N) et la ligne de terre (T). 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend une branche comprenant en série un éclateur (P30), une varistance (V40) et un fusible (F50) connectés entre la borne de neutre (N) et la borne de terre (T). 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'éclateur (P30) est un éclateur à gaz. 7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que l'éclateur (P30) est conçu pour se placer en circuit ouvert, en cas de défaut. 8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que l'éclateur (P30) est conçu pour s'éteindre sous une tension inférieure à 20 volts.