Brevet FR2738962A1 — publié le 19970321

L'invention concerne un dispositif de protection pour un dérivateur de surtensions, le dispositif de protection étant un sectionneur connu comportant un transformateur à travers lequel sont guidés le conduc- teur extérieur allant vers le dérivateur de surtensions et le neutre et dans lequel on a prévu un relais déclen- cheur qui actionne, via un mécanisme de commutation, les contacts disjoncteurs dans l'alimentation vers le dériva- teur de surtensions. Comme protection contre des dégâts provoqués par des surtensions, on utilise souvent des dérivateurs de surtensions avec des varistances comme éléments de limitation de la tension. Les varistances soxit connec- tées entre les bornes pour le neutre ou le conducteur extérieur d'une part et les bornes du conducteur de protection d'autre part ainsi qu'entre celles pour le neutre et le conducteur extérieur. En foncti.nnement normal, une varistance ne con- duit qu'un très faible courant de fuite. Si elle est surchargée par un grand nombre ce petits courants de choc, elle est endommagée de manière irréversible et le courant de fuite augmente. Le courant de fuite provoque un échauffement de la varistance qui, en fonction de l'endommagement, peut devenir important et la varis- tance peut donc présenter un risque d'incendie. Il est par conséquent nécessaire que le dérivateur de surten- sions avec un courant de fuite trop élevé soit directe- ment isolé du réseau. Selon l'état de la technique, on dispose des fusibles présentant par exemple un courant nominal In Il faut toutefois observer ici qu'un fusible ayant sa propre caractéristique ne convient pas pour la résolu- tion de ce problème car il déclenche chaque fois qu'il est traversé par un courant de choc nominal (5 kA, 8/20 ks) de telle manière que l'installation qui le suit est sans protection de surtension. En outre, lorsque la varistance est défectueuse, elle n'est séparée du ré- seau qu'à un courant de fuite très élevé et le risque d'incendie existe donc déjà. Selon le document EP-0 350 477 A2, on dispose un sectionneur de conducteur dont le contact est disposé dans le circuit de terre derrière le dérivateur de surtensions. En ce qui concerne ce sectionneur, il s'agit essentiellement d'un commutateur de sécurité du courant de défaut résistant au courant de choc. La coupure du dérivateur de surtensions ne se fait que lorsque le courant de fuite dépasse une certaine valeur dans le circuit du conducteur de protection. Toutes les varistances disposées entre le neutre et le conducteur extérieur ne sont pas surveillées. De même, la coupure des varistances disposées entre le neutre ou le conduc- teur extérieur et le conducteur de protection n'est pas suffisante car le dérivateur de surtensions n'est coupé que du conducteur de protection, pas du réseau d'ali- mentation. Un courant de fuite trop élevé peut par conséquent passer à travers les varistances même après un déclenchement du sectionneur. Lorsqu'une varistance disposée entre un conducteur extérieur et le conducteur de protection devient conductrice suite à une surchar- ge, le sectionneur coupe le dérivateur de surtensions du conducteur de protection. Il s'ensuit que les autres varistances entre un conducteur extérieur et le conduc- teur de protection sont surchargées car elles sont soumises en continu à la tension du conducteur exté- rieur. Le courant de fuite qui se forme alors doit être arrêté par les fusibles placés plus en avant dans le circuit. Un échauffement non permis du dérivateur de surtensions est de cette manière préprogrammé. Par le document EP-O 385 832 A1, on connaît des dispositifs dans lesquels la protection contre les surtensions est installée après un commutateur de sécu- rité de courant de défaut sélectif, résistant aux cou- rants de choc. Dans ces dispositifs, le neutre et le conducteur extérieur sont guidés en série à travers le transformateur du commutateur de sécurité de courant de défaut. Cette disposition ne convient pas non plus pour surveiller les varistances connectées entre le neutre et le conducteur extérieur. En outre, on connaît, par le document DE 41 27 457, des dispositifs dans lesquels le sectionneur et les varistances sont logés dans un bâti. En ce qui con- cerne le sectionneur, il s'agit ici également essen- tiellement d'un commutateur de sécurité du courant de défaut. Etant donné qu'il ne faut remplacer que les éléments de protection contre les surtensions suite au vieillissement ou à la surcharge, cette solution n'est pas raisonnable. En outre, cette disposition connue ne protège pas les varistances disposées entre le neutre et le conducteur extérieur à cause du bobinage du cir- cuit primaire, du neutre et du conducteur extérieur qui sont guidés en série à travers le transformateur. L'objet de l'invention réside en la mise au point d'un dispositif de protection sur base d'un sectionneur qui protège non seulement les varistances reliées au conducteur de protection PE mais également les varis- tances entre le neutre et les conducteurs extérieurs. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que, le câblage du bobinage primaire du transformateur dans le sectionneur est raccordé au neutre, est à contre-sens par rapport aux câblages des bobinages auxquels sont raccordés les conducteurs extérieurs. De préférence le sectionneur convient pour le raccordement d'un réseau monophasé ainsi que d'un réseau triphasé. Les figures du dessin représentent un exemple d'exécution de l'invention qui est explicité dans la suite en se référant aux caractéristiques de techniques de commutation connues. La fig. 1 représente un schéma de connexion d'un déri- vateur de surtensions connu pour un réseau triphasé, la fig. 2 représente un schéma de connexion d'un déri- vateur de surtensions connu pour un réseau monophasé et la fig. 3 représente un schéma de connexion du disposi- tif de protection connu d'un sectionneur de conducteur quadripolaire avec un dérivateur de surtensions. Selon les fig. 1 et 2, on utilise souvent pour la protection contre des endommagements provoqués par des surtensions des dérivateurs de surtensions 10 compor- tant des varistances 11, 12 comme éléments de limita- tion de tension. Ces varistances sont disposées entre les bornes pour le neutre 1 et le conducteur extérieur 2 et pour le conducteur de protection 13 ainsi qu'entre celles pour le neutre et le conducteur extérieur. Comme on peut le voir dans la fig. 3, on utilise comme dispo- sitif de sécurité pour un dérivateur de surtensions 10, un sectionneur 6 qui fonctionne selon le principe connu d'un commutateur de sécurité pour un courant de défaut à temporisation et résistant au courant de choc. Il est constitué par un transformateur 7 à travers lequel sont guidés le neutre 1 et le conducteur extérieur 2. Le bobinage secondaire 9 du transformateur 7 relie le relais de déclenchement 5 à un comnutateur de tempori- sation 8. Le relais de déclenchement 5 actionne un mécanisme de commutation 4 qui ouvre simultanément tous les contacts d'interruption 3. Le neutre i est guidé à contre-sens par rapport aux conducteurs extérieurs 2 à travers le transformateur 7. Lorsque le courant de fuite augmente à cause d'un quelconque élément de pro- tection contre les surtensions que sont les varistances 11, 12 à cause d'une surcharge ou d'une charge avec des faibles courants de choc à cause d'un endommagement irréversible des varistances 11, 12, cette augmentation du courant de fuite est prise comme une différence par le transformateur 7. On induit ainsi une tension dans le bobinage secondaire 9 qui provoque un déclenchement temporisé en intégrant la temporisation 8 du relais dé- clencheur 5 et qui active le mécanisme de commutation 4 et sépare le dérivateur de surtensions 10 du réseau. Etant donné que le sectionneur 6 commute au plus tard à un courant de fuite de 30 mA, on exclut un échauffement non autorisé du dérivateur de surtensions 10. Etant donné que le neutre 1 passe, comme mentionné cidessus, à contre-sens par rapport au conducteur externe à tra- vers le transformateur 7, le sectionneur 6 décrit ici surveille non seulement les varistances 12 connectées au conducteur de protection 13 mais également les va- ristances 11 connectées entre le neutre 1 et le conduc- teur extérieur 2. La disposition selon l'invention ne permet pas un échauffement non autorisé du dérivateur de surtensions 10 après le déclenchement du sectionneur 6 car tous les pôles du dérivateur de surtensions sont séparés du réseau d'alimentation Ll, L2, L3 et N. Le commutateur à temporisation 8 provoque que le relais déclencheur 5 ne déclenche qu'après une durée d'impulsion donnée de telle manière que le sectionneur 6 ne coupe pas le dérivateur de surtensions 10 du cir- cuit lors de courtes pointes de courant mais uniquement lors de courants de fuite élevés durables. De préférence les varistances 11, 12 peuvent être remplacées en une seule pièce. Revendications 1. Dispositif de protection pour un dérivateur de surtensions, le dispositif de protection étant un sec- tionneur connu comportant un transformateur à travers lequel sont guidés le conducteur extérieur allant vers le dérivateur de surtensions et le neutre et dans le- quel on a prévu un relais déclencheur qui actionne, via un mécanisme de commutation, les contacts disjoncteurs dans l'alimentation vers le dérivateur de surtensions, caractérisé en ce que le câblage du bobinage primaire (15) du transformateur (7) dans le sectionneur (6) est raccordé au neutre (1), est à contre-sens par rapport aux câblages des bobinages (14) auxquels sont raccordés les conducteurs extérieurs (2). 2. Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sectionneur (6) convient pour le raccordement d'un réseau monophasé ainsi que d'un réseau triphasé. 3. Dispositif de protection selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce que le dérivateur de surten- sions (10) est équipé de varistances (11, 12) comme éléments de surtension qui peuvent être remplacées en une seule pièce.