Brevet FR2868889A1 — publié le 20051014

La présente invention se situe dans le domaine des dispositifs de mise à la terre automatique du point de neutre d'un transformateur de classe HTAIBT en aval duquel, sur un réseau électrique basse tension, est situé un appareillage de coupure et/ou de protection auquel le dispositif de mise à la terre automatique est couplé. A l'heure actuelle, cette mise à la terre est réalisée de manière automatique sur deux types d'appareillage de coupure et/ou de protection: les disjoncteurs et les interrupteurs. Dans de telles réalisations, la mise à la terre automatique du neutre est directement liée au système d'ouverture de l'interrupteur ou du disjoncteur. Lorsque la fonction de coupure et/ou de protection est réalisée par l'intermédiaire d'éléments de sectionnement, de type barrette, ou d'éléments de protection de type fusible, cette solution est inexploitable, la seule opération réalisée sur ces éléments de sectionnement ou de protection étant leur retrait ou leur engagement. La présente invention vise à fournir un dispositif simple et fiable permettant d'effectuer une mise à la terre automatique du point de neutre d'un transformateur HTAIBT au niveau d'éléments de sectionnement de type barrette, ou de protection de type fusible, situés en aval sur un réseau basse tension. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un dispositif de mise à la terre automatique du point de neutre d'un transformateur de classe HTAIBT en aval duquel sur un réseau basse tension est situé un appareillage de coupure et/ou de protection auquel le dispositif est destiné à être couplé, dans lequel dispositif l'appareillage de coupure et/ou de protection est essentiellement constitué d'au moins un élément de sectionnement, du genre barrette, ou de protection, du genre fusible, sur le neutre du transformateur, le retrait de l'élément de sectionnement ou de protection provoquant de manière automatique l'actionnement d'un organe de manoeuvre électriquement non conducteur pour la manoeuvre d'un élément électriquement conducteur mobile de contact relié au point de neutre du transformateur par l'intermédiaire d'une pièce fixe conductrice, et apte à être mis en contact avec une pièce fixe conductrice reliée à la terre des masses. Ainsi, l'idée inventive consiste à asservir la mise à la terre du neutre 35 du transformateur au retrait d'un élément de protection ou de sectionnement du neutre. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe de manoeuvre électriquement non conducteur est accouplé à un moyen à accumulation d'énergie, qui accumule une énergie mécanique durant la manoeuvre de retrait de l'élément de protection ou de sectionnement du neutre, et libère cette énergie lors du retrait de l'élément de sectionnement ou de protection, dans un mouvement brusque qui établit une continuité électrique et réalise ainsi la mise à la terre du point de neutre du transformateur, indépendamment de la vitesse imprimée par l'opérateur lors de l'extraction de l'élément de sectionnement ou de protection. Selon un autre aspect de l'invention, les deux pièces fixes reliées électriquement l'une au point de neutre du transformateur, l'autre à la terre des masses, réalisent un limiteur de surtension, c'est-à-dire un éclateur, ainsi prévu pour faire face au risque de montée de potentiel excessive des masses du circuit primaire du transformateur lors d'un défaut monophasé HTA, dans le cas d'un courant de défaut important ou d'une valeur fluctuante de la prise de terre. Les deux pièces constituant l'éclateur étant fixes, sa tenue diélectrique est stable dans le temps. L'organe de manoeuvre électriquement non conducteur est réalisé par exemple sous la forme d'un bras pivotant qui porte l'élément conducteur mobile de contact, et dont le retrait de l'élément de sectionnement ou de protection du neutre provoque le basculement par l'intermédiaire d'un moyen formant ressort. Selon une possibilité avantageuse, le moyen formant ressort est électriquement conducteur et assure lui-même la continuité électrique entre la pièce fixe reliée au point de neutre du transformateur et l'élément conducteur mobile de contact. Le moyen formant ressort est réalisé par exemple sous la forme d'un ressort de torsion dont une première branche fixe prend appui contre la pièce fixe reliée au point de neutre du transformateur, et dont une seconde branche est solidaire de l'élément conducteur mobile de contact. Le dispositif objet de l'invention présente également l'avantage de ne pas limiter le nombre de départs protégés du transformateur. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé sur lequel: - la figure 1 est un schéma de description générale et synoptique du principe de l'invention; - la figure 2 est un schéma de principe d'un premier mode de réalisation de l'invention (sans accumulation d'énergie) ; - la figure 3 est également un schéma de principe d'un second mode de réalisation intégrant un moyen à accumulation d'énergie; - la figure 4 représente un exemple de réalisation selon le mode de la figure 2, dans une première position dans laquelle le point de neutre du transformateur est relié à la terre des masses; - la figure 5 est une vue du dispositif de la figure 4 dans une autre position dans laquelle le point de neutre du transformateur n'est pas relié à la 10 terre des masses. La figure 1 montre un transformateur 1 de classe HTABT avec un unique départ basse tension. Des fusibles de protection 2 sont disposés sur les phases et une barrette de sectionnement 3 assure la continuité électrique entre le point de neutre du secondaire du transformateur 1 et le neutre du circuit aval. Un dispositif de mise à la terre 4 selon l'invention est positionné à proximité de la barrette de sectionnement 3 du neutre. Son encombrement garantit une distance diélectrique suffisante pour ne pas créer d'amorçage diélectrique durant la mise en place ou le retrait de la barrette de sectionnement 3. Un premier mode de réalisation du dispositif 4 est représenté dans son principe sur la figure 2: le dispositif 4 est essentiellement compris dans un boîtier isolant 5 et comporte un organe de manoeuvre 6 non conducteur électriquement pour la manoeuvre d'un élément mobile 7 de contact. Le boîtier isolant 5 assure un maintien fixe du dispositif 4 par rapport à la barrette de sectionnement 3. Le boîtier isolant 5 comporte une première pièce fixe de neutre 8 reliée au point de neutre du transformateur 1 et une seconde pièce fixe de terre 9 reliée à la terre des masses. Ces pièces fixes 8 et 9 réalisent un éclateur à même de créer un amorçage entre le point de neutre du transformateur 1 et la terre des masses. Dans ce premier mode de réalisation, la mise à la terre est directement dépendante de la vitesse imprimée par l'opérateur lors du retrait de la barrette de sectionnement 3 du neutre. Sur la figure 3, l'organe de manoeuvre 6 est accouplé à un moyen à accumulation d'énergie 10. Dans ce second mode de réalisation, la mise à la terre est effectuée par le retour brusque du moyen à accumulation d'énergie 10 dans sa position d'équilibre, indépendamment de la vitesse imprimée par l'opérateur lors de la manoeuvre de retrait de la barrette de sectionnement 3. Dans l'exemple de réalisation détaillé sur les figures 4 et 5, l'élément conducteur mobile de contact est réalisé sous la forme d'une lame mobile 7 portée par un bras pivotant 6 réalisant l'organe de manoeuvre électriquement non conducteur. Le bras 6 débouche hors du boîtier isolant 5 de sorte que la barrette de sectionnement 3 du neutre peut venir en appui sur ce bras 6. En plus d'assurer une fonction première de rappel mécanique, le moyen formant ressort 11 assure la continuité électrique entre le point de neutre du transformateur 1 et la lame mobile 7. Il est réalisé sous la forme d'un ressort de torsion 11, dont une première branche est fixe, et dont une seconde branche mobile est solidaire de la lame mobile 7 et du bras pivotant 6. La première pièce fixe de neutre reliée au neutre du transformateur 1 est réalisée sous la forme d'une patte fixe 8, tandis que la seconde pièce fixe de terre reliée à la terre des masses est ici un axe de terre 9. la première branche fixe du ressort de torsion 11 prend appui contre la patte fixe 8. La mise à la terre du point de neutre du transformateur 1 est ainsi effectuée par mise en contact de la lame mobile 7 avec l'axe de terre 9, comme suit. Dans la position de la figure 4, la barrette de sectionnement 3 du neutre est retirée: le point de neutre du secondaire du transformateur 1 n'est pas relié au neutre du circuit aval, mais il est relié à la terre des masses car la lame mobile 7 est en contact avec l'axe de terre 9, sous l'effet du ressort 11. Dans la position de la figure 5, la barrette de sectionnement 3 du neutre est en place et établit la continuité entre le point de neutre du transformateur et le neutre du circuit aval. De par l'appui de la barrette de sectionnement 3 sur le bras pivotant 6, ce dernier bascule et contraint le ressort de torsion 11, de sorte que le contact entre la lame mobile 7 et l'axe de terre 9 est supprimé : le point de neutre du transformateur 1 n'est plus relié à la terre des masses. Dès que l'on retire la barrette de sectionnement 3, l'appui sur le bras 6 disparaît et l'effort correspondant exercé sur le ressort de torsion 11 est annulé : la seconde branche mobile du ressort 11 fait basculer le bras pivotant 6 de sorte que la lame mobile 7 revient en position de butée sur l'axe de terre 9 dans la situation dépeinte en figure 4. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution décrites ci-dessus à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention: en l'appliquant à un transformateur à départs multiples; en mécanisant l'extraction ou la modification de position des éléments de coupure ou de protection; en utilisant tout autre moyen pour assurer la fonction du ressort de torsion 10 11, en employant des éléments de sectionnement sur les phases et sur le neutre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mise à la terre automatique du point de neutre d'un transformateur de classe HTABT en aval duquel sur un réseau basse tension est situé un appareillage de coupure et/ou de protection auquel le dispositif est destiné à être couplé, ledit dispositif (4) étant caractérisé en ce que l'appareillage de coupure et/ou de protection est essentiellement constitué d'au moins un élément de sectionnement, du genre barrette (3), ou de protection, du genre fusible, sur le neutre du transformateur (1), le retrait de l'élément de sectionnement (3) ou de protection provoquant de manière automatique l'actionnement d'un organe de manoeuvre électriquement non conducteur (6) pour la manoeuvre d'un élément électriquement conducteur mobile de contact (7), relié au point de neutre du transformateur (1) par l'intermédiaire d'une pièce fixe (8) conductrice, et apte à être mis en contact avec une pièce fixe (9) conductrice reliée à la terre des masses. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre électriquement non conducteur (6) est accouplé à un moyen à accumulation d'énergie (10). 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux pièces fixes (8, 9), reliées électriquement l'une (8) au point de neutre du transformateur (1) et l'autre (9) à la terre des masses, réalisent un limiteur de surtension. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre électriquement non conducteur est réalisé sous la forme d'un bras pivotant (6) qui porte l'élément conducteur mobile de contact (7), et dont le retrait de l'élément de sectionnement (3) ou de protection du neutre provoque le basculement par l'intermédiaire d'un moyen formant ressort (11). - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen formant ressort (11) est électriquement conducteur et assure lui-même la continuité électrique entre la pièce fixe (8) reliée au point de neutre du transformateur (1) et l'élément conducteur mobile de contact (7). 6 - Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le moyen formant ressort est réalisé sous la forme d'un ressort de torsion (11) dont une première branche fixe prend appui contre la pièce fixe (8) reliée au point de neutre du transformateur (1), et dont une seconde branche est solidaire de l'élément conducteur mobile de contact (7).