Brevet FR3067470A1 — publié le 20181214

MESURE DE COURANT DANS UN RESEAU ELECTRIQUE MULTIPHASE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un dispositif de mesure de courant circulant dans un réseau électrique comportant plusieurs phases. Elle concerne plus particulièrement les capteurs magnétiques de type transformateur de courant à faible puissance, dit LPCT d'après l'anglais « Low Power Current Transformer ». L'invention s'applique aussi bien à des réseaux électriques de basse, moyenne ou haute tension. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un dispositif de mesure de courant utilisant des capteurs magnétiques de type transformateur de courant à faible puissance, dit LPCT, et destiné à un réseau à plusieurs phases comporte classiquement un capteur par phase. Pour vérifier qu'il y a ou non un défaut à la terre, il faut réaliser une sommation des mesures de courant par phase et les capteurs des trois phases doivent donc reliés. Pour cela, les capteurs sont intégrés dans un logement unique adapté à la configuration spécifique d'un appareillage électrique concerné, et les distances entre les capteurs sont fixes. Chaque appareillage comporte donc son propre boîtier, ce qui manque de flexibilité par rapport à la variété d'appareillages. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à résoudre les problèmes de la technique antérieure en fournissant un dispositif de mesure de courant circulant dans un réseau électrique comportant plusieurs phases, caractérisé en ce qu'il comporte - Des capteurs magnétiques de mesure de courant respectivement destinés à chaque phase du réseau électrique, chaque capteur magnétique étant logé dans un logement distinct, 2 - Un circuit électronique connecté aux capteurs magnétiques et comportant une résistance de shunt respectivement pour chaque phase du réseau électrique et une résistance de shunt globale pour toutes les phases du réseau électrique, chaque capteur magnétique étant apte à fournir un signal de mesure au circuit 5 électronique, le circuit électronique étant apte à produire des signaux de tension de phase respectivement représentatifs du courant circulant dans chaque phase et un signal de tension global représentatif de la somme vectorielle des courants circulant dans les phases du réseau électrique. Grâce à l'invention, le dispositif de mesure peut être adapté à la 10 distance entre les conducteurs des différentes phases du réseau électrique, ce qui procure une plus grande flexibilité. Ces conducteurs peuvent être des câbles, des barres ou des traversées conductrices rigides. Selon une caractéristique préférée, le dispositif de mesure de courant circulant dans un réseau électrique comportant plusieurs phases comporte au moins un 15 élément de liaison des logements des capteurs magnétiques entre eux, l'au moins un élément de liaison étant apte à relier les logements des capteurs magnétiques selon une distance variable entre eux. L'élément de liaison permet de solidariser les logements entre eux. Selon une caractéristique préférée, le circuit électronique est intégré 20 dans le logement de l'un des capteurs magnétiques. Selon une caractéristique préférée alternative, le circuit électronique est intégré dans un logement spécifique. La configuration du dispositif de mesure est ainsi adaptable aux besoins spécifiques de chaque réseau électrique, notamment en termes de contraintes 25 dimensionnelles. 3 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, décrit en référence aux figures dans lesquelles : 5 La figure 1 représente le dispositif de mesure de courant circulant dans un réseau électrique comportant plusieurs phases, selon un mode de réalisation de l'invention, Les figures 2a, 2b et 2c représentent le dispositif de mesure de courant circulant dans un réseau électrique comportant plusieurs phases selon différentes 10 configurations d'assemblage, selon un mode de réalisation de l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Selon un mode de réalisation préféré, représenté à la figure 1, le dispositif de mesure de courant circulant dans un réseau électrique multiphase comporte 15 un capteur magnétique 1, 2 et 3 de mesure de courant pour chaque phase. Le réseau électrique est par exemple un réseau moyenne tension, et il est triphasé dans le mode de réalisation représenté. Les conducteurs du réseau électrique ne sont pas représentés. Chaque capteur magnétique est un transformateur de courant à faible puissance, dit LPCT d'après l'anglais « Low Power Current Transformer ». Les capteurs 20 magnétiques 1, 2 et 3 sont chacun disposés dans un logement respectif. Selon un premier mode de réalisation représenté aux figures 2a, 2b et 2c, ce logement est un boîtier, par exemple en matériau de type PAT ou PA66 chargé en fibres de verre. Selon un second mode de réalisation, ce logement est simplement une enveloppe entourant le capteur. Cette enveloppe est réalisable par un surmoulage en 25 matériau époxy ou polyuréthane. Le logement permet d'assurer un bon niveau d'isolation électrique qui dépend du domaine de tension, ainsi que la tenue mécanique des capteurs. Tous les capteurs magnétiques sont reliés à un circuit électronique 5 qui comporte des résistances de shunt R1, R2, R3 et RG. Chacune de ces résistances permet 4 de fournir un signal de tension représentatif du courant circulant dans la résistance considérée. Le circuit électronique est par exemple réalisé sous la forme d'un circuit imprimé PCB (Printed Circuit Board). Chaque capteur magnétique 1, 2 et 3 a une première sortie reliée à une première borne d'une résistance de shunt respective R1, R2 et R3. 5 Les résistances de shunt R1, R2 et R3 ont une deuxième borne commune reliée à première borne d'une résistance de shunt globale RG. Chaque capteur magnétique 1, 2 et 3 a une deuxième sortie reliée à une deuxième borne de la résistance de shunt globale RG. Le point de connexion entre les résistances de shunt R1, R2 et R3 et la 10 résistance de shunt globale RG est une sortie du circuit électronique et est relié à un potentiel de référence. La première sortie de chaque capteur magnétique 1, 2 et 3 forme une sortie respective du circuit électronique. La tension V1, V2 et V3 entre la première sortie de chaque capteur magnétique 1, 2 et 3 et le potentiel de référence est représentative du 15 courant circulant respectivement dans chaque phase du réseau électrique. La deuxième borne de la résistance de shunt globale RG est une sortie du circuit électronique. La tension VG entre la deuxième borne de la résistance de shunt globale RG et le potentiel de référence est représentative de la somme vectorielle des courants circulant dans les phases du réseau électrique. Ce signal permet de vérifier s'il y 20 a ou non un défaut de terre. Le circuit électronique 5 fournit ainsi des signaux de mesure V1, V2 et V3 représentatifs des courants dans les différentes phases du réseau électrique ainsi qu'un signal de mesure VG représentatif de la somme vectorielle de ces courants. Ces quatre signaux de sortie V1, V2, V3 et VG sont ensuite fournis pour analyse à une unité de 25 commande non représentée, du type relais de protection par exemple. Le circuit électronique 5 est intégré dans un logement qui, selon une première variante, est le logement de l'un des trois capteurs magnétiques, ce qui permet de faire l'économie d'un logement propre dédié au circuit électronique. Dans ce cas, le logement du capteur intégrant également le circuit électronique est raccordé aux deux autres logements pour acheminer les signaux émis par ces capteurs vers le circuit 5 électronique et est raccordé à l'unité de commande pour transporter les quatre signaux de mesure. Dans une seconde variante, le logement du circuit électronique 5 peut aussi être un logement spécifique, par exemple lorsque les logements des capteurs sont 5 trop petits ou lorsque le logement des capteurs est une enveloppe surmoulée en époxy ou polyuréthane. Dans ce cas, le logement du circuit électronique 5 est raccordé aux trois capteurs pour acheminer les signaux émis par les capteurs et est raccordé à l'unité de commande pour transporter les quatre signaux de mesure. Les raccordements et interconnections entre les capteurs magnétiques 10 et le circuit électronique 5 sont réalisés par des câbles blindés flexibles. Le blindage permet de respecter les normes de compatibilité électromagnétique EMC (d'après l'anglais Electromagnetic Compatibility). Les figures 2a, 2b et 2c représentent différentes possibilités d'assemblage des logements des capteurs magnétiques. Ces logements sont des boîtiers 15 B1, B2 et B3 dans le mode de réalisation représenté. Comme mentionné plus haut, les capteurs magnétiques 1, 2 et 3 sont chacun logés dans un boîtier respectif. La forme des boîtiers B1, B2 et B2 est identiques et globalement en forme d'anneau. Ils comportent ainsi chacun une ouverture centrale destinée au passage d'un conducteur d'une phase du réseau électrique (non représenté). Les boîtiers B1, B2 et B3 sont adaptés pour être 20 assemblés les uns avec les autres, selon différentes configurations. Chaque boîtier comporte des trous cylindriques traversant T, ici au nombre de quatre, disposés en carré sensiblement sur la périphérie du boîtier. Le dispositif de mesure comporte également deux éléments intermédiaires de liaison L1 et L2 qui sont de forme générale allongée et comportent un trou traversant également de 25 forme oblongue. En variante, ce trou est remplacé par une succession de trous cylindriques alignés les uns à côté des autres. Les trous des boîtiers et des éléments de liaison sont destinés à recevoir des vis ou des tenons non représentés. Selon la figure 2a, les boîtiers sont assemblés selon une même 30 orientation et de manière décalée. Plus précisément, les boîtiers sont tous sensiblement 6 perpendiculaires à une même direction qui est celle des conducteurs de phases (non représentés). Un boîtier B2 en position centrale est décalé par rapport aux deux autres boîtiers B1 et B3 disposés de part et d'autre du premier. Dans le montage de la figure 2a, on voit que les boîtiers des capteurs 5 peuvent avantageusement se chevaucher partiellement, ce qui permet de les utiliser quand les conducteurs réseau sont rapprochés les uns des autres, c'est-à-dire quand l'écartement entre les conducteurs n'est pas suffisant pour installer les boîtiers les uns à côté des autres. Selon la figure 2b, les boîtiers sont également assemblés selon une 10 même orientation et de manière décalée, mais les boîtiers sont plus écartés les uns des autres que selon la figure précédente. Selon la figure 2c, les boîtiers sont également assemblés selon une même orientation, mais sont alignés dans un même plan. Dans tous les cas, les éléments de liaison L1 et L2 sont dans un plan 15 perpendiculaire à la direction des conducteurs des phases. Dans les figures 2a et 2b, les éléments de liaison sont placés entre le boîtier en position centrale et les deux autres boîtiers. Dans la figure 2c, les éléments de liaison sont placés contre les boîtiers. Dans tous les cas, les trous périphériques des boîtiers et les trous des éléments de liaison sont en vis-à-vis, de sorte que des vis (non représentées) peuvent être insérées dans les trous 20 périphériques des boîtiers et les trous des éléments de liaison pour rigidifier l'assemblage des boîtiers. L'assemblage REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure de courant circulant dans un réseau électrique comportant plusieurs phases, caractérisé en ce qu'il comporte - Des capteurs magnétiques (1, 2, 3) de mesure de courant respectivement destinés à chaque phase du réseau électrique, chaque capteur magnétique étant logé dans un logement distinct (B1, B2, B3), - Un circuit électronique (5) connecté aux capteurs magnétiques et comportant une résistance de shunt (R1, R2, R3) respectivement pour chaque phase du réseau électrique et une résistance de shunt globale (RG) pour toutes les phases du réseau électrique, chaque capteur magnétique (1, 2, 3) étant apte à fournir un signal de mesure au circuit électronique (5), le circuit électronique étant apte à produire des signaux de tension de phase (V1, V2, V3) respectivement représentatifs du courant circulant dans chaque phase et un signal de tension global (VG) représentatif de la somme vectorielle des courants circulant dans les phases du réseau électrique. 2. Dispositif de mesure de courant circulant dans un réseau électrique comportant plusieurs phases selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément (L1, L2) de liaison des logements (B1, B2, B3) des capteurs magnétiques entre eux, l'au moins un élément de liaison étant apte à relier les logements des capteurs magnétiques selon une distance variable entre eux. 3. Dispositif de mesure de courant circulant dans un réseau électrique comportant plusieurs phases selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit électronique (5) est intégré dans le logement de l'un des capteurs magnétiques. 8 4. Dispositif de mesure de courant circulant dans un réseau électrique comportant plusieurs phases selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit électronique (5) est intégré dans un logement spécifique. 5