<Desc/Clms Page number 1>
MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Perfectionnements aux relais à résonance.
On utilise couramment les relais à résonance comme récepteurs de courants à fréquences musicales superposés sur les réseaux de distribution d'énergie électrique; ces relais doivent fonctionner pour des fréquences bien déterminées des courants superposés et on conçoit que leur sélectivité en fonction de la fréquence soit également sous la dépendance de la tension des courants superposés qui les alimentent.
Un tel relais comporte d'ordinaire un condensateur en série sur le circuit d'excitation de l'organe mécanique de réception; cet organe étant le plus souvent constitué par une
<Desc/Clms Page number 2>
lame vibrante; le condensateur assure alors, entre autres choses, dans le circuit du relais, la limitation à une valeur acceptable de l'intensité du courant de basse fréquence distribué par le réseau.
On sait que la propagation des courants superposés s'effectue, depuis leur point de superposition, centrale ou sous-station, dans des conditions telles que leur tension ne puisse être garantie constante tout le long du réseau; bien entendu on choisit toujours pour un réseau déterminé des fréquences, comprises dans le domaine des fréquences musicales, pour lesquelles les phénomènes de surtension sont le plus réduits possible; néanmoins, il n'est pas en général possible de les éviter complètement.
Or, les surtensions aux fréquences des courants superposés sont néfastes parce qu'elles peuvent, d'une part, détériorer ou user prématurément les relais à résonance et, d'autre part, provoquer le fonctionnement intempes-' tif de ces derniers,car leur sélectivité en fonction de la fréquence ne peut être garantie qu'entre des limites bien déterminées et assez étroites de la tension des courants superposés qui les alimentent. On se protège contre des perturbations de cette nature en shuntant l'enroulement d'excitation du relais par un éclateur ou limiteur de tension, dans l'air par exemple, comportant ou non en série une résistance considérée comme valeur pratiquement invariable; toutefois, ce mode de protection présente de graves inconvénients dans le cas où l'enroulement d'excitation est associé en série avec un condensateur.
Or une telle association de ces deux éléments est pratiquement obligatoire.
En effet, dans ce cas, toute variation brusque de la tension du réseau, quelle qu'en soit la cause, provoque la circulation dans la bobine d'excitation du relais d'un courant
<Desc/Clms Page number 3>
de charge ou de décharge du condensateur en série avec elle.
Dans ces conditions la tension aux bornes de cette bobine peut excéder la tension d'amorçage de l'éclateur ou du limiteur de tension qui entre alors en fonctionnement. Mais si au même instant on effectue une émission de courant à fréquence musicale, ces courants n'agissent pas sur le relais de réception, puisque celui-ci est momentanément court-circuité par son éclateur ou limiteur de tension amorcé.
En pratique, il est vrai, la durée de superposition des courants de signalisation ou de commandeà distance pour chacune de ces opérations est supérieure à la durée d'une variation de tension ou d'un amorçage de l'éclateur, cependant, dans le cas particulier importante où le relais de résonance doit opérer le changement de tarif d'un compteur, l'abonné peut lui-même provoquer une succession de variations de tension à une cadence assez rapide, pendant un temps suffisamment long, encadrant l'horaire prévu pour la manoeuvre, afin de s'opposer frauduleusement au changement de tarif de son compteur.
La présente invention a pour objet un dispositif de protection des relais de réception des courants superposés contre toute surtension aux fréquences de ces courants qui, suivant l'une ou l'autre forme de réalisation, empêche soit les manoeuvres frauduleuses citées ci-dessus, soit le fonctionnement intempestif des appareils contrôlés par les relais.
Afin d'éviter le fonctionnement intempestif des appareils, l'invention prévoit de shunter l'enroulement d'excitation du relais par une résistance dont la résistivité diminue quand la densité de courant augmente, au-dessus d'une certaine valeur.
<Desc/Clms Page number 4>
Il est aisé de comprendre, en effet, que toute variation brusque de la tension du réseau se traduit dans le relais de réception des courants superposés par une variation de charge de son condensateur d'accord.
Or, en l'absence des dispositions prévues par la présente invention, le courant de charge et de décharge de ce condensateur traverse l'enroulement d'excitation de l'organe vibrant; c'est ce courant qui agit alors à la manière d'une impulsion ou d'un "choc électrique" ayant les effets mentionnés plus haut.
Si, conformément à la présente invention, au contraire, l'enroulement d'excitation est shunté par une résistance possédant la caractéristique indiquée, le courant de charge ou de décharge du condensateur d'accord, consécutif à toute variation brusque de la tension du réseau, circule à la fois dans cet enroulement et dans la résistance ; outre, la frac- tion de courant passant par la résistance est d'autant plus élevée que le courant transitoire total est lui-même plus éle- vé, on obtient alors ce résultat : courant transitoire cir- culant à travers l'enroulement d'excitation est pratiquement fixe et,entre certaines limites, indépendant de l'amplitude de la perturbation qui le provoque.
Une résistance idéale devrait avoir, pour le régime transitoire, une caractéristique volts-ampères.
R I = constante (1)
S'il en était ainsi, la tension aux bornes de l'enroulement excitation du relais ne serait susceptible d'aucune variation. On ne connaît pas présentement de matière possédant une caractéristique volts-ampères aussi parfaite, mais on dispose de matières, pour lesquelles on a:
R In = constante (2)
<Desc/Clms Page number 5>
avec n assez voisin de l'unité. Avec ces matières, les conditions idéales peuvent être suffisamment réalisées dans les limites pratiques des amplitudes des phénomènes transitoires rencontrés.
La résistance de shuntage de l'enroulement d'excitation du relais doit être assez élevée à la fréquence des courants de superposition pour ne pas diminuer d'une manière appréciable la sensibilité de ce relais. Cette condition est aisée à satisfaire, car en réalité, la résistance de shuntage conserve une valeur fixe dite "initiale" Ro tant que son courant reste inférieur à une valeur critique Ic, ou, ce qui revient au même, tant que la tension à ses bornes n'excède pas une certaine valeur dite "tension limite" E1.
Au contraire, dès que la tension dépasse cette valeur, le courant circulant dans la résistance, provoque son abaissement conformément à la relation (2) et tend ainsi à ramener la tension vers la valeur "limite". Il suffit alors de choisir l'amplitude maximum de la tension des courants superposés un peu inférieure à la "tension limite" de la résistance de shuntage.
Lorsqu'il s'agit d'empêcher les manoeuvres frauduleuses citées ci-dessus, on place, suivant l'invention en série avec l'enroulement d'excitation du relais de résonance, une résistance dont la résistivité croit en fonction du courant qui la traverse, comme par exemple une lampe à filament métallique, ou dont la résistivité croit en fonction de la tension appliquée, comme par exemple une lampe fer-hydrogène connue sous le nom de lampe régulatrice. Ce dispositif suffit généralement si les surtensions ne sont pas trop considérables.
Si, au contraire, ces dernières atteignent plusieurs fois la tension de superposition prévue, l'invention prévoit de compléter le dispositif ci-dessus, par une seconde résistance dont la
<Desc/Clms Page number 6>
résistivité diminue en fonction du courant qui la traverse, ou de la tension appliquéeà ses bornes, placée en shunt aux bornes de l'enroulement d'excitation du relais. A titre d'exem- ple l'invention prévoit l'application de résistances en sulfure d'argent, en phosphure d'argent, en "thyrite", ou en une matière ayant des propriétés physiques analogues.
On. comprend aisément comment le dispositif objet de la présente invention ne permet pas la manoeuvre frauduleuse citée plus haut ; effet, le courant ou la fraction de courant momentané de chargcude décharge d'un condensateur, consécutif aux variations de tension du réseau, traversant la bobine d'excitation du relais sera limité par la résistance en série avec cette bobine à une valeur telle que son produit par la résistance ou la réactance de cette bobine reste inférieur à la tension de superposition prévue;
de même, ce courant ou la fraction de ce courant momentané dérivé dans la résistance en shunt, provoquera un abaissement de cette résistance, et par conséquent un abaissement de la tension à ses bornes tel que la tension aux bornes de la bobine d'excitation, consécutive à toute variation de tension du réseau, reste inférieure à la tension de superposition prévue.
L'invention prévoit en particulier l'application d'une lampe à filament métallique en série, avec l'enroulement d'excitation du relais comme dit plus haut, et l'application d'une lampe 'à filament de carbone en shunt aux bornes de cette même bobine.
L'invention prévoit enfin que la résistance en shunt, qu'elle soit réalisée sous la forme d'une lampe, ou sous toute autre forme,est branchée entre les bornes opposées à leur borne commune de la bobine d'excitation et de la résistance en série.
<Desc/Clms Page number 7>
La présente invention s'étend à tout système à relais affecté par des phénomènes transitoires du réseau de distribution,afin de le soustraire à l'action de ces phénomènes.
REVENDICATIONS
1) Dispositif appliqué aux relais commandés par des courants de haute fréquence, plus particulièrement de fréquence musicale, superposés sur les réseaux de distribu- tion d'énergie électrique, pour les soustraire aux perturba- tions transitoires de la tension aux bornes de l'ensemble du relais, caractérisé par l'adjonction au relais d'une ou de plusieurs résistances dont la résistivité est variable en fonction du courant qui la traverse.