<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D'INVENTION Dispositif pour protéger les installations à courant alternatif contre les dangers sdécoulant d'une mise à la terre.
On connaît déjà différents dispositifs de protection pour installations à courant alternatif et à courant continu qui ont pour but, en cas de la mise à la terre de l'installation ; de déclencher un signal d'alarme et de provoquer la disjonction de l'installation, c'est-à-dire sa séparation du réseau, ces deux dispositifs de sécurité pouvant fonctionner en dépendance l'un de l'autre, de telle sorte que le
<Desc/Clms Page number 2>
premier est actionné lors d'une perte peu importante, tandis que le deuxième n'est mis en action que lorsque la perte atteint des valeurs importantes:
-Les dispositifs de ce type connus jusqu'à présent et destinés à fonctionner pour des pertes peu importantes nécessitent pour chacun des appareils d'utilisation une ligne de terre pour permettre le fonctionnement du dispositif de sécurité lors des pertes plus importantes. D'autres réalisations employant un relais et ne com- portant pas de ligne de terre présentent une sensibilité notablement accnue du fait que l'armature de l'électro de déclenchement est disposé dans un récipient en verre, vide dtoxygène, afin d'en éviter 1'oxydation, mais exigent une puissance notable pour vaincre la résistance produite par l'entrefer entre l'armature et l'électre;
ce dispositif ne fonctionne qu'à partir de pertes de l'ordre de luO à 120 ampère;:. a présente invention a trait à un dispositif de sécurité fonctionnant pour des valeurs inférieures à 20 milliam- pères, et susceptible par ailleurs d'être réglé à l'aide de moyens simples pour en assurer le fonctionnement à partir d'une perte minima déterminée. Le fonctionnement du dispositif est d'autre part indépendant de la charge de l'installation, la vitesse de réaction étant la même à pleine charge et à charge nulle, et ce, même si la charge entre phases ou entre phase et neutre est différente ou décalée. Le dispositif est principalement caractérisé en ce que les conducteurs de réseau sont enroulés autour d'un noyau de fer pour former une bobine ampèremétrique.
Entre celle-ci et une deuxième bobine enroulée autour d'un autre noyau de fer et monté en parallèle sur les lignes sous courant (bobine voltmétrique)est disposée une masse métallique mobile dont le déplacement, provoqué par le
<Desc/Clms Page number 3>
couple magnétique dû à une perte dans l'une des lignes sous courant et conduisant à une différence d'aimantation des neyenx est utilise pour commander un circuit de signalisation ou un circuit de déclenchement agissant sur un dispositif de déclenchument approprié.
Contrairement aux dispositifs connus jusqu'à présent, l'installation objet de la présente invention fonctionne dès qu'il se produit une perte à la terre, que cette perte s'effec- tue par les conducteurs de terre normaux (fils neutres et terre de protection du transformateur), ou par le conducteur de terre de protection, ou par une mise à la terre accidentelle, par exemple à travers une paroi humide ou des hommes ou des animaux.
D'autres détails de l'invention apparaîtront de la des- cription donnée ci-après, et en se référant aux dessins annexés, relatifs tous deux à un mode de réalisation pris à titre d'exemple aucunement limitatif. Dans ces dessins: la fig. 1 est un schéma de l'application à un réseau à trois fils, dont l'un constitue le neutre; la f ig. 2 donne le schéma de l'application du dispositif à une ligne à quatre fils; les fig. 3 et 4 montrent! .deux modes de réalisation pour la connexion de la bobine voltmétrique aux lignes sous courant et la fig. 5 montre le schéma d'une variante.
Dans le schéma de la fig. L, les références A et B désignent les deux conducteurs sous courant d'une installation à courant alternatif, qui comporte par ailleurs un conducteur neutre 0. Le dispositif de protection est constitué par un noyau de fer 1 entouré d'une bobine 2 qui est reliée par des conducteurs 3 et 4 aux lignes A et B. Cette bobine 2 est donc
<Desc/Clms Page number 4>
montée en bobine voltmétrique. au-dessous du noyau de fer 1 et à faible distance est disposé un deuxième noyau. de fer 5 entouré d'une bobine b désignée ci-après comme bébine ampèremétrique. Cette dernière est constituée par les trois conduc- teurs A, B et O toronés aussi serrés que possible avec le pas minimum pour pouvoir leur conserver un axe commun.
L2 pratique a montré qu'il y avait avantage à enrouler les spires avec un pas correspondant au moins à la longueur d'uns spire entourant le noyau.
.Entre les noyaux de fer 1 et 5, est monté un disque if métallique 7, préférablement réalisé en aliminium pour en réduire autant que possible le poids. Ce disque 7 est calé sur un arbre 8 tournant dans deux paliers 9 et 10. Au-dessus du disque 7 l'arbre 8 porte une pièce 11 qui reçoit des deux côtés de l'arbre une broche de contaot 12.
A côté de chacune des broches de contact 12 est disposé un levier coudé pivotant autour d'un arbre 13 et dont le bras vertical 14 présente son extrémité inférieure en face des dites broches, tandis que le bras supérieur horizontal 15 est terminé par un contact 16 qui, lors du pivotement du levier coudé, rencontre une plaque 17, en fermant ainsi le circuit d'un électro 18 dont l'autre extrémité est reliée au conducteur A par un fil 54.
Les plaques de contact 17, ainsi que les leviers coudés 14, 15 sont Belles entre eux par des conducteurs 19 et 20.
Entre les lignes 20 et le conducteur est interposé un dispositif d'alarme par exemple constitué par une lampe de signalisation 21. Au point où s'effectue le raccordement sur les lignes iL et 6, est interposé un disjoncteur double 22, 25, assurant respectivement la coupure de la ligne A et de la ligne B. un fil z4 relie l'une des broches 12 au conducteur B.
<Desc/Clms Page number 5>
La bobine voltmétrique 2 contient une plaque de fer 25 rabattue en 26 sous la bobine et formant, à la surface de celle- ci, une saillie 27 en face de laquelle l'arbre 8 porte une plaquette en fer 28.
.Le dispositif ainsi décrit fonctionne de la manière suivante:
Les trois lignes A, B et 0 étant toronnées et enroulées ainsi qu'autour du noyau 5, ce dernier n'est normalement pas aimanté; une mise à la terre de l'une quelconque des lignes par contre provoque, en arrière de la bobine, la formation d'un couple magnétique entre les noyaux 1 et 5, du fait que le courant traversant la bobine 2 est constant. Ce couple provoquera la rotation du disque 7 qui, normalement; occupe une position déterminée indépendante de la charge du réseau.
Si alors on admet qu'il se produit sur la ligne A une perte du côté installation du commutateur 23 fermé à ce moment, il se produira un couple qui amorcera la mise en rotation du disque 7. L'importance de la perte nécessaire pour amorcer cette rotation est déterminée par la distance entre la saillie magnétique 27 et la plaque de fer 28, oette distance pouvant, le cas échéant, être rendue réglable.
Lorsque le disque 7 a tourné d'un angle suffisant pour que la broche de contact 12 rencontre le bras 14, un circuit sera fermé par conducteur A, contact 23, ligne 54, signalisation 21, bras 14, broche 12, ligne 24 et conducteur B, la ligne A étant reliée à la ligne 34 au point 35. Si la perte est très peu importante, le couple sera insuffisant pour provoquer une rotation importante du disque 7, la broche 12 ne provoquera pas le pivotement du levier 7 et il ne se produira qu'une alarme grâce à la lampe 21.
Si la perte vient à eroltre, la valeur du couple croît
<Desc/Clms Page number 6>
également et devient finalement suffisante pour que la broche 12 fasse pivoter le levier coudé 14-15 en fermant ainsi le contact 16-17. Un courant passe alors du conducteur A par la bobim
18, le contact 16-17, lé bras 14, le contact 12, la ligne 24 et le conducteur B ; la bobine 18 fera fonctionner le disjoncteur 22-23 qui à son tour assure la séparation de l'installation et du réseau.
-Le disque 7 retourne ensuite à sa position normale sous l'action des pièces en fer 27 et 28. Si l'on cherche à réenclen- cher le disjoncteur 22-23 sans avoir remédié au défaut qui a provoqué la disjonction, l'opération se reproduira comme pré- cédemment et provoquera une nouvelle disjonction.
Si la perte se trouve sur le conducteur B, l'appareil fonctionne de la même manière, sauf que le disque 7 tournera en sens inverse: et c'est la broche de gauche 12 qui agira sur le levier 14 de gauche. il va de soi que le dispositif est également applicable aux installations à deux fils.
'appareil peut également être agencé pour provoquer la disjonction pour les pertes les plus faibles, par exemple si quelqu'un vient à toucher un conducteur ou un appareil d'utilisation qui se trouve à la masse. A cet effet, il suffit de supprimer les contacts 15 et 17 de manière à laisser la bobine 18 constamment sous courant.
L'appareil conforme à l'invention est également applicable aux installations à quatre fils, comme le montre la fig. 2, la ligne comportant alors quatre conducteurs, soit trois condue- teurs A, B et 0, et un conducteur neutre 0. On peut alors uti-
EMI6.1
liser un double jeu de bobines ampèreihétriqlaes du type 0 i.. des S\1I indiqué; les jeux de bobines peuvent être disposés soit cête à côte, soit en face l'un de l'autre, soit superposés. Sur la
<Desc/Clms Page number 7>
fig. 2, ces bobines sont disposées l'une en face de l'autre.
Dans ce cas, ainsi que dans le premier, il suffit d'un seul disque commun 7; dans le cas où. les jeux de bobines sont superposées, il faut prévoir deux disques, un pour chacun des jeux de bobines, ces deux disques pouvant d'ailleurs être montés sur un arbre commun.
Comme le montre la figure, l'une des bobines voltmétriques 2a est montée en parallèle sur les lignes A et B, tandis que la deuxième bobine voltmétrique 2b est montée en parallèle sur les lignes B et C. Les quatre lignes sont toronnées comme précédemment et forment les bobines 6a et 6b montées en série pour les noyaux de fer 5.
Dans des installations à quatre fils, on pourra, le cas échéant, utiliser, au lieu d'un double jeu de bobines voltmétriques et ampëremétriques, un simple jeu de celles-ci qui, dans oe cas, est monté comme l'indiquent les fig. 3 et 4. Dans le cas de la fig. 3, la bobine voltmétrique 2 est montée en parallèle sur les lignes A et B comme précédemment, tandis que les lignes B et c sont reliées par une résistance 36. Suivant la variante de la fig. 4, les lignes B et c sont encore reliées par une résistance, mais la bobine voltmétrique est montée en parallèle entre cette résistance et la ligne A, cette disposition permettant de réduire la puissance absorbée par la résistance 36.
Ces deux dispositions à un seul jeu de bobines présentent d'ailleurs l'inconvénient d'avoir, en cas de pertes, une sensibilité différents pour les différents conducteurs, c'est-à-dire que le dispositif ne fonctionne en raison de la présente de la résistance que pour une perte d'importance déterminée pour l'un des conducteurs, et pour une perte de valeur différente sur l'autre conducteur.
Lorsque l'installation comporte trois fils sous tension,
<Desc/Clms Page number 8>
le disque peut être mis en rotation dans une seule et même directio4 quel que soit le conducteur sur lequel se produit la perte. Cette variante est représentée par le schéma de la fig.5 qui montre une troisième bobine voltmétrique 2c montée en parallèle entre A et C. Grâce à cette disposition, une moitié des organes de fermeture de circuit 12, 13, 14,15, 16, 17 peut être supprimée.
REVENDICATIONS .
1. Dispositifs pour la protection d'installations à courant alternatif contre les dangers dus à une mise à la terre accidentelle, caractérisés en ce que toutes les lignes sous courant alimentant l'installation sont enroulées en une seule et même bobine sur un ou plusieurs noyaux de fer, lequel, en ooopérant avec un ou plusieurs autres noyaux de fer entourés d'une bobine voltmétrique montée en dérivation sur lesdites lignes sous courant, provoque le déplacement d'une masse métallique sous l'action du couple magnétique produit entre lesdits noyaux de fer dans le cas d'une perte accidentelle, ce déplacement étant utilisé pour commander un circuit de signalisation ou un circuit de déclenchement provoquant le fonctionnement d'un disjoncteur.