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PERFECTIONNEMENTS AUX METHODES D'ESSAI D DISJONCTEURS
On connaît diverses méthodes qui ont pour objet les essai: dits "indirects", de disjoncteurs électriques puissants, et q comportent l'utilisation d'une source principale fournissant : courant de court-circuit sous une tension réduite.
Suivant certaines de cesméthodes, on applique au disjonc. teur au moment opportun (au passage du courant par zéro), par l'Intermédiaire d'un éclateur à amorçage synchronisé, une tent oscillatoire ayant une amplitude convenable et produite par un
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source auxiliaire indépendante . Cette source peut débiter en paral-
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lèle sur le disjoncteur es .ay et sur le circuit à fort courant, et dans ce cas, elle n'est branchée sur les deux circuits que pendant le court laps de temps nécessaire.
Toutefois, pour que cette source puisse fournir l'énergie oscillatoire nécessaire avec un facteur de surtension acceptable, il faut que son impédance
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interne soit ouffisacment faible, et il en résulte que la puissance de la source auxiliaire doit être pratiquement très élevée.
On a égalèrent proposé de représenter la Gource auxiliaire
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par le secondaire d'un transformateur uonté en série avec le circu: de fort courant : dans ce cas, le débit de la source auxiliaire es- Unité par la conductance résiduelle de l'intervalle d'interruption du disjoncteur à l'instant de l'extinction de l'arc, et étant donne que cette conductance est généralement modérée, la puissance de la source auxiliaire pourrait en principe être relativement réduite.
Toutefois, l'impédance du dit enroulèrent secondaire, qui est relié en série avec le Cisjoncteur essayé, limite nécessaire- ment le débit de la source principale fournissant le courant de court-circuit, et pour que cette limitation ne soit pas prohibitive il faut réduire, là encore, l'impédance du dit secondaire à une
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très faible valeur, c'est à dire alimenter très sensibleoent la puissance du transformateur ù haute tension.
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Il en résulte que les deux cas exposée llu. liaut, pour que l'essai indirect ait une valeur pratique et un sens, l'iul,or- tance de la source auxiliaire doit être du rjeao ordre que celle d'une source ;. pleine tension et à plein courant. Du point de vue économique, ces systèmes ne rrsentent donc que peu d'intérêt.
Suivant une autre Méthode connue, l'énervé de la source auxiliaire fournissant la tension de rétablissement est empruntée
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s la source principale elle-même par l1 intermédiaire d'un trans- formateur ou d'un auto-tranefonaateur à haute tension, rendant le pas:are du courant de court-circuit provenant de la source prit cipale, le transformateur ou auto-transformateur est mis en court-
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circuit par un disjoncteur auxiliaire, branché en série avec le disjoncteur essayé.
Pour que cette niée en court-circuit ne produise pas des
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courants de circulation importante, susceptibles de fausser conpic- tement les conditions d'essai, on a .:t6 conduit à L!ettre en srie avec l'enroulement secondaire à haute tension, soit une iupcdance- tampon destinée. rendre ces courants n':.::;li[;0.:.ble5, soit un ecle- teur, afin de les interrompre cOD1:.lèteL:ent. Or, ces artifices comportent de [;.raves inconvénients :
Dans le casde 1'impédance-tampon, la tension de rétablis- sement se repartit entre celle-ci et la résistance résiduelle du disjoncteur essaye; cette résistance peut être modérée, surtout
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aux premiers instants après l'extinction de Il-.rc.
Il en résulte que plus la valeur initiale et la vitesse d'accroissement de la résistance résiduelle sont faibles, plus la tensi on appliquée au disjoncteur est abais ée, tandis que le rétablissement de la tension est ralenti.
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Dans ces conditions, si l' in:, d^.nce-t on est relative.'.eut leve, les mauvais dis joncteurs (ceux qui 1,r'st,-i-itei-it une faible tension résiduelle et un faible taux de relèvement de cette tension
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sont favorises, et les essais sont fa us es.
Si, ;ar contre, cette i:.yd..nce-tarrn est relativement fai ble, les courants de circulation d:.es le .-;c cond.:.1re du transforLû- teur nis en court-circuit deviennent trop importante, ct ils creent un déséquilibre prononcé entre les courants ui traversent les Cct1Y. disjoncteurs en srie : celui du disjoncteur auxiliaire tend alors
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ee désamorcer prématurément, et cela 1 eu t l1otar.1tlent codifier sensiblcr..ent les conditions d'extinction de l'arc dans le disjonc- teur essayé.
Quand on utilise un éclateur qui doit s'amorcer sous l'ac- tion de la tension renaissante, il y a obligatoirement un "temps
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mort" correspondant u 1^. durée qui est nécescaire pour que la ten- sion à ses bornes puisse atteindre la valeur d'amorçage; pendant ce
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tempo, seule la tension réduite, fournie par la source principale est à l'intervalle d'interruption, et la pleine tensio
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n'apparaît que plus tard. Un tel essai favorise donc sensiblenen tous les disjoncteurs, et surtout ceux c:ont la dioni9a.tiol1 est retardée ou lente : il ne repoduit pas non plus les contraintes réelles qu'on rencontre en exploitation.
On voit riiiel que les ucthodes connues qui sont susceptible de reproduire correctement les conditions de l'essai direct, de- mandent des installations dont la puissance est du mené ordre qu
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celle des esnais directs : tandis que d'autres méthodes connues qui permettent de réduire cette puissance, faussent les conditio d'essai par l'insuffisance ou par l'apparition trop lente ou tro tardive des tensions de rétablissement, ou bien encore par un
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abaissement prématuré ou jar un dphaoaje du courant de couri* circuit .
La présente invention, système S.i:::Z.,'3, 1.. IB,UD.;T, Al1dr6 GUI7Tû.UI:: et L:.CiL.R a pour objet une nouvelle méthode d'essais indirects Remettant* de réunir les avantages des divers
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Bcthodes connues et d'écarter leurs inconvénients respectifs.
Elle se distingue essentiellement par le f3.it c ue les connexions l'.rCvue3 our le ;assa;;e des courants de court-circuit sont con. mddes synchroniquement our ne comportor, à des j..o¯n' appropriés, aucune ir.rédance nuisible, susceptible de liniter inutilement les courants de court-circuit, et ue 1^¯ source auxi liaire, prévue pour fournir ou pour amplifier la. tension transi- toire de r':t±.blis:JeI.1ent, est conuuandée sélectivement, en synchrc nisme avec le courant de. ourt-circuit, de façon à n'intervenir efficacement et sans retard que pendant la durée des phénomènes transitoires, tandis que pendant le passade du courant de court- circuit, l'action de ladite source est pratiquement suspendue.
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A cet effet, la méthode conforme à l'invention peut com- porter l'application combinée d'un disjoncteur auxiliaire, prévi pour suspendre l'action de la source auxiliaire pendant le passa
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du courant de court-circuit rrovenant de la source pipale,
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et l'application d'un éclateur com.a1'ldé au moyen d '1I:çtU8ions s;nchronlsè3 avec les passais théoriques du courent par le z6rop cette connnande ayant pour effet d' liil1er les courants de circu- lation rendant l'existence des courants de court-circuit et d'ei-1 quer il. des instants appropries la tension de rétablissement pré- f,
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sentant la fréquence et l'amplitude désirées.
Suivant une variante de réalisation, le dit éclateur peut
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dtre remplacé par une il:.rCda;-ce sélective, présentant une valeur élevée aux courants de circulation à basse fréquence et une valeur
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très faible aux courants de haute fréquence produits par la ten- sion oscillatoire de rétablissement.
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Ctmae il résultera llus clairement de la description ci- , dessous relative à quelques ,,:o!'1..es de réalisation. La méthode
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d'essais indirects .¯ui fait l'objet de la présente invention
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remet notaient d'utiliser ileinement la puissance totale d la
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source principale et de réaliser les courants v&:1ke. de court-
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circuit sans les limiter par des ii pédinces énantes; de su-pri- Mer ou de rendre négligeable les courent de circulation para- sitaires; d'utiliser 4u :.deux l' :11or(;1e de la source auxiliaire dàrrt la puissance peut ttre relativeuent réduite, d'apiliouor la tension (le r;tc:.l1issement avec une très grande précision h des nouent voulus et en éliminant vout reterd nuisible; et de créer des conditions de rétablissement de lr. tension aus:;i :
pruches ue
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possible de celles qui caractérisent l'essai direct ùe disjoncte
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par une statibai fournissant le', pleine puissance demandée.
Le dessin annexé représente 21 vitre d'exemples non limitât: quelques achetas simplifias " 'ar>rl1cation de la nouvelle méthodl Sur ce dessin, la fi.l est relative à la co:-:uande synchrone de 1 '1i1.1f:l'lta tio11 intermittente d'un transfortuteur-curvolteur; la ti. 2 concerne le cae d'un auto-trf'.l1sl'oI'l.', teur dont "o primair est ql1.r.ent6 on permanence pcr la source principale, et la fi,-
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est une variante de la. fig.2.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la fi.l, la source principale est constituée par l'alternateur G, ou par un transformateur appropriée, pouvant fournir un courant de court. circuit à travers l'interrupteur F au disjoncteur D à essayer;] source G est en série avec le secondaire d'un transforuateur-st volteur T.
Four éliminer la ractance nuisible de ce dernier, on le met en court-circuit par le dispositif auxiliaire de coupure D1 qui veut être constitué par exemple par un disjoncteur à c.ir cc priné ,
Le primaire du transformateur T es t alimenté par les décha Cespériodiques du condensateur C1, chargé par une tension cite tive synchrone avec la tension de G, ou bien par une tension cc tinue ou redressée. Dans ce dernier cas, la lolarité collecte d décharge eot assurée par un commutateur synchrone Z. Le circuit décharge est fermé périodiquement h. des moments appropries par l'impulsion N qui amorce l'éclateur E.
Le dispositif auxiliaire est agencé pour pouvoir être réamorcé par une impalsion M qui e engendrée par le réamorçage du disjoncteur D.
Au début de l'essai, D et D1 étant fermés, on ferme le sec tionneur F et on ouvre D et D1. Le courant de court-circuit qui amorce des arcs de rupture dans ces deux appareils en série, n' limité par aucune réactance, sauf éventuellement les réactances de réglage du courant.
Au voisinage du passade théorique par le zcro du courant de court-circuit qui traverse les appareils D et D1, les conne;' e et i , relies respectivement au potentiomètre 7 et au trans- formateur d'intensité Ti, commandent des relais appropriés non représentés qui envoient une impulsion N à front raide amorçant l'éclateur E,
Le condensateur C1 se décharge donc suivant une loi oscillatoire et dans le sens approprié en passant par le commu- tuteur synchrone Z et par le primaire du transférmateur survolt
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T dont le secondaire /engendre une haute tension qui, 'en série ave celle de G, fournit les tensions oscillatoires de rétablissement disjoncteur D et au dispositif D1.
Si la tension qui apparaît ainsi dans D ne réamorce pas cet appareil, elle oscille librement; l'appareil D1 doit être prévu pour ne pas se réamorcer avant le disjoncteur D. rendant la durée de ces oscillations, les courants de fréquence élevée peu vent être dérivés par la capacité C, jour .rotéger la source ri cipale G; ils peuvent en outre être éventuellement empêchés d'at teindre celle-ci par ces inductances shuntes non représentées.
Si, par contre, D se réamorce, l'appel de courant corres- pondant qui traverse le transformateur d'intensité Ti, commande des Moyens non représentés, le déclenchement d'une impulsion M à haute tension et à front raide pour réamorcer aussitôt le disro- sitif D1 et pour rétablir sans retard le courant de court-cireur les moyens pour rroduire les impulsions : et N qu'on vient de mentionner, font l'objet d'un autre brevet de la Socié demanderesse. Il suffira de noter ici qu'étant purement lectri ils n'introduisent aucun retard dans l'amorçage des éclateurs c. respondnts dont les moments d'amorçage peuvent être com andés =trie réglés avec la plus grande précision.
On notera que pendant l'existence du courant de court- circuit (que ce soit au début de l'es .ai ou aires un réamorçage le condensateur Cl est déchargé et l'éclateur @ est éteint, de sorte que leprimaire du transformateur T n'e.t pas excité et @ par conséquent, cucun courant de circulation ne pas ,e dans le circuit ferai D1.
Il en résulte que le courant de, court-circu- qui traverse D1 est identique à celui qui traverse D et que le passage par le zéro s'effectue dans ces- deux appareils au même moment; en d'autres termes, le fonctionnement normal du disjon teur D en court-circuit n'est pas troublé par la source additi ne'le de haute tension dont lo fonctionnement est alore susper
Sur la fig.2, on voit un autre montage dans lequel le transofrmateur-survolteur à alimentation séparée .et remplacé
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par un 2.uto-tr2.r.B-or:..:1.tluri le :pr1t;:,1re Tl de cet appareil er:t l:.1.Jent'; en permanence par la source principale G, tandis que le secondaire T2 ait en survolteur.
Ce secondaire débite par une 1-':2.C nce d'an6t 1 , shuntée par une résistance appropriée, par l'éclateur BI à soufflée pcr e;:ec,lle pneumatique, et par une- r!si: ta:.ce ^ de faible v-?cur de préférence.
.u d.'1;.1.t ': l'essai, 1* éditeur ¯#- :' e.t par- nerct; lé .econd?..ir9 C2 ew. '"cnc coup.' et n'in-;rvie:rt pas. Au pansue par le zéro du courant de court-circuit, une inipulsion r ar"orce cet éclateur CO,:"e dans le cas ïe la fi.l et T2 fournit la tension de r62blisse.çnt.
3i les ai pareils D E : "1 !( ,:(; l'C'L:OrCe2lt pas, le courant fourni par T2 tombe r::rider.ent t. une faible valeur et l'éc12.t:-ur::':;1 se cl<5...J'iOl'ce. ens le c-u contraire, il s'établit, F.u début de la nouvelle alternance de court-circuit un ccur-nt de circulation licite par R. Lais ce courant est en phase avec la tension, et lorsque la tension de T2 se iaroche du zCro (c'est dire au voisinage Ou r..axia:.: Ciu ccuT'nt G!¯a ,^.) le 8ouffl&.(;e éteint l'arc dans l'éclateur zal de sorte ¯ue dans la deu;:1èI::e Loitid de l' 21 tcHlaLCe, le courant de circulation est supprimé. Il en résulte vue 1 passade par le zéro dans l' :¯¯ . reil auxiliaire Dl se produit ex".cter..ent au i,;êi.ie :..o:ent ¯ue dans le disjoncteur essayé D et que le fonctionner,lent Ce C3 dernier n'est affecta p'.r aucun courant de circulation.
Dans la v.al-nte de la fi±. 3, la résistance ? ect remplacée par un condensateur C2 shunté =- r une : ésis t¯¯nce : élevée c :,1 et, Evc.r.tueller.:ent, par un éclateur ou paraToudre L.
Dans ce cas, lorsque Itc;clateur 1.,1 est amorcé par l'imiul- sion 11 au passade du courant de court-circuit par le : ro, les oscillations à fréquence élev6ú de la tension de rétablissement ; a.,:.ent facilement par la capacité C2 qui ne leur oppose qu'une
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impédance réduite.
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Far contre, les courants de circulation h 50 périodes ;1'on-
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contrent une impédance élevée et sont limitée suffisamment pour que l'éclateur E1 se désamorce, après quoi le condensateur C2 se décharge lentement par la résistance R1.
L'éclateur ou parafoudre K sert à limiter, s'il y a lieu, les tensions aux bornes de C2.
En choisissant convenablement la capacité et l'isolement d condensateur C2, on peut éventuellement supprimer l'éclateur E1.
Dans cette dernière variante, lorsque D1 est fermé au début de l'essai ou réamorcé ensuite, la tension aux bornes de C2 est pratiquement égale à celle de T2, et le courant de circulation, limité par l'impédance élevée de C2 à l'égard de la basse freque est falole par rapport au courant de court-circuit.
Apres le passage par le zéro, les oscillations à fréquence élevée sont transmises par la capacité C2 (dont l'impédance tomt alors à une valeur très faible) aux appareils D et D1 pour y créer les tensions de rétablissement désirées, et en cas d'un re amorçage, le courant de basse fréquence est de nouveau bloqué par cette capacité C2.
Il est entendu que les formes de réalisation qu'on vient déciire peuvent être modifiées de toutes façons sans sortir pour cela au cadre de la présente invention. On peut, par exem appliquer d'autres moyens pour alimenter les primaires des tran formateurs à haute tension, pour amorcer les éclateurs etc.