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PERFECTIONNEMENTS AUX DISJONCTEURS A REENCLENCHEMENT AUTOMATIQUE ULTRA-
RAPIDE.
(Invention M 'Gallin-Martel et R Chambrillon).
On connaît un certain nombre de dispositifs pour permettre le ré- enclenchement automatique ultra-rapide, rapide ou lent des disjoncteurs à hau- te tension.
Le plus souvent ces dispositifs font appel à des systèmes mécani- ques, pneumatiques ou électriques qui permettent d'enregistrer qu'une premiè- re manoeuvre de déclenchement vient d'être exécutée et qui, par suite, prépa- rent le disjoncteur à ce que le second déclenchement soit final, c'est-à-dire sans possibilité de réenclenchement, si un deuxième défaut en ligne vient à se produire dans un laps de temps prédéterminé après le premier., Dans le cas où, par contre, le réenclenchement est réussi, le disjoncteur revient à sa position de repos au bout de la temporisation adoptée initialement.
Les disjoncteurs dont il est question peuvent être prévus pour des déclenchements par phase et réenclenchements de la même phase ou des dé- clenchements et réenclenchements sur deux phases ou encore en triphasé. Dans ce cas, les temporisations à admettre pour le "temps mort", c'est-à-dire pour le temps qui s'écoule entre l'extinction de l'arc de coupure dans le disjoncteur et la refermeture de ses contacts principaux, sont différentes se- lon que le disjoncteur déclenche sur une phase, sur deux phases ou sur trois phases. Il est, en général, imposé par les nécessités de l'exploitation que le deuxième déclenchement, s'il a lieu immédiatement après le réenclenchement, soit toujours tripolaire, même si le premier déclenchement n'a affecté qu'une phase ou deux phases.
De plus, lorsque le disjoncteur fonctionne à l'air comprimé, son fonctionnement est conditionné par la pression existant dans son réservoir propre, Il lui est généralement imposé de ne pas pouvoir enclencher si la pression est insuffisante, tandis que pour la manoeuvre de déclenchement, deux variantes possibles peuvent être adoptées dans le cas d'une trop grande baisse de pression dans son réservoir particulier
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la sollicitation extérieure ;par manoeuvre volontaire ou par le système de protection électrique ; b) le disjoncteur doit déclencher automatiquement dès que la pres- sion en baissant atteint le seuil fixé par le constructeur, en dessous duquel la sécurité de fonctionnement est réduite.
Toutes ces particularités de fonctionnement peuvent être réalisées grâce à la présente invention à l'aide de moyens extrêmement simples ne fai- sant appel qu'à des relais intermédiaires à fonctionnement électrique de cons- truction courante ou des contacts à action instantanée ou retardée.
L'invention sera exposée à l'aide d'un schéma général accompagné de la description du fonctionnement des organes utilisés. La fig. 1 donne le schéma général d'un disjoncteur pneumatique à haute tension, sans pour cela limiter ses possibilités d'emploi sur d'autres types de disjoncteurs. Il suf- firait, en effet, de remplacer les contacts actionnés pneumatiquement par des contacts actionnés mécaniquement, avec des retardateurs à minuterie ou tout autre système de retard pour certains et sans aucun retardateur pour d'autres, pour que le schéma mentionné puisse être utilisé sur n'importe quel type de disjoncteuro
Le schéma représenté concerne un disjoncteur triphasé à pôles in- dépendants en position "déclenché"., tous les relais étant représentés au re- pos et les contacts pneumatiques sans pression.
Les organes d'enclenchement sont constitués par le bouton-poussoir 1 agissant par l'intermédiaire d'un contact inverseur 2 du relais auxiliaire 3 sur les électro-aimants d'enclen- chement 4 qui peuvent s'auto-alimenter par leur contact auxiliaire 5 et qui peut être coupé par le contact fin de course 6
Les organes de déclenchement sont constitués, pour le déclenche- ment manuel, par le bouton-poussoir 7 actionnant par l'intermédiaire du con- tact 41 et du contact 8 à ouverture, solidaire de la manoeuvre d'enclenchement (seulement pendant qu'elle s'effectue), et des contacts fin de course tels que 9 le relais à contacts multiples 10 dont l'un des contacts 11 est desti- né à l'auto-alimentation du relais 10
Le relais 10 à son tour permet d'alimenter par ses contacts 12 à 17 des électro-aimants de déclenchement tels que 18 et 19 Ces électro-ai- 'mants peuvent,
dans certains cas, n'être que trois au lieu de six. Les élec- tro-aimants peuvent être auto-alimentés, comme il est représenté pour celui qui porte le repère 19 par des contacts auxiliaires tels que 20 et également par l'intermédiaire d'un contact 21 du relais auxiliaire 22 De plus, les électro-aimants de déclenchement sont coupés par des contacts fin de course tels que 23
Le verrouillage à manque de pression 24 permet également d'ali- menter le relais auxiliaire 3 ; lequel, par son contact 25 et par l'intermédiai- re des contacts en série correspondant à chacun des pôles et portant les re- pères 26, 27 et 28 peut permettre l'excitation du relais 10 lorsque le disjonc- teur est enclenché, c'est-à-dire lorsque le contact 9 est fermé.
Par l'intermédiaire du contact à fermeture du système de protec- tion électrique de la ligne ou de l'installation tels que 29 (il en existe un par pôle) les électro-aimants de déclenchement tels que 18 et 19 peuvent être alimentés par l'intermédiaire des contacts à ouverture tels que 30 des relais auxiliaires 22 et des contacts à ouverture tels que 43 du relais de verrouil- lage 30
Les relais auxiliaires 22 sont alimentés par l'intermédiaire des contacts fin de course tels que 23 et les contacts solidaires de la manoeuvre de déclenchement tels que 31 Ils peuvent être auto-alimentés par leur contact à fermeture 32 et, en position excitée, ils peuvent également alimenter par leur contact 33 le relais à contacts multiples 10 L'autre polarité d'alimen- tation leur est fournie, soit par les contacts en série 34, 35,
36 solidaires également de la manoeuvre de déclenchement des pôles, mais avec une fermeture à action retardée, soit par les contacts en parallèle tels que 37 également à fermeture retardée.
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Un contact 38 solidaire de l'électro de déclenchement 18 ou 19 permet également d'alimenter le relais de verrouillage 3.
Par aileurs la signalisation de la position du disjoncteur peut être obtenue par des contacts auxiliaires telsque 39 et 40 qui seront connec- tés en série par les 3 pôles, comme cela est indiqué à la figure 1 soit con- nectée en parallèle
Le fonctionnement du schéma réalisé est le suivant
Pour 1'enclenchement, la polarité désignée symboliquement par + parvient à l'électro 4 par le bouton-poussoir 1 le contact 2 du relais de verrouillage 3 et la polarité - par le contact fin de course 6 L'électro ex- cité 4 peut @?auto-alimenter par son contact 50
Si la pression est insuffisante dans le réservoir du disjoncteur,
le contact manostatique 24 se ferme et permet l'alimentation du relais 3 qui coupe le circuit d'enclenchement et permet de plus sa propre auto-alimenta- tion par son contact 2 s'il a été préalablement excité avant ou pendant 1' action sur le bouton-poussoir d9enclenchement 1. Ce re-lais 3 joue donc égale- ment le rôle de relais d'anti-pompage- lors d'un enclenchement sur court-cir- cuit car, au déclenchement, le contact 38 se ferme, permet son alimentation et son maintien en- position est réalisé tant que l'opérateur appuie sur le bouton d'enclenchement
Pour le déclenchement, deux fonctionnements différents sont à en- visager, Il est possible d'effectuer le déclenchement tripolaire,
c'est-à-dire destrois pôles simultanément par le bouton-poussoir 7 ou par l'intermédiaire du relais de protection 29 du contact 33 solidaire du relais 22 lorsque ce dernier est excité et finalement par le relais 10 alimenté en polarité-, par le contact fin de course 9 lorsque le disjoncteur est en position "enclenché"
L'alimentation des électro-aimants de déclenchement s'effectue par l'intermédiaire des contacts 12 à 17 du relais 10 qui s'auto-alimente par son contact 11 La coupure du - en fin de course est donnée par les con- tacts tels que @3
Il est également possible, mais seulement à partir des relais de protection tels que 29;
d'obtenir le déclenchement de la seule phase en dé- faut et cela par l'intermédiaire du contact 43 et du contact 30 du relais 22 non excité, l'auto-alimentation de l'électro de déclenchement tel que 19 étant réalisée à partir du contact 21 et du contact 20
Ce fonctionnement au déclenchement doit être lié au réenclenche- ment automatique de la même phase qui vient de déclencher.
Dans le schéma que nous décrivons, qui est plus particulièrement adapté au disjoncteur pneumatiques Inaction de refermeture du circuit est dé- volue à la- chambre. de coupure-, Le disjoncteur pneumatique à haute tension est, en effet, presque toujours- constitué- par- une chambre de coupure;, dans laquel- le s'effectue l'extinction de l'arc, connectée en série avec un sectionneur d'isolement qui fonctionne avee un certain décalage dans le temps, par rapport à la:
chambre de coupureo Pour effectuer un réenclenchement automatique il suf- fit d'empêcher le sectionneur de- s'ouvrir du moins pendant un laps de temps supérieur à la durée de mise hors service de la ligne qu'on s'est fixée préa- lablement, et de- faire en sorte que ce soit la chambre de coupure qui referme ses contacts, lesquels peuvent rester ouverts par-l'intermédiaire d'une pres- sion d'air comprimé- subsistant tant que 1'électro-aimant de déchlendeemt est excitée
On peut d'ailleurs imaginer pour un disjoncteur quelconque un fonctionnement sensiblement identique qui peut être caractérisé par le fait que 1'ordre de réenclenchement sera donné immédiatement, des- que- l'excitation d'un électro-aimant spécial de déclenchement aura cessé:
, le déclenchement tri- polaire étant toujours dé-volu à- un autre électro- de dé-clerrchemento
Il a été indiqué- précédemment que le fait de déclencher un pôle ou plusieurs pôles par les relais de protection tels que 29 entraînait automa-
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tiquement le réenclenchement du disjoncteur. Il a été dit également que ce ré- enclenchement pouvait être lié à la coupure du courant par l'électro-aimant de déclenchement.
Dans le schéma pris comme exemple non limitatif, la coupure du circuit de l'électro de déclenchement est assurée par le contact 21 du re- lais 22 car l'alimentation à partir du relais 29 du contact 43 et du contact 30 a cessé dès que le courant principal dans le disjoncteur a été interrompu, le relais 22 se trouve excité,d'une part, par le,contact 31 à fermeture ins- tantanée qui est solidaire de l'action de l'électro 19 ou de l'effet qu'il produit sur le disjoncteur et, d'autre part, par le contact à fermeture retar- dée 37 également solidaire de l'électro 19 ou de l'action qu'il produit. Il résulte de ceci que la coupure de 19 s'effectue avec retard par rapport à 1' extinction de l'arc principal et, comme il a été dit plus haut, le réenclen- chement du disjoncteur suit immédiatement cette coupure.
La durée de mise hors service de la ligne commandée par le disjoncteur peut donc être réglée par le contact 37 uniquement dont la temporisation peut être choisie convenable- ment.
Dans le cas étudié, qui correspond à un disjoncteur pneumatique, il existe deux électro-aimants de déclenchement par pôle, les électrôs tels que 19 ont été sollicités, et ceux-ci ne permettent pas le déclenchement com- plet ; ce fonctionnement complet avec position fin de course du disjoncteur et ouverture du sectionneur d'isolement ne peut être obtenu que si l'électro 18 est alimentée
Le fonctionnement décrit correspond au déclenchement et réenclen- chement de une ou deux phases.
Si le défaut affecte les trois phases, les con- tacts temporisés 37 fonctionneront, mais comme les contacts temporisés 34, 35 et 36 qui fonctionnent également à chaque déclenchement et qui ont une tempo- risation plus courte sont reliés en série, ils réaliseront plus tôt l'alimen- tation des relais 22 des trois phases et permettront un réenclenchement tri- phasé avec une durée de mise hors service plus courteo
Le disjoncteur donne donc automatiquement des durées de mises hors service "temps mort" différentes, suivant l'ordre de déclenchement reçu.
Dès que le réenclenchement est effectué deux cas peuvent se pré- senter a) le défaut a disparu, b) le défaut subsiste.
-a) Si le défaut a disparu, le disjoncteur doit reprendre son service normal et pouvoir effectuer un déclenchement général si un deuxième défaut survient dans un laps de temps de courte durée après le premier. Ceci est réalisé par le fait que le relais 22 auto-alimenté par son contact 32 reste connecté au - de la source auxiliaire pour le contact 31 temporisé de façon convenable à l'ouverture.
De même, les contacts tels que 26 sont liés mécaniquement aux contacts tels que 31, de telle sorte que l'action du relais 3 lié au contact manostatique 24 est suspendue pendant le temps nécessaire pour permettre au disjoncteur de recouvrer sa pression de fonctionnement, sans risque de déclen- chement intempestif ou de blocage en position qui interdirait toute nouvelle manoeuvre qui peut être nécessaire lorsque le défaut subsiste.
-b) si le défaut subsiste, les relais de protection sont excités à nouveau, ferment leurs contacts tels que 29 et comme le relais 22 reste excité pendant un certain temps après le premier déclenchement, donnent l'or- dre de déclenchement général par l'intermédiaire du contact 33 et du relais 10
Après cette manoeuvre, le disjoncteur ne peut être réenclenché que lorsque l'action du contact manostatique 24 sur le relais 3 aura permis au contact 2 de retomber à sa position de repos.
Il est à préciser que le relais 29 agit de manière différente selon qu'il s'agit du premier ou deuxième déclenchement dans la manoeuvre con-
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sidérée de réenclenchement automatique.
Pour le premier déclenchement, le relais 23 agit par l'intermédiai- re du contact à ouverture 43 du relais de verrouillage 3 dépendant de la pres- sion existante dans le réservoir du disjoncteur.
Pour le deuxième déclenchement, par contre, le relais agit directe- ment sans passer par le verrouillage de pression, à condition que le relais 22 soit excitéo
Cette différence de fonctionnement est nécessaire pour permettre au disjoncteur de terminer les manoeuvres de fonctionnement automatique dès que l'ordre lui a été donné par la protection.
Par ailleurs, si le disjoncteur est enclenché et que la pression baisse dans son réservoir, il ne sera pas possible de le déclencher par le bouton-poussoir de déclenchement 7, car le contact 41 sera ouvert par l'action de 24 sur 3 Par contre, lorsque les contacts 26, 27 et 28 correspondant aux trois pôles seront fermés, de même que l'interrupteur de tableau 42, le dé- clenchement automatique pourra se produire par baisse de pression sitôt que la temporisation acceptée sur les contacts 26,27 et 28, mais qui ne joue qu'après un déclenchement, aura cessé-.
IL est de plus évident que si l'interrupteur 42 est ouvert, le disjoncteur sera bloqué en position et ne pourra pas déclencher.
Les disjoncteurs à réenclenchement automatique décrits peuvent être commandés phase par phase. Dans ce cas, on peut se demander s'il est né- cessaire de prévoir des temporisations différentes pour les temps morts pour les trois cas suivants g - défaut n'affectant qu'une phase, - défaut affectant deux phases, - défaut affectant les trois phases.
Il est bien connu que le réenclenchement tripolaire ne peut réus- sir que si l'on adopte des temps morts très courts bien inférieurs à une se- conde. Par contre, il est possible et même nécessaire d'admettre des temps morts pour le réenclenchement unipolaire notablement supérieur à ceux du ré- enclenchement tripolaire.
Et pour le réenclenchement concernant deux phases, il est bien certain qu'on doit admettre sensiblement le même temps mort que pour le réen- clenchement tripolaire. Par suite, il devient évident que deux systèmes de temporisation sont nécessaires et suffisants, l'un pour les défauts n'affec- tant qu'une phase et l'autre pour les défauts affectant au moins deux phases.
Afin de simplifier le système de protection de la ligne, on peut prévoir indépendamment de lui un petit ensemble de relais auxiliaires qui donne automatiquement l'ordre de déclenchement sur les trois phases, dès que la protection entre en action sur deux phases au moins.
Dans un disjoncteur à commande phase par phase, il existe un fil de déclenchement par pôle venant de la protection.
En combinant le montage des trois relais, tel qu'il est indiqué à la figure 2, on réalise le déclenchement tripolaire dès que deux phases sont affectées.
Les relais 1, 2 et 3 sont montés respectivement sur les circuits de déclenchement II - III, I - II et I - III et commandent respectivement les contacts auxiliaires 4,5 et 6 Ils sont constitués chacun par deux bobi- nages avec point commun relié à un pôle der la source auxiliaire.
(symboliquement le-) et enroulée, de telle sorte que les-flux des deux bobi- nages s'ajoutent. De plus, chaque bobinage est incapable, s'il est excité seul,d'entraîner le fonctionnement du relaiso Le fonctionnement d'un tel système se comprend par suite aisément. Si l'ordre de déclenchement ne sur- vient que sur un seul pôle aucun des relais ne peut fonctionner et seule la phase de défaut déclenche. Par contre, si l'ordre survient sur au moins deux
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phases, l'un des relais connecté sur les fils de déclenchement des pôles cbr- respondants sera excité., fermera son contact auxiliaire et donnera l'ordre de déclenchement sur le troisième pôle qui n'a pas reçu d'ordre de la protection.
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1) Dispositif de commande par combinaison de relais électriques de contacts solidaires des pôles d'un disjoncteur triphasé à réenclenchement automatique, caractérisé en ce qu'un relais de protection de ligne sur chaque phase contrôle, grâce à un relais auxiliaire sur chaque phase, un relais géné- ral commandant le déclenchement tripolaire et un relais de déclenchement uni- polaire de la phase correspondante, le fonctionnement du dit relais auxiliaire étant commandé avec retard par le fonctionnement du disjoncteur lui-même lors du déclenchement, de- manière à pouvoir maintenir en position déclenchée le relais de déclenchement unipolaire et retarder ainsi le réenclenchement automatique du disjoncteur, et lors du réenclenchement, de manière à permet- tre le fonctionnement du relais général si le défaut persiste.
2) Dispositif comme dans 1, caractérisé en ce que les contacts individuellement solidaires des pôles du disjoncteur qui assurent avec retard, lors du déclenchement, le fonctionnement des relais auxiliaires, sont indivi- duellement court-circuités par un circuit comportant en série 3 contacts indi- viduellement solidaires des pôles, et capable d'assurer, avec un moindre re- tard, le fonctionnement des trois relais auxiliaires,,
3) Dispositif de commande comme dans 1, spécialement destiné à la commande de disjoncteurs pneumatiques, caractérisé en ce qu'un relais de ver- rouillage asservi à la pression du fluide sous pression, commande le relais de déclenchement général.
4) Dispositif selon 3, caractérisé en ce que le relais de verrouil- lage contrôle les circuits d'enclenchement et de déclenchement manuels.
5) Dispositif selon 3, caractérisé en ce que dans le circuit de commande du relais général par le relais de verrouillage se trouvent, en sé- rie, trois contacts commandés avec temporisation par le fonctionnement du dis- joncteur.
6) Dispositif selon 3, caractérisé en ce que le relais de verrouil- lage comporte une auto-alimentation en série sur le circuit d'enclenchement manuel.
7) Dispositif selon 3, caractérisé en ce que le relais de verrouil- lage peut être mis en circuit comme conséquence du fonctionnement d'un des relais de déclenchement unipolaire.
8) Dispositif selon 5, caractérisé en ce que le circuit de déclen- chement comporte un interrupteur manuel.
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