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Pour protéger une machine électrique à l'encontre des courants de fuite à la terre, dès que ces courants atteignent une valeur prédéterminée considérée comme dangereuse, on utilise, en général, des disjoncteurs à bobine de masse de résistance don- née et fonctionnant pour un minimum de courant, ladite bobine de masse assurant la liaison-de la masse de l'appareil à la terre.
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L'un des inconvénients majeurs/de cette bobine de masse est que son fil étant de section relativement faible est particulièrement fragile et peut se rompre facilement, ce qui supprime la protection recherchée.
D'autre part, en cas de défaut peu résistant apparaissant dans une machine électrique, telle que machine à laver, cuisinière électrique, chauffe-eau ou machines analogues, la masse se trouve sensiblement au potentiel du point sous tension de' la machine où s'est produit le défaut.
Une personne qui touche alors la masse de cette machine se trouve donc en danger. Ce danger disparaît si le disjonc- teur normalement prévu sur l'installation fonctionne, mais si, pour une raison quelconque, verrou coincé par exemple, ce disjoncteur ne fonctionne pas, la masse de la machine reste au potentiel dangereux. Dans ce dernier cas, en outre, le fil de la bobine peut fondre par effet Joule, d'où risque d'incendie.
Si l'on se reporte aux règlements en vigueur dans certains pays et dont l'application est obligatoire dans les usines, l'utilisation d'un tel dispositif est prohibée.
Pour remédier à ces inconvénients., la présente invention a pour objet un procédé de protection de machines électriques à l'encontre des courants de fuite à la terre selon lequel on relie directement la masse de la machine à la terre par l'intermédiaire d'un conducteur de section déterminée en fonction du courant susceptible de le parcourir, mais qui.ne doit pas être inférieure à celle prescrite par les règlements, et l'on munit la machine d'un dispositif différentiel de protéction qui provoque le déclenchement
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de l'appareil de coupure normalement associé à cette machine quand la somme des courants dans les conducteurs d'alimentation de la machine atteint une valeur minimum prédéterminée, c"est-à-dire lorsque le courant de fuite à la terre atteint cette valeur.
Le dispositif de protection.différentielle suivant l'invention est avantageusement constitué par une bobine à plusieurs enroulements égaux disposés sur un noyau commun et respectivement insérés dans les conducteurs d'ali- mentation de la machine.
Les enroulements différentiels agissent soit directement sur l'organe mécanique de déclenchement de l'appareil de coupure, soit indirectement sur cet organe par l'intermédiaire d'une bobine à émission ou d'une bobine à manque de tension.
L'invantion a, en outre, pour objet les applica- tions industrielles du dispositif différentiel de protection spécifié ci-dessus, notamment aux contacteurs et aux dis- joncteurs montés dans les lignes d'alimentation de machines électriques.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pra- tique, les particularités des dispositifs décrits faisant naturellement partie de l'invention.
La fig. 1 est le schéma électrique d'une machine électrique équipée d'un disjoncteur à bobine de masse conventionnelle.
La fig. 2 est le schéma électrique d'une machine
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électrique protégée suivant le procédé objet de l'invention.
La fig. 3 est le schéma de l'application du procédé objet de l'invention à un système monophasé.
La fig. 4 représente l'application du disposi- tif de protection conforme à l'invention à un contacteur.
La fig. 5 représente l'application du dispositif de protection conforme à l'invention à un disjoncteur.
La fig. 6 représente l'application du dispositif différentiel de protection dans un système monophasé ob- tenu par branchement sur un transformateur triphasé dont le neutre est à la terre.
Dans les montages de protection actuellement utilisés par disjoncteurs à bobine de masse, ainsi que représenté à la fig. l, la machine électrique 1 alimentées par une ligne 2 sur laquelle est inséré l'appareil de cou- pure 1 a sa masse reliée à la terre par l'intermédiaire de la bobine de masse qui fonctionne pour un minimum de courant de fuite à la terre. En cas de défaut peu résistant se faisant jour dans la machine 1, si l'appareil de coupure ne déclenche pas, soit que la bobine 4 est coupée, soit par non fonctionnement de sa serrure, la masse de la machine 1 se trouve sensiblement au potentiel du point sous tension de cette machine où s'est produit le défaut, d'où danger pour l'utilisateur.
D'autre part, le fil de la bobine de masse 4 étant de section relativement faible'et particulièrement fragile, ce fil peut se rompre ou fondre si l'appareil de coupure ne déclenche pas, ce qui, dans ce dernier cas, engendre un risque d'incendie.
Dans le montage illustré à la figure 2, la ma-
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chine 2 alimentée par la ligne 6 munie d'un dispositif de coupure 7 a sa masse reliée à la terre par un conducteur
8 dont la section est déterminée en fonction du courant qui peut le parcourir. D'autre part, sur les conducteurs de la ligne 6 sont respectivement montées des bobines 9 à noyau commun formant dispositif différentiel. Ces bobines ont le même nombre de spires, de telle sorte qu'en marche normale, la somme des courants qui les parcourent étant nulle, le flux magnétique résultant est nul et le dispositif de protection reste sans action.
En cas de défaut, sur l'une ou plusieurs des phases de la machine 2 reliée aux conducteurs de la ligne 6, et à partir d'un certain minimum de courant de défaut à la terre, le flux magnétique résultant du dispositif différentiel est suffisant-pour déclencher l'appareil de coupure 7. La protection est ainsi assurée d'une façon parfaite et à aucun moment la tension de la masse ne s'élève beaucoup par rapport à la terre.
La figure 3 montre schématiquement l'application du procédé de protection suivant l'invention au cas d'une machine alimentée en courant monophasé. La machine 10 dont la masse est reliée à la terre par le conducteur 11 est alimentée par deux conducteurs 12 et 13 dans lesquels sont insérés, d'une part, les organes de coupure 14 et 15 et, d'autre part, le système différentiel comportant deux bobines
16 et 17, de même nombre de spires, enroulées sur un noyau commun, le secondaire 18 du transformateur d'alimentation ayant son point milieu relié à la terre par un conducteur 19.
Dans' le cas où l'appareil de coupure associé à la machine est constitué par un contacteur, ainsi que
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représenté à la figure 4, le dispositif différentiel de pro- tection coupe la bobine à manque de tension ou à émission de ce contacteur qui déclenche.
La machine 20 alimentée en courant triphasé par la ligne 21 a sa masse reliée à la terre par un conduc- leur -22. Sur la ligne 21 est monté un contacteur cont les organes de coupure 22a sont commandés à la manière habituelle par sa bobine 23 à manque de tension. Cette bobine 23 bran- chée sur deux phases de la ligne 21 est associée à un or- gane de coupure 24 susceptible d'être mis en oeuvre par le dispositif différentiel 25 comprenant trois bobines 26, de même nombre de spires, insérées respectivement dans les trois phases de la ligne 21 et montées sur un noyau commun.
En marche normale, la somme des courants parcou- rant les bobines 26 est nulle. Dans le cas où, un défaut se produit dans la machine 20, et à partir d'un certain minimum de courant de'fuite à la terre, le flux magnétique résultant du dispositif différentiel est suffisant pour déclencher l'organe de coupure 24, la bobine 23 n'est plus alimentée et les organes de coupures 22a's'ouvrent.
Dans le cas d''l!n1disjoncteur, le dispositif dif- férentiel peut être utilisé comme dans le cas du contacteur, si ce disjoncteur a une bobine à manque de tension ou à émission, ou différemment, ainsi que représenté' à la figure 5, en agissant directement sur les organes de coupure du disjoncteur.
La machine 27 alimentée en courant triphasé par la ligne 28 a sa masse reliée à la terre par un conduc- teur 29. Dans la ligne 28 est inséré un disjoncteur muni
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de ses bobines magnétiques 30, de ses bilames 31 et compor- tant, insérées dans chaque phase de la ligne 28, trois bobines 32 de même nombre de tours montées sur un noyau commun et formant le dispositif différentiel. Les organes de coupure 33 du disjoncteur sont déclenchés soit sous l'action de l'une au moins des bobines magnétiques 30, de l'un au moins des bilames 31 ou du dispositif différentiel formé par les trois bobines 32.
Dans le cas d'un système monophasé obtenu par branchement sur le neutre et une phase d'un transformateur triphasé dont le neutre est à la terre, cas des cuisinières électriques par exemple, le: dispositif différentiel de protection est utilisé ainsi que représenté à la figure 6.
Bien que les phases 34, 35 et 36 du secondaire 37 du trans- formateur ne soient pas équilibrées, le dispositif différen- tiel, constitué par les deux bobines égales 38 insérées dans le branchement 39 entre phase 36 et neutre 40, fonctionne correctement. En effet, la somme des courants parcourant ces bobines 38 reste nulle tant qu'il n'y a pas un retour de courant au secondaire 37, relié à la terre, par une autre voie que les fils de phase, c'est-à-dire tant qu'il n'y a pas de défaut à la masse de la 1 cuisinière 41 reliée à la terre par le conducteur 42. En cas de défaut, comme indiqué précé- demment, le flux magnétique résultant des bobines 38 déclen- che l'appareil de coupure 43.
Il est bien évident que, sans sortir du cadre de la présente invention, des modifications pourraient être appor- tées au montage et aux dispositifs décrits,