Dispositif de protection d'une installation d'alimentation électrique. La présente invention concerne un dispo sitif de protection d'une installation d'ali mentation électrique alimentant des appareils électriques constituant, Vun au moins, une charge et un autre au moins une charge "secondaire", ce dispositif ayant pour but de commander le fonctionnement des ap pareils de façon à limiter le maximum de charge relié au circuit d'alimentation.
Bien que l'invention puisse s'appliquer en général aux installations d'alimentation de tous appareils électriques, tels que des mo teurs, corps de chauffe, corps -d'éclairage, etc., son application à, une installation d'ali mentation d'un corps de chauffage ou four neau électrique et d'un appareil électrique à chauffer de l'eau en fournit un exemple ty pique. Dans cette combinaison, le fourneau électrique n'est utilisé que quelques heures par jour seulement; il en est de même de l'appareil à chauffer l'eau. Il faut toutefois que le fourneau, qui constitue la charge pri maire soit toujours prêt à l'emploi quand cela est nécessaire, et son fonctionnement ne doit pas être interrompu.
L'appareil à chauffer l'eau, qui constitue la charge secondaire, peut par contre être mis en fonction pendant des périodes dans lesquelles le fourneau n'est pas utilisé, et de l'eau peut être chauf fée et emmagasinée pour un emploi ultérieur. Si les deux appareils étaient utilisés en même temps, il est évident qu'une charge relativement grande serait appliquée au cir cuit d'alimentation pendant une courte pé riode de temps.
Cette charge intermittente est hautement indésirable du point de vue de la marche de la station centrale, attendu que l'équipement de la station centrale doit nécessairement avoir une grandeur telle que la. totalité de la charge maximum demandée puisse être fournie, bien que ce soit de très courte durée. Afin de réduire la demande maximum et de prévoir ainsi une charge plus convenable, il est préférable d'utiliser l'ap pareil à chauffer l'eau pendant que le four neau n'est pas utilisé.
En tenant compte de ces désiderata, le dispositif de protection suivant l'invention comporte un moyen thermorégulateur avec une bobine de chauffage électrique reliée au circuit de la charge primaire, et des con nexions de circuit en combinaison avec un disjoncteur pour la charge secondaire disposé pour être commandé en dépendance du moyen thermorégulateur de façon à décon necter la charge secondaire lorsque l'alimen tation de la. charge primaire dépassE une va leur prédéterminée et à. relier à nouveau la charge s.ondaire au circuit, quand l'alimen tation de la charge primaire tombe au-des sous d'une va-leur prédéterminée.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé. dans lequel: La fig. 1 est un schéma. de connexion d'une installation d'alimentation électrique pour un fourneau électrique et un appareil électrique à, chauffer l'eau; La fig. 2 est une coupe d'un moyen thermorégulateur suivant la. ligne 2--2 de la fig. 3 en regardant dans la direction des flèches;
La fig. 3 est une vue de dessus du moyen thermo-régulateur, tandis que La fig. -1 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fil;. 3 en regardant dans la direc tion des flèches.
L'installation électrique représentée ali mente un fourneau électrique 10, constituant. une charge "primaire", et une chaudière élec trique à. eau 11 constituant une charge ,.se condaire', mais évidemment on pourrait aussi utiliser d'autres appareils électriques dont le fonctionnement doit avoir lieu de la même manière. Le fourneau 10 et la chaudière 11 sont alimentés par un circuit d'alimentation électrique 12, leurs connexions électriques étant commandées par des interrupteurs 13 et 14 actionnés à la main. On comprend que le fonctionnement du fourneau ou de la. chau dière ou bien des deux peut être commandé par un disjoncteur â. commande thermique.
Ordinairement c'est l'alimentation de la chaudière 11 qui est commandé par un dis joncteur à commande thermique établi de façon à l'intercepter lorsque l'eau dans la chaudière a été chauffée à une température prédéterminée et à la remettre en circuit lorsque la température de l'eau diminue à un minimum prédéterminé. Le circuit de la-chau- dière 11 est également commandé par un dis positif thermorégulateur ou "thermo-relais" 15 établi de façon que lorsque la charge du fourneau 10 relié au circuit d'alimentation 12 atteint une valeur prédéterminée, l'alimen tation de la chaudière 11 soit. interrompue.
Ce dispositif thermorégulateur comprend un thermostat représenté sous forme de bande bimétallique 16 dont une extrémité est fixée à une bride 17 montée sur un sup port isolant 18, par exemple en ardoise. L'ex trémité libre de la bande 16 peut se mou voir, par suite d'une déformation de la bande due à un changement de température, entre cieux contacts électriques 19 et 20 montés sur le support. isolant 18. Comme représenté, les deux contacts fixes sont montés sur les extrémités de vis de réglage de façon qu'on peut modifier leur position relative, le con tact 19 étant fixé à un porte-contact 21 (fig. 4).
Afin (l'obtenir une action brusque de l'extrémité libre de la bande 16 en passant d.'un contact à l'autre, on a. prévu un ressort 22 (fig. 2) s'appuyant contre l'extrémité li bre de la bande 16 et contre un palier à cou teau fixe 23 fixé au support 18. La dispo sition du ressort 22 est telle qu'une eompo- sa.nte latérale de sa, pression, à- savoir la composante en direction verticale, soit appli quée dans une direction convenable pour maintenir l'extrémité libre de la bande le en engagement avec l'un des deux enniaets 19, 20.
Quand l'extrémité libre de la bande 16 s'éloigne de l'un ou l'autre de ces contacts, elle s'approche toutefois d'une position neu tre, dans laquelle la pression du ressort 22 est exercée directement contre l'extrémité de la bande. Dans cette position neutre il n'y a point de composante verticale de la pression du ressort, mais lorsque le ressort passe au delà de cette position dans l'une ou l'autre direction, une composante verticale allant en augmentant est appliquée et a la tendance de mouvoir la. bande 16 vers le contact opposé.
Il est à noter que lorsque la bande 16 quitte l'un des contacts 19, 20, la. composante verti cale de la pression du ressort s'opposant à ce mouvement diminue rapidement jusqu'à la position neutre, après quoi elle augmente rapidement en sens opposé et il en résulte que la bande viendra sauter brusquement d'une position terminale à l'autre. Le res sort 22 présente la forme d'un U renversé, mais toute autre forme appropriée de ressort à compression pourrait être utilisée.
La bande 16 est entourée d'une bobine à. résistance de chauffage 24 laquelle, comme représentée, peut être faite d'un fil de résis tance de chauffage relativement rigide, tel qu'un alliage chrome-nickel. Une extré mité de cette bobine 24 est reliée au contact supérieur 19, la connexion elle-même étant établie au moyen de la vis de serrage 25 (fig.4) qui sert à. fixer le porte-contact 21 au support 18, le circuit électrique passant de la vis 25 par le porte-contact 21 au contact supérieur 19.
L'extrémité opposée de la bobine de chauffage 24 est reliée à, la bride 17 à laquelle est fixée une extrémité de la, bande 16 et est par conséquent reliée électriquement à une extrémité du the--mostat. Les dimensions intérieures de la bobine de chauffage 24 sont telles que labande 16 puisse se mouvoir librement vers le haut et vers le bas en engagement avec l'un ou l'autre des contacts 19 et 20 sans toucher la bobine de chauffage.
Comme représenté à la fia. 1. cette bobine de chauffage 24 est connectée dans le circuit du fourneau électrique 10, un con ducteur 26 allant d'un pôle du circuit d'ali- mentation 12 jusqu'à une cosse 27 reliée élec triquement à la vis 2.5, et un conducteur 28 allant de la bride 17 jusqu'à. l'interrupteur 13 appartenant au fourneau 10. Le pôle op posé du circuit d'alimentation 12 est relié par un conducteur 29 à. l'interrupteur 13.
Le dispositif thermorégulateur est établi de façon que lorsqu'il y a une charge de four neau prédéterminée, charge qui peut être la charge totale du fourneau bien qu'elle soit considérée comme n'étant qu'une partie de celle-ci, la bobine de chauffage 24 chauffe la bande thermostatique 16 suffisamment pour l'obliger à sauter vers le haut en engage ment avec le contact 19. Lorsque le fourneau est déconnecté ou que sa charge tombe au- dessous d'une valeur prédéterminée, la bande thermostatique se refroidit et vient occuper une position normale en engagement avec le contact inférieur 20, comme représenté au dessin.
La position normale de la bande thermostatique est déterminée en formant celle-ci de façon à lui conférer une tension de ressort vers le contact inférieur. Le fonc tionnement du thermostat commande l'ali. mentation de la chaudière 11 à l'aide d'un interrupteur 30 qui est actionné par une bo bine d'aimantation 31. Une borne de la bo bine d'aimantation 31 est reliée électrique ment par un conducteur 32 au contact infé rieur -20, cette connexion étant établie avec une tige 33 portant ledit contact inférieur. La borne opposée de la bobine d'aimantation 31 est reliée par un conducteur 34 au con ducteur 29 allant au circuit d'alimentation 12.
Comme représenté, l'interrupteur 30 ou vre et ferme une connexion entre le conduc teur 29 et l'interrupteur 14 appartenant à. la chaudière 11. -Un conducteur 26a relie l'inter rupteur 14 au pôle opposé du circuit d'ali mentation 12.
On notera donc que lorsque le fourneau 10 est interrompu et que le dispo sitif thermorégulateur est dans sa position normale, comme représenté au dessin, la bo bine d'aimantation 31 est connectée au cir cuit d'alimentation 12 de façon que l'inter rupteur 3,0 est maintenu en position de fer meture par la. bobine 31, le circuit de la bo bine 31 allant du circuit d'alimentation par le conducteur 29, le conducteur 34, la bo bine 31, le conducteur 32 à. l'extrémité mo bile de la bande thermostatique par celle-ci et ensuite par la bobine de chauffage 24 et le conducteur 26 pour retourner au pôle op posé du circuit d'alimentation. Dans ces con ditions, la. chaudière 11 peut être alimentée à volonté enfermant l'interrupteur 14.
Lors que la bande thermostatique 16 se meut vers le haut après l'application d'une charge pré- déterminée au fourneau 10, le circuit de la bobine d'aimantation 31 est ouvert par le dé gagement de la bande thermostatique d'avec le contact inférieur 20. Ceci provoque l'ou verture de l'interrupteur 30 pour interrompre le circuit de la chaudière 11, si celle-ci était reliée au circuit d'alimentation, et l'empêche d'être reliée à celui-ci à l'aide de l'interrup teur 14 aussi longtemps que la charge prédé terminée du fourneau est appliquée Après un décroissement de la charge du fourneau à une valeur, prédéterminée,
la bobine de chauffage 24 n'engendre plus assez de chaleur pour maintenir la bande thermostatique dans sa position supérieure et la bande thermostati- que se refroidit alors et se meut vers le bas pour se réengager avec le contact 20. L'in terrupteur 30! se ferme alors et par suite la chaudière<B>Il</B> est de nouveau reliée au circuit d'alimentation, pourvu que l'interrupteur 14 soit en position de fermeture.
On notera que lorsque la bande thermo statique se met en prise avec le contact 19, il ferme un circuit à travers elle-même qui est en dérivation sur la bobine de chauffage 24. La bande thermostatique ayant une résistance bien inférieur à celle de la, bobine de chauf fage reçoit alors la plus grande partie du cou rant, du fourneau, ce qui empêche un échauf fement inadmissible de la bobine 24. Ceci est un grand avantage qu'on comprend aisément en pensant que le thermostat peut être réglé de façon à fonctionner lorsque la charge du fourneau atteint 5 ampères, alors que la to talité de la charge du fourneau qui peut être reliée par moments, peut atteindre 35 am pères ou davantage.
A mesure que la. bobine de chauffage se refroidit par suite de la mise en dérivation de son courant par le thermostat, la bande thermostatique aura la tendance à. se mouvoir vers le bas et de quit ter le contact supérieur, mais lorsque cela arrive, la bobine de chauffage sera immé diatement reliée au circuit du fourneau et chauffera de nouveau la bande thermostati que de façon à la faire revenir au contact su périeur. De préférence le contact supérieur 19 sera ajusté de façon à être bien plus loin de la position neutre que le contact inférieur 20, de sorte que la bande thermostatique peut s'écarter facilement de lui sans tout de suite sauter complètement vers le contact in férieur 20.
Aussi longtemps que la valeur prédéterminée de la charge du fourneau est reliée au circuit d'alimentation; la bande thermostatique agit par conséquent en con jonction avec le contact supérieur 19 pour connecter et déconnecter alternativement la bobine de chauffage, mais sans s'engager avec le contact inférieur.
Afin de compenser les variations de la température ambiante, on a prévu une barre thermostatique bimétallique auxiliaire 35. Une extrémité de cette barre est fixée au sup port 18 à l'aide d'une vis 36 et son autre ex trémité est reliée à la bande thermostatique 16 à l'aide d'une bielle réglable 37. Ces deux organes thermostatiques sont disposés pour fonctionner en antagonisme l'un à l'autre. Une augmentation de température, qui tend à faire mouvoir la bande thermostatique 16 vers le haut, a un effet opposé sur la barre ther mostatique 35 en tendant à la, faire mouvoir vers le bas, et cette tendance de la barre thermostatique 35 à se mouvoir vers le bas neutralise exactement la tendance de la bande thermostatique 16 à se mouvoir vers le haut.
Inversement, une réduction de la température ambiante obligeant la bande thermostatique 16 à se déplacer vers le bas est compensée par une tendance dans le sens opposé se manifestant dans la barre thermo statique 35. Cette action de compensation de la barre thermostatique 35 est telle que la bande thermostatique 16 fonctionne toujours à la suite ide la manifestation d'une élévation de température prédéterminée provoquée par la bobine de chauffage 24, quelle que soit la température de l'air ambiant, et comme ré sultat le thermostat coupera toujours l'ali mentation de la chaudière 11 lorsqu'une charge de valeur prédéterminée se produit au fourneau 10.