Dispositif de protection pour circuits à courant continu ou alternatif. La présente invention a pour objet un dispositif de protection pour circuits électri ques alimentés par un réseau dont un con ducteur est mis à la terre de façon perma nente, circuits à .courant continu ou alterna tif dont les organes métalliques qui ne doi vent normalement pas être sous tension sont, à titre de mesure préventive contre les acci dents, reliés au sol à la fois par une prise .de terre indépendante et par le conducteur du réseau mis à la terre de façon permanente.
Pour prévenir les accidents résultant d'une mise intempestive sous tension d'or ganes qui doivent pouvoir être touchés en tout temps, il est :d'usage de les relier au sol. Quand les réseaux de distribution compor tent un conducteur relié d'une façon perma nente à la terre, c'est-à-dire mis normalement à la. terre, la liaison avec le sol .des organes en question peut se faire par l'.intermédiaire de ce conducteur.
En particulier, récepteurs et appareils de manoeuvre à .courant triphasé peuvent donc être raccordés au conducteur neutre quand celui-ci est normalement mis à la terre.
Cette disposition n'est toutefois pas sans présenter certains inconvénients: elle ne met pas complètement à l'abri bâtis, carcasses, etc., contre une élévation dangereuse de po tentiel et, -de plus, leur ligne de terre, c'est-à- dire la ligne qui les relie au eanducteur du réseau mis à la terre, est parfois soumise à un échauffement exeessif .du fait du -courant très intense qui la parcourt.
L'élévation du potentiel de la masse d'un récepteur ou appareil de manoeuvre peut provenir soit d'une cause intérieure, soit d'une cause extérieure. La cause est roté-, rieure quand il s'agit d'une avarie intéressant le récepteur ou l'appareil lui-même ou un de ses organes accessoires: interrupteur, ligne d'amenée du courant 4e service, etc.
La cause est extérieure quand la mise sous tension de la masse .du récepteur ou de l'appareil pro vient de -ce que le conducteur normalement à la terre du réseau a pris lui-même un cer- tain potentiel par le fait d'une avarie n'inté ressant en rien le récepteur ou l'appareil considéré, ni aucun -de ses organes acces- soires.
Quand la cause agissante est intérieure, la ligne de terre .de l'appareil ou -du récepteur in téressé se met sous tension et elle est en ou tre parcourue par un courant -de fuite qui, suivant les circonstances, peut prendre le ca ractèred'un courant de court-circuit et être une cause d'incendie.
Lorsque l'élévation -du potentiel de la masse d'un récepteur ou appareil est :due à une cause extérieure, sa ligne -de terre se met également sous tension, mais elle n'est parcourue par aucun courant appréciable.
II existe des dispositifs protecteurs des tinés -à séparer -du réseau tout appareil ou ré cepteur dont la masse est sous tension. Leur fonctionnement est basé sur la différence -de potentiel :existant entre la masse ou la ligne de terre de ces appareils, d'une part, et la terre d'autre part. Ces dispositifs sont pourvus d'une bobine de tension @à fil fin parcourue par un courant d'intensité réduite.
Le dispositif faisant l'objet de l'invention est caractérisé par un électro-aimant dont trois points de l'enroulement sont reliés élec triquement, l'un aux organes métalliques du .circuit à protéger, qui ne .doivent pas être sous tension, le second au conducteur du ré seau mis à la terre -de façon permanente, le troisième a une prise -de terre indépendante, -cet électro-aimant actionnant, lorsqu'il est excité, un disjoncteur principal séparant du réseau le circuit à protéger, l'ouverture de ce disjoncteur étant provoquée automatiquement aussitôt qu'un courant -de fuite,
provenant du .circuit à protéger ou du conducteur mis à la terre de façon permanente, parcourt au moins une partie de _ l'enroulement dudit électro-aimant. L'enroulement de l'électro-aimant peut être formé de plusieurs bobines reliées entre elles, de manière que les effets de leurs forces magnétomotrices ; s'acl'ditionnent lorsqu'un courant électrique les traverse.. Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution du dispositif faisant l'objet de l'invention.
Pans les formes des fig. 1 à 3, l'enroulement de l'électro-aimant comporte -deux bobines re liées entre elles par une de leurs extrémités, tandis que dans la forme de la fig. 4, -ce même enroulement -est -constitué au moyen de trois bobines également reliées entre elles par une .de leurs extrémités.
Les lettres B, S', <I>T</I> des fig. 1 à 4 indi quent des conducteurs d'un réseau qui sont normalement sous tension, tandis que la lettre 0 désigne un conducteur normalement relié à la terre, c'est-à-dire :dont le potentiel est ordinairement égal à zéro ou du moins voi- sin de zéro.
Dans les quatre formes -d'exécution re présentées par les fig. 1 à 4 du dessin annexé, l'enroulement de l'électro-aimant est raccordé à la fois à la masse des récepteurs ou appa reils -du circuit à protéger, au conducteur du réseau relié à la terre et à une prise de terre indépendante. Ce raccordement peut s'effec tuer de différentes manières.
Dans le dispoistif de la fig. 1, les extré mités libres de l'enroulement de l'électTo- aimant -sont reliées, l'une à la masse des ap pareils à protéger, l'autre au conducteur mis à la terre, tandis qu'un point intermédiaire est relié à la prise -de terre indépendante.
Dans le -dispositif de la fig. 2,.les extré mités libres -de l'enroulement sont reliées, l'une à la prise -de terre indépendante, l'au tre au conducteur du réseau mis à la terre, tandis qu'un point intermédiaire est relié à la masse des appareils ;à protéger.
Dans le dispositif de la fig. 3, les extré mités libres de l'enroulement sont reliées, l'une à la prise .de terre indépendante, l'autre aux appareils à protéger, tandis qu'un point intermédiaire est relié au conducteur du ré seau mis. normalement à la terre.
Dans le dispositif de la fig. 4, les @extré- mités libres de l'enroulement sont reliées, l'une à la masse des appareils à protéger, la seconde au conducteur du réseau mis à la terre, la troisième à la prise de terre indé pendante.
L'enroulement de l'électro-aimant fait donc partie intégrante des lignes -de terre -du circuit à protéger. Suivant la forme d'exécu- tion adoptée, le courant de fuite, qu'il pro vienne du circuit à protéger ou du conducteur normalement à la terre, parcourra tout ou partie de l'enroulement de l'électro-aimant.
Avec le dispositif :de la fig. 1, par exem ple, lorsqu'une avarie dans le circuit à pro téger livre passage à un courant de fuite, ce lui-ci, venant de M, traverse la bobine A et, arrivé au point c, se bifurque, une partie ga gnant directement la prise de terre indépen dante .T, l'autre rejoignant le .conducteur normalement à la terre en N à travers la bo bine I3.
Par contre, lorsque pour une cause exté rieure au circuit à protéger, le conducteur re lié normalement à la terre est mis sous ten sion, un courant venant<I>de N</I> passe par la bobine B pour gagner la terre T.
Dans les deux cas, l'électro-aimant ac- tionne son armature mobile D, provoquant ainsi le déclenchement du disjoncteur I soli daire de ladite armature et le circuit à pro téger se trouve séparé aussi bien des conduc teurs dont le potentiel n'est normalement pas celui du sol que du conducteur relié en per manence à la terre.
Avec les dispositifs -des fig. 2 et 3, la dis tribution du courant dans l'électro-aimant est différente.
Quelle que soit la forme d'exécution adop tée, que le courant traverse tout ou partie de l'enroulement de l'électro-aimant, le disjonc teur sera déclenché si les résistances des prises de terre, prise indépendante et prise du neutre, sont assez faibles pour permettre le passage à travers l'électro-aimant d'un cou rant capable d'actionner l'armature D. Ce sera généralement le cas quand les prises de terre seront constituées par des conduites d'eau souterraines.
Pour réduire l'intensité du courant -de fuite -à une valeur ne présentant plus .de -dan ger d'incendie, il suffira que les bobines .de l'enroulement de l'électro-aimant aient une certaine impédance, avec l'aide s'il le faut d'une résistance auxiliaire.
Si l'impédance de chaque bobine est, par exemple, -de 5 S2 pour un réseau triphasé .dont la tension est de 220/3'80 V, l'intensité -du courant passant par les bobines ne .dépassera en aucun -cas 44 A, ce qui ne présente rien d'excessif pour un conducteur de 10 mm' de section, par exemple.
Les .dispositifs représentés au dessin ne protègent qu'un seul appareil ou récepteur. Un seul et même dispositif peut protéger plusieurs appareils ou ré.oepteurs: il suffit pour cela que la masse -de chacun :d'eux .soit reliée à la ligne aboutissant aux points 111 -des figures. En cas de fonctionnement du disjoncteur, tous les appareils et récepteurs sont ainsi -séparés du réseau. Un seul -électro aimant actionnant un seul disjoncteur peut ainsi mettre hors circuit tous les moteurs d'une fabrique.
Dans les figures :du dessin annexé, le circuit à protéger est supposé alimenté par un réseau triphasé avec conducteur neutre à la terre. Le genre de courant -distribué ne joue aucun rôle, 1.e .dispositif -de protection étant applicable indifféremment aux cir cuits alimentés par courant monophasé, po.- lyphas6 ou continu -dont un conducteur est normalement relié à la terre. De même, le disjoncteur I peut être, suivant les cir constances, bipolaire, tripolaire,
Utrapolaire ou encore comporter plus de quatre points de coupure du -courant.
Les -dispositifs représentés comportent un électro-aimant en forme de fer à cheval, mais sa forme peut être quelconque.
Il n'est pas non plus nécessaire que l'en roulement @de l'électro-aimant comporte plu sieurs bobines: une seule suffit si, d'un point, part une dérivation divisant la bobine en -deux tronçons.
Les bobines ou .les deux tronçons d'une même bobine pourront avoir la même impé dance ou une impédance différente suivant les circonstances. Le disjoncteur I peut borner son rôle à celui -de disjoncteur de protection ne -s'ou vrant que sous l'action d'un courant -de fuite traversant au moins une partie -de l'enroule ment @de l'électro-aimant. Il peut également jouer -en outre le rôle d'interrupteur normal de service du circuit à protéger.
Il est utile qu'un dispositif de protec tion puisse être facilement et fréquemment contrôlé. C'est pourquoi les dispositifs re présentés au dessin sont munis d'un petit in- terrupteur secondaire i intercalé entre un conducteur normalement sous tension du cir cuit à protéger et la masse d'un appareil ou récepteur de ce circuit, ainsi que l'indiquent les fig. 1 à 4.
Il suffira de fermer cet in terrupteur i,, au moyen .d'un poussoir par exemple, pour qu'un .courant venant du con- ducteur sous tension circule dans l'électro aimant et actionne le disjoncteur principal. L'intensité de ce courant sera limitée par une résistance en série avec l'interrupteur i, de manière que la masse de l'appareil protégé ne prenne pas un potentiel élevé. Cet inter rupteur i sera utilisé pour provoquer l'ouver ture .du disjoncteur en service normal et, par le fait même, servira -de moyen de contrôle.
En fig. 1, le circuit à protéger est muni -de coupe-circuits f. Au lieu de coupe-circuits, on peut avoir un système électro-magnétique ou thermique solidaire du -disjoncteur et pro voquant son ouverture lorsque l'intensité du courant :dépasse une valeur maximum -don née. On pourra également munir le disjonc teur -de bobines de tension de manière qu'il coupe automatiquement le courant de service lorsque la tension tombe en dessous d'une va leur donnée.
Le -dispositif pourra être, suivant les cas, conditionné -de façon que le :disjoncteur soit déclenché même si l'on maintient sa poignée dans la position de marche, que le déclen- olhement soit produit par un courant dans l'électro-aimant ou par-ce que le courant ab sorbé est trop élevé ou parce que la tension fait .défaut.
Autrement dit, on peut combiner 4iffé- rents éléments, de façon que le disjoncteur du dispositif de protection contre une mise sous tension -de la masse d'un récepteur fonc tionne aussi comme disjoncteur à maximum de courant et -à minimum -de tension.
Le disjoncteur<I>I,</I> les couipe-circuits <I>f,</I> l'électro-aimant et les autres organes servant à la mise en marche, à l'arrêt -et à la protec tion du circuit à protéger pourront être mon tés, dans un coffret commun en métal ou matériel isolant.