EP0704867A1 - Dispositif de déclenchement comportant au moins un transformateur de courant - Google Patents

Dispositif de déclenchement comportant au moins un transformateur de courant Download PDF

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EP0704867A1
EP0704867A1 EP95410110A EP95410110A EP0704867A1 EP 0704867 A1 EP0704867 A1 EP 0704867A1 EP 95410110 A EP95410110 A EP 95410110A EP 95410110 A EP95410110 A EP 95410110A EP 0704867 A1 EP0704867 A1 EP 0704867A1
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shunt
current
circuit
air gap
magnetic
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Schneider Electric SE
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
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    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
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    • H01F38/28—Current transformers
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    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/123—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit
    • H01H71/125—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit characterised by sensing elements, e.g. current transformers

Definitions

  • current transformers supply the electrical energy necessary for the operation of associated electrical or electronic circuits at own current.
  • Current transformers are installed on conductors of a power circuit to be protected. They supply low-intensity secondary currents proportional to very high primary currents to electronic tripping circuits.
  • the alternating secondary currents are rectified and regulated in order to supply continuous supply voltages to the tripping circuits.
  • the consumption of the circuits being stable or little variable, the excess energy supplied by the transformers is dissipated by regulation circuits and by the transformers themselves.
  • the minimum secondary operating current corresponds to the consumption of the tripping circuits.
  • operation must usually be ensured between 0.1 and 10 times the rated current.
  • the devices must include large transformers capable of dissipating the excess energy transformed into heat.
  • the electronic power components of the regulation circuits must be oversized and fixed on bulky cooling devices.
  • Saturated iron current transformers reduce the secondary current at high current levels and limit the power supplied to the regulation circuits.
  • the operation of the saturated iron transformers does not make it possible to effectively resolve the problems of size and heating over the entire operating range of the trip device.
  • the object of the invention is a trip device comprising at least one current transformer providing reduced power at high primary current.
  • the transformer comprises a magnetic shunt disposed as a bypass on the part of the main magnetic circuit constituting the core of the secondary winding, the magnetic shunt comprising a total or partial air gap locally reducing the section of said shunt.
  • the current response of said transformer is not linear over the entire operating range.
  • the magnetic shunt is positioned between the primary conductor and the secondary winding.
  • the section of the magnetic shunt near the air gap is greater than the section of the magnetic circuit at the location of the core of the secondary winding.
  • the size of the air gap can vary in different places of the shunt section.
  • the air gap can be located substantially in the middle of the magnetic shunt or between the shunt and the main magnetic circuit.
  • the shunt and the main magnetic circuit form the same part.
  • At least one secondary winding comprises an electromagnetic shielding.
  • said current transformer essentially supplying the operating electrical energy, is associated with a current measurement sensor.
  • the current measurement sensor is preferably a Rogowski torus.
  • FIG. 1 represents a block diagram of a tripping device installed in a circuit breaker.
  • FIG. 2 represents a known current transformer.
  • FIG. 3 represents a current transformer according to an embodiment of the invention which can be part of a trip device according to FIG. 1.
  • FIGs 4 and 5 show two variants of current transformers according to Figure 3.
  • FIG. 6 represents the curves of the current responses of the transformers of FIGS. 2 and 3.
  • Figures 7a, 7b and 7c illustrate the currents for a particular point on curve 6.
  • Figures 8 to 11 show air gap variants of the current transformers of Figures 3 to 5.
  • FIG. 12 shows a transformer according to an embodiment of the invention associated with a rogowski toroid.
  • the block diagram in FIG. 1 represents a trip device installed in a circuit breaker to protect an electrical network 1 against overloads or short-circuits.
  • the opening of contacts 2 is controlled by a relay 3.
  • the triggering device comprises current transformers 4a, 4b and 4c associated with the network conductors to supply the electrical energy necessary for the operation of electronic circuits of a processing unit 25.
  • the windings secondary current transformers are connected to a supply circuit 5 which rectifies the alternating current supplied by the secondary windings of the transformers and provides one or more regulated DC voltages.
  • a first DC voltage V1 is supplied to measurement and processing circuits, respectively 6 and 7, while a second DC voltage V2 supplies the relay 3.
  • the processing unit 25 comprises the relay 3 and the circuits 5, 6 and 7.
  • Sensors 8a, 8b and 8c for measuring current, associated with the conductors of the network have secondary windings connected to the measurement circuit 6.
  • the circuit 6 amplifies and formats signals representative of the currents of the conductors coming from the sensors 8a, 8b and 8c. Then, it sends them to the processing circuit 7.
  • the circuit 7 sends a trigger order 9 when the signals representative of the conductor currents exceed predetermined thresholds for predetermined times.
  • the sensors 8a, 8b and 8c can be, for example, measurement transformers, Rogowski toroids or Hall effect cells.
  • FIG. 2 represents a known current transformer which can be used as transformers 4a, 4b or 4c.
  • Said known current transformer comprises a magnetic circuit 10 and a secondary winding represented by a coil 11 and two output wires 12.
  • the magnetic circuit generally consisting of stacked sheets, completely surrounds a conductor 13 of the network 1 where the primary current of the transformer.
  • a part 14 of the magnetic circuit 10 passes through the center of the secondary winding and forms the core of the coil 12.
  • the transformers 4a, 4b and 4c of the triggering device of FIG. 1 are current transformers comprising a magnetic shunt to be gap.
  • Figure 3 shows an embodiment of a transformer of this type.
  • a magnetic shunt 15, bypassed on the magnetic core 14 of the secondary winding, has a gap 16.
  • Figures 4 and 5 show variants of transformers according to two other embodiments of the invention.
  • the part of the magnetic circuit surrounding the primary conductor has a rounded shape comprising the magnetic shunt 15.
  • the transformer of FIG. 4 has an air gap located substantially in the middle of the shunt.
  • the air gap of the transformer of Figure 5 is located between one end of the shunt and a part of the main magnetic circuit 10 connecting an area close to the primary conductor and the core of the secondary winding.
  • the section of the magnetic shunt 15 near the air gap is greater than the section of the magnetic circuit at the location of the core 14 of the secondary winding.
  • the main magnetic circuit 10 and the shunt 15 form a single piece. Said part can be constituted by stacked sheets or by other magnetic materials.
  • a first curve 17 represents the response in rms current of a known type of transformer not having of shunt. The shape of curve 17 is almost linear. The secondary current Is is substantially proportional to the primary current Ip.
  • a second curve, 18, represents the effective current response of a transformer according to an embodiment of the invention comprising an air gap shunt.
  • the secondary currents of the two transformers corresponding to curves 17 and 18 have similar values.
  • the response curve 18 of the transformer comprising an air gap shunt becomes smaller than the curve 17 of the transformer without shunt. For example, for a current of 800A the transformer with a shunt to gap, provides a secondary current of the order of 0.25 A (point 19 on curve 18) while the transformer without shunt provides a current of 0.8 AT.
  • the shapes of the primary and secondary currents are illustrated on the curves of Figures 7a, 7b and 7c.
  • the primary sinusoidal current Ip having a value of 800 A, passes through the primary of a first transformer according to FIG. 2 and the primary of a second transformer according to FIG. 3.
  • FIG. 7b shows a secondary current Is1 of the first transformer.
  • the effective value of the current Is1 is 0.8 A and its shape is substantially sinusoidal.
  • FIG. 7c shows a secondary current Is2 of the second transformer comprising a magnetic shunt according to an embodiment of the invention.
  • the current Is2 is deformed and its value, approximately 0.25 A, is much lower than that of the current Is1.
  • For a primary current Ip 800 A the power dissipated in the secondary winding of the first transformer without shunt is 9 W while the power dissipated in the winding of the second transformer comprising a magnetic shunt is only 0.9W.
  • the response, of the secondary current Is as a function of the primary current Ip, of the transformers comprising a shunt with an air gap depends on the shape, the surface and the thickness of the air gap.
  • the transformers of FIGS. 3 to 5 have air gaps of constant thickness and opening the entire section of the shunts 15. However, other forms of air gap are possible.
  • Figures 8 to 11 show various air gap variants.
  • the thickness of the air gap can be variable to improve the response at high current level.
  • Figure 8 shows an air gap having a different thickness at different places in the section of the shunt.
  • Figure 9 shows a shunt with a partial air gap.
  • a large part of the magnetic circuit of the shunt is cut by the air gap and a small part remains connected.
  • the attenuation begins with lower primary currents.
  • the magnetic shunt 15 may comprise several air gaps, for example a total air gap 16 a and a partial air gap 16 b as shown in FIG. 10.
  • FIG. 11 represents a shunt comprising a complex air gap.
  • the air gap comprises a first part 21 and a second transverse part 22 and a longitudinal part 23 connecting the first and second transverse parts.
  • the effects of the air gap being essentially in the longitudinal part, this arrangement makes it possible to have a large air gap area and a large circulation of the magnetic flux at high primary current.
  • the air gap of the magnetic shunt is generally a notch left in the open air but it can be completely or partially filled with a solid non-magnetic material.
  • the air gap of the longitudinal part 23 of the shunt of FIG. 11 comprises a solid non-magnetic component 24. Said solid non-magnetic component prevents impurities from getting into the thickness of the air gap.
  • a thin air gap can advantageously consist of a screen made of solid non-magnetic material.
  • the primary conductor 13 crosses the magnetic circuit of a transformer according to the invention and the center of a Rogowski toroid 26.
  • the secondary of the first transformer according to the invention supplies electronic circuits and the secondary of the toroid de Rogowski supplies measurement and processing circuits with the signal representative of the current flowing in the primary conductor.
  • the Rogowski transformer and toroid are preferably fixed to each other, for example by overmolding.
  • the device in FIG. 12 includes an electromagnetic shield 27.
  • the current transformers of a device according to the invention can have very varied shapes.
  • the shunt with air gap is disposed between the primary conductor and the secondary winding.
  • the secondary winding would then be between the primary conductor and the shunt. This arrangement may be advantageous depending on the volume allocated to the current transformer.
  • a transformer according to the invention may comprise a magnetic circuit with a core of the secondary winding comprising a partial or total air gap and a magnetic shunt also comprising a partial or total air gap. This arrangement can make it possible to better distribute the magnetic flux between the shunt and the core as a function of the value of the primary current.
  • the transformers comprise a single secondary winding, and a single shunt, but the invention also applies to devices comprising transformers with several secondary windings and / or with several shunts.

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Abstract

Le dispositif de déclenchement comporte au moins un transformateur de courant pour l'alimentation de circuits électroniques. Le transformateur de courant comporte un circuit magnétique (10), entourant un conducteur (13) primaire, un enroulement secondaire (11) bobiné sur une partie du circuit magnétique formant un noyau (14), et un shunt magnétique (15) mis en dérivation sur le noyau magnétique (14). Le shunt magnétique comporte un entrefer (16). Lorsque le courant circulant dans le conducteur primaire (13) est de faible valeur, le flux magnétique passe essentiellement par le noyau de l'enroulement secondaire. A fort niveau de courant une grande partie du flux magnétique traverse le shunt à travers l'entrefer. Le dispositif de déclenchement est, par exemple, installé dans un disjoncteur. <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne un dispositif de déclenchement comportant :
    • au moins un transformateur de courant, associé à un conducteur d'un circuit à protéger traversé par un courant primaire, comportant un circuit magnétique principal entourant le conducteur du circuit à protéger et au moins un enroulement secondaire, une partie du circuit magnétique principal constituant le noyau de l'enroulement secondaire, et
    • une unité de traitement connectée audit enroulement secondaire du transformateur de courant.
  • Dans les dispositifs de déclenchement connus, des transformateurs de courant fournissent l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement à propre courant de circuits électriques ou électroniques associés. Les transformateurs de courant sont installés sur des conducteurs d'un circuit de puissance à protéger. Ils fournissent à des circuits électroniques de déclenchement des courants secondaires de faible intensité proportionnels à des courants primaires très forts.
  • De manière connue, les courants secondaires alternatifs sont redressés et régulés dans le but de fournir des tensions d'alimentation continues aux circuits de déclenchement. La consommation des circuits étant stable ou peu variable, l'énergie excédentaire fournie par les transformateurs est dissipée par des circuits de régulation et par les transformateurs eux-même.
  • Généralement le courant secondaire minimal de fonctionnement correspond à la consommation des circuits de déclenchement. Lorsque le dispositif de déclenchement est installé dans un disjoncteur, le fonctionnement doit être habituellement assuré entre 0,1 et 10 fois le courant nominal.
  • Les dispositifs doivent comporter des transformateurs de grande dimension aptes à dissiper l'énergie excédentaire transformée en chaleur. Pour les mêmes raisons les composants électroniques de puissance des circuits de régulation doivent être surdimensionnés et fixés sur des dispositifs de refroidissement volumineux.
  • Des transformateurs de courant à fer saturé permettent de réduire le courant secondaire à fort niveau de courant et de limiter la puissance fournie aux circuits de régulation. Cependant, le fonctionnement des transformateurs à fer saturé ne permet pas de résoudre efficacement les problèmes de taille et d'échauffement sur toute la plage de fonctionnement du dispositif de déclenchement.
  • L'invention a pour but un dispositif de déclenchement comportant au moins un transformateur de courant fournissant une puissance réduite à fort courant primaire.
  • Ce but est atteint par le fait que le transformateur comporte un shunt magnétique disposé en dérivation sur la partie du circuit magnétique principal constituant le noyau de l'enroulement secondaire, le shunt magnétique comportant un entrefer total ou partiel réduisant localement la section dudit shunt.
  • La réponse en courant dudit transformateur n'est pas linéaire sur toute la plage de fonctionnement.
  • Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, le shunt magnétique est positionné entre le conducteur primaire et l'enroulement secondaire.
  • Dans un mode particulier de réalisation, la section du shunt magnétique à proximité de l'entrefer est supérieure à la section du circuit magnétique à l'endroit du noyau de l'enroulement secondaire.
  • La dimension de l'entrefer peut varier en différents endroits de la section du shunt.
  • L'entrefer peut être situé sensiblement au milieu du shunt magnétique ou entre le shunt et le circuit magnétique principal.
  • Selon un développement de l'invention, le shunt et le circuit magnétique principal forment une même pièce.
  • De préférence, au moins un enroulement secondaire comporte un blindage électromagnétique.
  • Dans des dispositifs selon un mode de réalisation de l'invention, ledit transformateur de courant, fournissant essentiellement l'énergie électrique de fonctionnement, est associé à un capteur de mesure de courant. Le capteur de mesure de courant est de préférence un tore de Rogowski.
  • Le dispositif selon l'invention est en particulier destiné à être utilisé dans des disjoncteurs. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels :
  • La figure 1 représente un schéma bloc d'un dispositif de déclenchement installé dans un disjoncteur.
  • La figure 2 représente un transformateur de courant connu.
  • La figure 3 représente un transformateur de courant selon un mode de réalisation de l'invention pouvant faire partie d'un dispositif de déclenchement selon la figure 1.
  • Les figures 4 et 5 montrent deux variantes de transformateurs de courant selon la figure 3.
  • La figure 6 représente les courbes des réponses en courant des transformateurs des figures 2 et 3.
  • Les figures 7a, 7b et 7c illustrent les courants pour un point particulier de la courbe 6.
  • Les figures 8 à 11 montrent des variantes d'entrefer des transformateurs de courant des figures 3 à 5.
  • La figure 12 montre un transformateur selon un mode de réalisation de l'invention associé à un tore de rogowski.
  • Le schéma bloc de la figure 1 représente un dispositif de déclenchement installé dans un disjoncteur pour protéger un réseau électrique 1 contre des surcharges ou des courts-circuits. Des contacts 2 du disjoncteur, contrôlés par le dispositif de déclenchement, établissent ou interrompent le courant dans les conducteurs du réseau. L'ouverture des contacts 2 est commandée par un relais 3.
  • Le dispositif de déclenchement comporte des transformateurs de courant 4a, 4b et 4c associés aux conducteurs du réseau pour fournir l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de circuits électroniques d'une unité de traitement 25. Les enroulements secondaires des transformateurs de courant sont connectés à un circuit d'alimentation 5 qui redresse le courant alternatif fourni par les enroulements secondaires des transformateurs et fournit une ou plusieurs tensions continues régulées. Par exemple, une première tension continue V1 est fournie à des circuits de mesure et de traitement, respectivement 6 et 7, alors qu'une seconde tension continue V2 alimente le relais 3. L'unité de traitement 25 comprend le relais 3 et les circuits 5, 6 et 7.
  • Des capteurs 8a, 8b et 8c de mesure de courant, associés aux conducteurs du réseau, ont des enroulements secondaires connectés au circuit de mesure 6. Le circuit 6 amplifie et met en forme des signaux représentatifs des courants des conducteurs venant des capteurs 8a, 8b et 8c. Ensuite, il les envoie au circuit 7 de traitement. Le circuit 7 envoie un ordre de déclenchement 9 lorsque les signaux représentatifs des courants des conducteurs dépassent des seuils prédéterminés pendant des temps prédéterminés. Les capteurs 8a, 8b et 8c peuvent être, par exemple, des transformateurs de mesure, des tores de Rogowski ou des cellules à effet Hall.
  • La figure 2 représente un transformateur de courant connu pouvant être utilisé comme transformateurs 4a, 4b ou 4c. Ledit transformateur de courant connu comporte un circuit magnétique 10 et un enroulement secondaire représenté par une bobine 11 et deux fils de sortie 12. Le circuit magnétique, constitué généralement de tôles empilées, entoure complètement un conducteur 13 du réseau 1 où circule le courant primaire du transformateur. Une partie 14 du circuit magnétique 10 passe au centre de l'enroulement secondaire et forme le noyau de la bobine 12.
  • Les transformateurs de courant comme celui de la figure 2 ont une réponse en courant sensiblement linéaire sur une large plage de fonctionnement. Lorsque le courant primaire augmente, le courant secondaire augmente aussi et une grande partie de la puissance excédentaire est dissipée dans le transformateur et le circuit d'alimentation 5.
  • Selon l'invention, les transformateurs 4a, 4b et 4c du dispositif de déclenchement de la figure 1 sont des transformateurs de courant comportant un shunt magnétique à entrefer.
  • La figure 3 montre un mode de réalisation d'un transformateur de ce type. Un shunt magnétique 15, mis en dérivation sur le noyau magnétique 14 de l'enroulement secondaire, comporte un entrefer 16.
  • A bas niveau de courant primaire, seule une très faible portion du flux magnétique peut passer par le shunt et traverser l'entrefer. La quasi totalité du flux passe alors par le noyau magnétique. Lorsque le courant primaire augmente la proportion de flux magnétique pouvant passer par le shunt augmente et la proportion de flux passant par le noyau diminue. L'entrefer du shunt provoque un comportement non linéaire du transformateur. Le flux magnétique traversant l'entrefer augmente très rapidement lorsque l'induction magnétique produite par le courant primaire circulant dans le conducteur 13 dépasse un certain seuil, qui est déterminé par la taille et la forme de l'entrefer.
  • Les figures 4 et 5 montrent des variantes de transformateurs selon deux autres modes de réalisation de l'invention. La partie du circuit magnétique entourant le conducteur primaire a une forme arrondie comportant le shunt magnétique 15. Le transformateur de la figure 4 comporte un entrefer situé sensiblement au milieu de shunt. L'entrefer du transformateur de la figure 5 est situé entre une extrémité du shunt et une partie du circuit magnétique principal 10 reliant une zone proche du conducteur primaire et le noyau de l'enroulement secondaire. Dans ce cas la section du shunt 15 magnétique à proximité de l'entrefer est supérieure à la section du circuit magnétique à l'endroit du noyau 14 de l'enroulement secondaire.
  • Dans un mode préféré de réalisation, le circuit magnétique principal 10 et le shunt 15 forment une même pièce. Ladite pièce peut être constituée par des tôles empilées ou par d'autres matériaux magnétiques.
  • Des courbes de réponse du courant secondaire Is en fonction du courant primaire Ip des transformateurs de courant des figures 2 et 3 sont représentées sur la figure 6. Une première courbe 17 représente la réponse en courant efficace d'un transformateur de type connu ne comportant pas de shunt. L'allure de la courbe 17 est quasi linéaire. Le courant secondaire Is est sensiblement proportionnel au courant primaire Ip. Une seconde courbe, 18, représente la réponse en courant efficace d'un transformateur selon un mode de réalisation de l'invention comportant un shunt à entrefer.
  • Tant que le courant primaire Ip est faible les courants secondaires des deux transformateurs correspondant aux courbes 17 et 18, ont des valeurs voisines. Lorsque le courant augmente, la courbe de réponse 18 du transformateur comportant un shunt à entrefer devient plus faible que la courbe 17 du transformateur sans shunt. Par exemple, pour un courant de 800A le transformateur avec un shunt à entrefer, fournit un courant secondaire de l'ordre de 0, 25 A (point 19 sur la courbe 18) alors que le transformateur sans shunt fournit un courant de 0,8 A.
  • Les formes des courants primaire et secondaire sont illustrées sur les courbes des figures 7a, 7b et 7 c. Le courant primaire Ip sinusoïdal, ayant une valeur de 800 A, traverse le primaire d'un premier transformateur selon la figure 2 et le primaire d'un second transformateur selon la figure 3. La figure 7b montre un courant secondaire Is1 du premier transformateur. La valeur efficace du courant Is1 est de 0,8 A et sa forme est sensiblement sinusoïdale. La figure 7c montre un courant secondaire Is2 du second transformateur comportant un shunt magnétique selon un mode de réalisation de l'invention. Le courant Is2 est déformé et sa valeur, environ 0,25 A, est très inférieure à celle du courant Is1. Pour un courant primaire Ip = 800 A la puissance dissipée dans l'enroulement secondaire du premier transformateur sans shunt est de 9 W alors que la puissance dissipée dans l'enroulement du second transformateur comportant un shunt magnétique n'est que de 0,9W.
  • La réponse, du courant secondaire Is en fonction du courant primaire Ip, des transformateurs comportant un shunt à entrefer dépend de la forme, de la surface et de l'épaisseur de l'entrefer. Les transformateurs des figures 3 à 5 ont des entrefers d'épaisseur constante et ouvrant la totalité de la section des shunts 15. Cependant d'autres formes d'entrefer sont possibles. Les figures 8 à 11 montrent diverses variantes d'entrefer.
  • L'épaisseur de l'entrefer peut être variable pour améliorer la réponse à fort niveau de courant. La figure 8 montre un entrefer ayant une épaisseur différente en différents endroits de la section du shunt.
  • La figure 9 montre un shunt comportant un entrefer partiel. Dans ce mode de réalisation, une grande partie du circuit magnétique du shunt est coupée par l'entrefer et une petite partie reste reliée. Dans ce cas, l'atténuation commence avec des courants primaires plus bas.
  • Le shunt magnétique 15 peut comporter plusieurs entrefers, par exemple un entrefer 16 a total et un entrefer 16 b partiel comme représenté sur la figure 10.
  • La figure 11 représente un shunt comportant un entrefer complexe. L'entrefer comprend une première partie 21 et une seconde partie 22 transversales et une partie longitudinale 23 reliant les première et seconde parties transversales. Les effets de l'entrefer étant essentiellement dans la partie longitudinale, cette disposition permet d'avoir une grande surface d'entrefer et une circulation du flux magnétique importante à fort courant primaire.
  • L'entrefer du shunt magnétique est généralement une entaille laissée à l'air libre mais il peut être rempli totalement ou partiellement par un matériau non magnétique solide. L'entrefer de la partie longitudinale 23 du shunt de la figure 11 comporte un composant non magnétique solide 24..Ledit composant non magnétique solide évite que des impuretés puissent se mettre dans l'épaisseur de l'entrefer. Un entrefer de faible épaisseur peut être avantageusement constitué par un écran en matériau non magnétique solide.
    Le courant électrique fourni par les transformateurs décrits ci-dessus alimente les circuits électroniques d'alimentation ou de régulation, mais il peut aussi être utilisé pour des fonctions de déclenchement. Le courant est alors mesuré et traité par les circuits électroniques pour fournir un ordre de déclenchement si certaines valeurs sont dépassées.
  • Les transformateurs de courant avec circuits magnétiques peuvent être associés à des transformateurs à air de type Rogowski. Sur la figure 12, le conducteur primaire 13 traverse le circuit magnétique d'un transformateur selon l'invention et le centre d'un tore de Rogowski 26. Le secondaire du premier transformateur selon l'invention alimente des circuits électroniques et le secondaire du tore de Rogowski fournit à des circuits de mesure et de traitement le signal représentatif du courant circulant dans le conducteur primaire. Le transformateur et le tore de Rogowski sont de préférence fixés l'un à l'autre, par exemple par un surmoulage.
  • Pour des courants primaires Ip de valeurs très élevées, il est possible que la partie du circuit magnétique entourée par un enroulement secondaire ne soit pas saturée. Des forts courants primaires de conducteurs voisins peuvent alors induire des flux électromagnétiques extérieurs et générer des courants secondaires supplémentaires dans l'enroulement secondaire.
  • Pour limiter ces effets, le dispositif de la figure 12 comporte un blindage électromagnétique 27.
  • Les transformateurs de courant d'un dispositif selon l'invention, peuvent avoir des formes très variées. Dans les circuits magnétiques décrits ci-dessus et montrés sur les figures, le shunt avec entrefer est disposé entre le conducteur primaire et l'enroulement secondaire. Cependant il est tout à fait possible de disposer le shunt en dérivation sur le noyau de la bobine secondaire à l'opposé du conducteur primaire. L'enroulement secondaire se trouverait alors entre le conducteur primaire et le shunt. Cette disposition peut être avantageuse en fonction du volume alloué au transformateur de courant.
  • Les circuits principaux des transformateurs montrés sur les figures 3 à 5 sont généralement fermés mais ils peuvent eux mêmes comporter des entrefers. Par exemple, un transformateur selon l'invention peut comporter un circuit magnétique avec un noyau de l'enroulement secondaire comportant un entrefer partiel ou total et un shunt magnétique comportant lui aussi un entrefer partiel ou total. Cette disposition peut permettre de mieux répartir le flux magnétique entre le shunt et le noyau en fonction de la valeur du courant primaire.
  • Dans les modes de réalisation décrits plus haut les transformateurs comportent un seul enroulement secondaire, et un seul shunt mais l'invention s'applique également à des dispositifs comportant des transformateurs à plusieurs enroulements secondaires et/ou à plusieurs shunts.

Claims (10)

  1. Dispositif de déclenchement comportant :
    - au moins un transformateur de courant (4a, 4b, 4c), associé à un conducteur (13) d'un circuit (1) à protéger traversé par un courant primaire (Ip), comportant un circuit magnétique principal (10) entourant le conducteur du circuit à protéger et au moins un enroulement (11, 12) secondaire, une partie (14) du circuit magnétique principal constituant le noyau de l'enroulement secondaire (11), et
    - une unité de traitement (25) connectée audit enroulement secondaire du transformateur de courant,
    dispositif caractérisé en ce que le transformateur comporte un shunt magnétique (15) disposé en dérivation sur la partie (14) du circuit magnétique principal constituant le noyau de l'enroulement secondaire, le shunt magnétique (15) comportant un entrefer (16) total ou partiel réduisant localement la section dudit shunt.
  2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le shunt magnétique est positionné entre le conducteur primaire (13) et l'enroulement secondaire (11).
  3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'épaisseur de l'entrefer (16) est variable.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la section du shunt magnétique (15) à proximité de l'entrefer est supérieure à la section du circuit magnétique à l'endroit du noyau (14) de l'enroulement secondaire.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'entrefer (16) est disposé sensiblement au milieu du shunt magnétique (15).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'entrefer (16) est disposé entre le shunt (15) et le circuit magnétique principal (10).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le shunt (15) et le circuit magnétique principal (10) forment une même pièce.
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte un transformateur de courant (4a, 4b, 4c) connecté à un circuit (5) d'alimentation de l'unité de traitement (25), et un capteur de courant (8a, 8b, 8c, 26) connecté à un circuit (6) de mesure de l'unité de traitement, le transformateur de courant étant associé au capteur de courant (8a, 8b, 8c, 26) sur le même conducteur (13) du circuit à protéger.
  9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le capteur de mesure de courant (8a, 8b, 8c, 26) est un tore de Rogowski.
  10. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que au moins un enroulement secondaire comporte un blindage (27) électromagnétique.
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