FR2873509A1 - Dispositif de protection contre les surtensions a capacite de coupure du courant de fuite ameliore - Google Patents

Abstract

- Dispositif de protection contre les surtensions à capacité de coupure du courant de fuite améliorée .- L'invention concerne un dispositif de protection d'une installation électrique (2) contre les surtensions comprenant :- un éclateur principal (E1),- un circuit de pré-déclenchement (10), connecté à l'éclateur principal (E1) de manière à commander son amorçage lorsqu'une surtension se produit,caractérisé en ce que le circuit de pré-déclenchement (10) comporte au moins un élément de coupure en tension (G), disposé de manière à empêcher, dans son état non passant, la circulation du courant dans le circuit de pré-déclenchement (10) de telle sorte qu'en l'absence de surtension, le courant de fuite consommé par le circuit de pré-déclenchement (10) soit sensiblement nul.- Dispositifs de protection contre les surtensions.

Description

DISPOSITIF DE PROTECTION CONTRE LES SURTENSIONS

A CAPACITE DE COUPURE DU COURANT DE FUITE AMELIOREE

La présente invention se rapporte au domaine technique général des dispositifs de protection d'équipements ou d'installations électriques contre des perturbations de tension telles que des surtensions, et notamment des surtensions transitoires dues par exemple à un impact de foudre.

La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions, notamment les surtensions transitoires dues à un impact de foudre, ledit. dispositif étant monté en dérivation par rapport à l'installation électrique et comprenant: un éclateur principal, un circuit de pré-déclenchement, sensible aux surtensions, ledit circuit de pré-déclenchement étant monté en dérivation par rapport à l'installation électrique et connecté à l'organe de pré- déclenchement de manière à commander l'amorçage de l'éclateur principal lorsqu'une surtension se produit.

Les dispositifs de protection d'installations électriques contre les surtensions sont largement utilisés et peuvent être communément désignés sous l'appellation parafoudres . Ils ont en effet pour but essentiel de conduire à la terre des courants de foudre et éventuellement d'écrêter les tensions additionnelles induites par ces courants à des niveaux compatibles avec la tenue des équipements et appareils avec lesquels ils sont raccordés.

II est déjà connu d'utiliser un parafoudre à éclateur, comprenant un éclateur principal, pour protéger une installation contre les surtensions. L'éclateur 25 principal est alors, par exemple, disposé entre la phase à protéger et la terre, de manière à permettre, en cas de surtension, l'écoulement du courant de foudre à la terre.

Il est également connu de commander l'amorçage de l'éclateur principal de façon anticipée à l'aide d'un circuit de pré-déclenchement. La sortie du circuit de pré-déclenchement peut être directement connectée à l'une des électrodes principales de l'éclateur principal. Il est également envisageable de munir l'éclateur principal d'un organe de prédéclenchement, généralement formé par une électrode d'amorçage, à laquelle est connecté le circuit de pré-déclenchement. Les dispositifs de protection intégrant un tel circuit de pré-déclenchement permettent avantageusement d'obtenir une tension d'amorçage de l'éclateur principal plus basse que les dispositifs de protection dépourvus d'un tel circuit.

Les circuits de pré-déclenchement connus peuvent comporter plusieurs composants, dont les valeurs respectives sont choisies de manière à obtenir un niveau de protection donné. On utilise ainsi, de façon classique, des composants de protection non-linéaires telles que des varistances, qui présentent un niveau de protection sensiblement plus bas que l'éclateur principal et qui, associées par exemple à un transformateur de courant, permettent de commander l'amorçage de l'éclateur principal pour un niveau de tension plus faible que le niveau de tension de déclenchement intrinsèque de l'éclateur principal. II est également connu d'avoir recours à d'autres composants, tels qu'un condensateur, le fonctionnement du circuit de pré-déclenchement étant alors basé sur la charge du condensateur.

De tels dispositifs, s'ils permettent de diminuer, de façon particulièrement 25 efficace, la tension d'amorçage de l'éclateur principal du dispositif de protection, souffrent néanmoins de plusieurs inconvénients non négligeables.

Tout d'abord, en l'absence de surtension, les dispositifs de protection connus sont traversés par un courant de fuite qui circule dans le circuit de pré-déclenchement lorsqu'il est alimenté sous sa tension de régime permanent. Or, l'existence de ce courant de fuite peut perturber les systèmes électroniques sensibles disposés en aval du dispositif de protection, tels que par exemple des disjoncteurs différentiels de faible valeur ou encore, des contrôleurs d'isolement.

En outre, les circuits de pré-déclenchement fonctionnant sur le principe de la charge d'un condensateur souffrent d'un effet de retard' au déclenchement, lié au temps de charge du condensateur.

Dès lors, les dispositifs de protection connus ne sont pas pleinement efficaces et présentent un certain nombre de points faibles liés notamment à la conception du circuit de pré-déclenchement.

Les objets assignés à l'invention visent par conséquent à porter remède aux différents inconvénients énumérés précédemment et à proposer un nouveau dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions qui, en l'absence de surtension, ne consomme sensiblement aucun courant de fuite.

Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions muni d'un circuit de pré-déclenchement permettant de réduire la tension d'amorçage de l'éclateur principal.

Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions muni d'un circuit de pré-déclenchement conçu pour empêcher, en l'absence de surtension, la circulation du courant dans le dispositif de protection.

Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'installations électriques contre les surtensions -permettant de réduire, puis d'éliminer, le courant circulant dans le circuit de prédéclenchement une fois que l'éclateur principal est amorcé.

Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions permettant d'écouler à la terre des courants élevés, tout en maintenant un niveau de protection compatible avec les équipements électriques classiques.

Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions présentant une sécurité de fonctionnement améliorée.

Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions conçu pour que l'intégralité du courant de foudre s'écoule à travers l'éclateur principal.

Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un dispositif de protection d'une installation électrique contre les surtensions, notamment les surtensions transitoires dues à un impact de foudre, ledit dispositif étant monté en dérivation par rapport à l'installation électrique et comprenant: un éclateur principal, - un circuit de pré-déclenchement, sensible aux surtensions, ledit circuit de pré-déclenchement étant monté en dérivation par rapport à l'installation électrique et connecté à l'éclateur principal de manière à commander son amorçage lorsqu'une surtension se produit, caractérisé en ce que le circuit de pré-déclenchement comporte au moins un élément de coupure en tension, spécifiquement conçu pour passer, lorsque la tension à ses bornes excède une valeur seuil prédéterminée, d'un état non passant, dans lequel il empêche le courant de circuler, à un état passant, dans lequel il autorise le passage du courant, ledit élément de coupure en tension étant disposé de manière à empêcher, dans son état non passant, la circulation du courant dans le circuit de pré-déclenchement de telle sorte qu'en l'absence de surtension, le courant de fuite consommé par le circuit de pré-déclenchement soit sensiblement nul.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront et ressortiront plus en détails à la lecture de la description faite ciaprès en référence aux dessins annexés, donnés à titre purement illustratif et non limitatif dans lesquels: - La figure 1 illustre, sous la forme d'un schéma électrique de principe, un mode de réalisation d'un dispositif de protection contre les surtensions conforme à l'invention.

- La figure 2 illustre, sous la forme d'un schéma électrique de principe, une variante du dispositif de protection conforme à l'invention.

- La figure 3 illustre, sous la forme d'un schéma électrique de principe, une autre variante de réalisation du dispositif de protection conforme à l'invention.

- La figure 4 illustre, sous forme schématique, un agencement particulier des composants utilisés dans le dispositif de protection conforme à l'invention.

- La figure 5 illustre, sous la forme d'un schéma électrique de principe, un autre mode de réalisation d'un dispositif de protection conforme à l'invention.

Le dispositif de protection contre les surtensions conforme à l'invention est destiné à être branché en dérivation sur l'équipement ou l'installation électrique à protéger.

L'expression installation électrique fait référence à tout type d'appareil ou réseau susceptible de subir des perturbations de tension, notamment des surtensions transitoires dues à un impact de foudre. Dans ce dernier cas, le dispositif de protection contre les surtensions est communément appelé parafoudre .

Le dispositif de protection contre les surtensions conforme à l'invention est avantageusement destiné à être disposé entre une phase de l'installation à protéger et la terre. Il est par ailleurs envisageable, sans pour autant sortir du cadre de l'invention, que le dispositif, au lieu d'être branché en dérivation entre une phase et la terre, soit branché entre le neutre et la terre, entre la phase et le neutre, ou entre deux phases (cas d'une protection différentielle).

Parmi les dispositifs de protection contre les surtensions couramment utilisés, on distingue les éléments de coupure en tension et les éléments de limitation en tension, dont les caractéristiques sont précisées dans la norme CEI-61 643.1.

Les éléments de coupure en tension sont, au sens de l'invention, des composants susceptibles de passer d'un état non-passant, dans lequel ils empêchent le courant de circuler, à un état passant dans lequel ils autorisent le passage du courant. Le courant traversant ces composants croît très rapidement après leur amorçage, tandis que la tension à leurs bornes diminue très vite aù contraire. Les éclateurs ou encore les thyristors sont, au sens de l'invention, des éléments de coupure en tension.

A l'inverse, les éléments de limitation en tension ont une courbe tensioncourant ascendante, la tension aux bornes de ces composants restant sensiblement constante voire augmentant très faiblement au fur et à mesure que le courant augmente. En effet, lorsqu'un seuil de tension donné est atteint, le courant croît rapidement dans l'élément de limitation en tension, du fait de la diminution de sa résistance, alors que la tension à ses bornes reste sensiblement constante. Les diodes Zener et les varistances sont, au sens de l'invention, des éléments de limitation en tension. Dans la suite de la description, on interprétera les expressions élément de coupure en tension et élément de limitation en tension conformément aux définitions énoncées ci-dessus.

La figure 1 et la figure 5 illustrent un dispositif de protection 1 conforme à l'invention. Tel que cela est illustré sur les figures 1 et 5, le dispositif de protection 1 est monté en dérivation par rapport *à une installation électrique 2 à protéger. Les exemples illustratifs des figures 1 et 5 montrent en particulier un dispositif de protection 1 monté en dérivation entre une phase à protéger P et la terre T. Selon l'invention, le dispositif de protection 1 comporte un éclateur principal El, par exemple un éclateur à air, muni avantageusement de deux électrodes principales 3, 4 séparées par un milieu isolant 5, tel qu'une lame d'air, dans lequel se produit la décharge électrique et la formation de l'arc électrique entre les électrodes principales 3, 4. L'éclateur principal El est avantageusement monté en parallèle avec l'installation électrique 2 à protéger.

Selon l'invention, et tel que cela est représenté sur la figure 1, le dispositif de protection 1 comporte également un circuit de prédéclenchement 10 (illustré en pointillés), sensible aux surtensions et notamment à la tension à ses bornes 10A, 10B. Le circuit de prédéclenchement 10 est monté en dérivation par rapport à l'installation électrique 2, et est connecté à l'éclateur principal El de manière à commander l'amorçage de l'éclateur principal El lorsqu'une surtension se produit.

Selon une première variante de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 1, l'éclateur principal El est pourvu d'un organe de prédéclenchement 6 permettant son amorçage, préférentiellement formé par une électrode d'amorçage. L'amorçage de l'éclateur El a lieu, de façon classique, lorsque la tension entre l'organe de pré-déclenchement 6 et l'une des électrodes principales 3, 4 dépasse une certaine valeur.

Selon cette variante, le circuit de pré-déclenchement 10 est connecté à l'organe de pré-déclenchement 6 et avantageusement conçu de telle sorte que lorsqu'il est parcouru par un courant, la tension à sa sortie S se retrouve de façon sensiblement identique entre l'une des électrodes principales 3, 4 et l'organe de pré-déclenchement 6.

Selon une deuxième variante de réalisation illustrée sur la figure 5, l'éclateur principal El ne comporte pas de troisième électrode de prédéclenchement, et son amorçage a lieu lorsque la tension entre les électrodes principales 3, 4 dépasse une certaine valeur.

Selon cette variante, le circuit de pré-déclenchement 10 est connecté à l'une des électrodes principales 3, 4 de manière à générer, en cas de surtension, une tension supérieure à la tension de déclenchement intrinsèque de l'éclateur principal El.

Selon l'invention, le circuit de pré-déclenchement 10 comporte au moins un élément de coupure en tension G, tel qu'un éclateur ou un thyristor, spécifiquement conçu pour passer, lorsque la tension à ses bornes excède une valeur seuil prédéterminée, d'un état non passant, dans lequel il empêche le courant de circuler, à un état passant, dans lequel il autorise le passage du courant.

Sur les figures 1 à 3 et 5, l'élément de coupure en tension G est représenté à titre illustratif par un symbole d'éclateur. Toutefois, on pourrait bien évidement envisager, sans sortir du cadre de l'invention, de remplacer l'éclateur par un autre élément de coupure en tension, tel que par exemple un thyristor.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'élément de coupure en tension G est disposé au sein du circuit de pré-déclenchement 10 de manière à empêcher, lorsqu'il se trouve dans son état non passant, la circulation du courant dans le circuit de pré-déclenchement 10, de telle sorte qu'en l'absence de surtension, le courant de fuite consommé par le circuit de pré-déclenchement 10 soit sensiblement nul.

Au sens de l'invention, le courant de fuite est le courant susceptible d'alimenter le dispositif de protection 1 en fonctionnement normal, c'est-à-dire en l'absence de surtension.

Ainsi, grâce au montage spécifique du circuit de pré-déclenchement 10 et à la disposition électrique de l'élément de coupure en tension G au sein du circuit de pré-déclenchement 10, le courant de fuite consommé par le dispositif de protection 1 est sensiblement nul.

Un tel dispositif permet donc de réduire de façon significative les risques d'endommagement d'appareils électroniques sensibles disposés en aval du dispositif de protection 1.

Le dispositif de protection conforme à l'invention va maintenant être décrit en se référant aux figures 1 et 5.

Avantageusement, le circuit de pré-déclenchement 10 comporte un transformateur de déclenchement TR pourvu d'une bobine _ primaire L1 et d'une bobine secondaire L2 couplées magnétiquement. Selon la première variante illustrée sur la figure 1, la bobine secondaire L2 est connectée, de préférence directement, à l'organe de pré-déclenchement 6 de telle sorte que lorsque la bobine primaire LI est parcourue par un courant, notamment un courant de foudre, la tension induite aux bornes de la bobine secondaire L2 provoque l'amorçage de l'éclateur principal El.

Selon la deuxième variante illustrée sur la figure 5, la bobine secondaire L2 est connectée, de préférence directement, à l'une des électrodes principales 3, 4 en vue d'assurer l'amorçage de l'éclateur principal E1.

Conformément à l'architecture classique d'un transformateur, la bobine secondaire L2 comporte avantageusement un nombre de spires supérieur au nombre de spires de la bobine primaire L1, de telle sorte que la tension aux bornes du secondaire du transformateur soit sensiblement supérieure à la tension aux bornes du primaire.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le circuit de pré-déclenchement 10 comporte une branche B connectée en parallèle d'une part avec l'installation électrique 2 et d'autre part avec l'éclateur principal E1.

De façon particulièrement avantageuse, et tel que cela est représenté sur les figures 1 et 5, la branche B comporte d'une part la bobine primaire LI et d'autre part, connecté en série avec ladite bobine primaire L1, l'élément de coupure en tension G. L'élément de coupure en tension G est ainsi spécifiquement disposé de telle sorte qu'en l'absence de surtension, le courant de fuite soit sensiblement nul non seulement dans la branche B, mais également dans l'ensemble du circuit de pré-déclenchement 10.

L'élément de coupure en tension G est ainsi avantageusement disposé au sein du circuit de pré-déclenchement 10, de telle manière que tout le courant I, et notamment le courant de foudre, pénétrant dans le circuit de pré-déclenchement 10 traverse nécessairement l'élément de coupure en tension G. Selon une variante préférentielle de réalisation de l'invention illustrée sur les figures 1 et 5, le circuit de pré- déclenchement 10 comporte au moins un élément de limitation en tension VI connecté en série avec l'élément de coupure en tension G. Cet élément de limitation en tension VI est préférentiellement formé par une varistance.

Le montage de l'élément de limitation en tension VI en série avec l'élément de coupure en tension G d'une part, et avec la bobine primaire L1 d'autre part, permet de limiter le courant circulant dans la bobine primaire L1 du transformateur TR. Ainsi, lorsque l'éclateur principal El est amorcé, ce dernier écoule la majorité du courant de foudre. Toutefois, il peut arriver qu'une partie du courant de foudre s'écoule à travers le circuit de pré-déclenchement 10, de la phase à protéger P vers la terre T, notamment dans la bobine primaire LI du transformateur TR. Ce phénomène peut avoir pour conséquence d'endommager irrémédiablement le circuit de pré- déclenchement 10, qui n'est a priori pas conçu pour écouler le courant de foudre. L'utilisation d'un élément de limitation en tension V1 placé en série avec l'élément de coupure en tension G permet ainsi de limiter l'intensité du courant circulant dans le circuit de pré-déclenchement 10 et surtout de couper le courant écoulé par l'élément de coupure en tension G, ce qui revient, dans le cas où l'élément de coupure en tension G est formé par un éclateur, à couper le courant de suite écoulé par l'éclateur.

Au sens de l'invention, le courant de suite est le courant de courtcircuit que l'éclateur continue à écouler, après son amorçage, jusqu'à l'extinction de l'arc électrique.

Il est intéressant de noter que l'élément de limitation en tension VI n'intervient pas dans le déclenchement de l'éclateur principal El mais est simplement disposé au sein du circuit de pré-déclenchement 10 de manière à fonctionner en association avec l'élément de coupure en tension G en vue d'éteindre le courant écoulé par ce dernier. Dès lors, l'élément de limitation en tension V1 possède des caractéristiques différentes, et consomme en particulier une énergie beaucoup plus faible que les éléments de limitation en tension classiquement utilisés pour assurer le déclenchement d'un éclateur dans les dispositifs de l'art antérieur.

Dans ces conditions, la majeure partie de l'énergie provenant de la surtension va pouvoir être utilisée pour le déclenchement de l'éclateur principal El alors que, dans les dispositifs de l'art antérieur, une partie non négligeable de l'énergie provenant de la surtension était consommée par le circuit de pré-déclenchement, notamment par des composants non linéaires de déclenchement telles que des varistances. La caractéristique courant-tension de l'élément de limitation en tension VI est donc choisie spécifiquement en fonction de la caractéristique de l'élément de coupure en tension G. En pratique, la valeur de la tension de service de l'élément de limitation en tension V1 utilisée dans le cadre de la présente invention est nettement inférieure à la valeur de la tension de service des éléments de limitation en tension classiquement utilisés pour assurer le déclenchement d'un éclateur.

A titre d'exemple, pour une installation électrique 2 fonctionnant sous une tension nominale de 230 V et une fréquence de 50 Hz, on pourra utiliser, pour assurer le déclenchement d'un éclateur principal El présentant une tension d'amorçage intrinsèque, c'est-à-dire sans prédéclenchement, de l'ordre de 3,5 à 4 KV, un élément de coupure en tension G de type éclateur de valeur seuil de l'ordre de 800 V, un élément de limitation en tension V1 de type varistance, de tension de service de l'ordre de 150 V et un transformateur avec une bobine primaire L1 de 12 pH et une bobine secondaire L2 de 4 mH. II est intéressant de noter que si l'on utilisait une varistance, et non l'élément de coupure en tension G, pour assurer le déclenchement de l'éclateur principal El, la tension de service de cette varistance devrait nécessairement être au moins égale à 255 V (tension nominale 230V du réseau + 10%) et consommerait donc une énergie beaucoup plus importante que l'élément de limitation en tension VI utilisé dans le cadre de la présente invention.

Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention illustré sur la figure 2, le circuit de pré-déclenchement 10 comporte avantageusement au moins un élément de limitation en tension supplémentaire V2, du genre varistance, connecté en parallèle avec la bobine primaire LI. L'élément de limitation en tension supplémentaire V2 pourra ainsi avantageusement: soit être monté en parallèle avec la seule bobine primaire LI, soit être monté en parallèle avec la bobine primaire LI et de l'élément de limitation en tension V1 associés en série, tel que cela est illustré sur la figure 2.

L'élément de limitation en tension V2 permet ainsi de maintenir, aux bornes du dispositif de protection 1, une tension qui soit compatible avec la tenue des équipements électriques raccordés en aval du dispositif de protection. Bien évidemment, l'élément de limitation en tension supplémentaire V2 est avantageusement disposé au sein du circuit de prédéclenchement 10 de telle manière qu'il ne puisse être traversé par un courant que lorsque l'élément de coupure en tension G est dans son état passant. De façon préférentielle, l'élément de limitation en tension supplémentaire V2 est monté en série avec l'élément de coupure en tension G. A titre d'exemple illustratif, l'élément de limitation en tension supplémentaire V2 pourra être formé par une varistance cle tension de service de l'ordre de 275 V. Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention illustré sur les figures 1 à 3 et 5, le circuit de prédéclenchement 10 comporte avantageusement au moins un composant de protection contre les surcharges F, connecté en série avec l'élément de coupure en tension G. De façon préférentielle, le composant de protection contre les surcharges F est un fusible thermique positionné physiquement contre la varistance formant l'élément de limitation en tension VI. Le fusible thermique forme alors le moyen de déconnexion thermique de cette varistance, et assure la déconnexion de cette dernière en cas d'échauffement trop important.

Selon les modes de réalisation de l'invention illustrés sur les figures 1 et 5, le circuit de pré-déclenchement 10 est exclusivement constitué par un transformateur TR, un élément de coupure en tension G, un élément de limitation en tension VI et un composant de protection contre les surcharges F, à l'exclusion de tout autre composant, et notamment à l'exclusion d'un condensateur.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 3, le circuit de pré-déclenchement 10 comporte, montés en série avec la bobine primaire L1 du transformateur TR, deux éléments de coupure en tension G, G', deux éléments de limitation en tension V1, VI' et un composant de protection contre les surcharges F, précisément un fusible thermique. Dans ce cas, la branche B connectée en parallèle avec l'éclateur principal E1 est constituée exclusivement de la bobine primaire L1, des deux éléments de limitation en tension V1, V1', des deux éléments de coupure en tension G, G' et du composant de protection contre les surcharges F. Bien évidemment, il est également envisageable, sans sortir du cadre de l'invention, de pourvoir le circuit de pré- déclenchement 10 d'un deuxième composant de protection contre les surcharges, de telle sorte que chaque composant de protection contre les surcharges soit associé à un élément de limitation en tension donné.

De façon encore plus préférentielle, les deux éléments de coupure en tension G, G' sont montés en série de part et d'autre de la bobine primaire LI, cette dernière étant donc connectée électriquement entre un premier élément de coupure en tension G d'une part et un deuxième élément de coupure en tension G' d'autre part. Les deux éléments de limitation en tension V1, V1' sont alors connectés respectivement à chacun des éléments de coupure en tension G, G', en série avec ces derniers.

Un tel montage permet, notamment dans le cas de la variante de réalisation illustrée sur la figure 1, d'éviter qu'une partie du courant de foudre ne s'écoule dans la bobine secondaire L2 du transformateur TR, de la phase vers la terre, après l'amorçage de l'éclateur principal El.

En effet, si l'on s'intéresse au schéma de la figure 1, on constate qu'une fois l'éclateur principal El amorcé, une partie!fi du courant de foudre If circulant dans l'éclateur principal E1 est susceptible de retourner à la terre en passant par la bobine secondaire L2 du transformateur TR. La présente invention permet donc, en disposant un deuxième élément de coupure en tension G' entre ladite bobine secondaire L2 et la terre T, d'éliminer ce courant dérivé. La bobine secondaire L2 est donc connectée, par l'une de ses bornes, à l'organe de pré- déclenchement 6 et par l'autre borne, à l'élément de coupure en tension G'.

Les éléments de coupure en tension G, G' sont ainsi disposés électriquement de part et d'autre de la bobine primaire LI de manière à isoler le transformateur TR du reste du circuit de pré-déclenchement 10, évitant ainsi toute fuite de courant dans ce circuit après l'amorçage de l'éclateur principal El.

Un autre avantage de ce montage provient du fait qu'il est symétrique, de telle sorte que le dispositif de protection 1 n'est pas sensible à la polarité de la tension à ses bornes et se comporte de la même façon, quel que soit son sens de branchement entre la phase et la terre.

Selon une variante préférentielle de réalisation de l'invention illustréesur la figure 4, le composant de protection contre les surcharges F, précisément le fusible thermique, est disposé entre les deux éléments de limitation en tension V1, V1' et au contact de ces derniers de telle sorte qu'il suffit que l'un de ces éléments de limitation en tension V1, VI' soit défectueux et s'échauffe de manière anormale pour que les deux éléments de limitation en tension V1, V1' soient déconnectés du reste du circuit de pré- déclenchement 10.

De façon préférentielle, tous les éléments de coupure en tension G, G' sont formés par des éclateurs et tous les éléments de limitation en tension VI, V1' sont formés par des varistances.

Le fonctionnement du dispositif de protection conforme à l'invention va maintenant être décrit en se référant au montage illustré sur la figure 1.

Lorsqu'une surtension se produit aux bornes de l'installation 2, et donc aux bornes 10A, 10B du circuit de pré-déclenchement 10, cette surtension étant suffisante pour faire passer l'élément de coupure en tension G d'un état non passant à un état passant, le courant de foudre associé à cette surtension s'écoule dans la branche B du circuit de pré-déclenchement 10 et notamment dans la bobine primaire LI du transformateur TR, générant ainsi une tension suffisante aux bornes de la bobine secondaire L2 pour assurer l'amorçage de l'éclateur principal El. Une fois l'éclateur principal E1 amorcé, l'élément de limitation en tension VI, monté en série avec l'élément de coupure en tension G, assure la coupure du courant circulant dans l'élément de coupure en tension G et plus généralement dans la branche B du circuit de pré-déclenchement 10.

Le dispositif de protection contre les surtensions conforme à l'invention présente donc l'avantage de ne consommer aucun courant de fuite lorsqu'il est alimenté en régime permanent, en l'absence de surtension.

Un autre avantage du dispositif de protection conforme à l'invention est qu'il permet de canaliser la totalité du courant de foudre vers l'éclateur principal E1, de telle sorte que le courant de foudre ne puisse pas s'écouler, même partiellement, à travers tout ou partie du circuit de pré-déclenchement 10.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif de protection d'une installation électrique (2) contre les surtensions, notamment les surtensions transitoires dues à un impact de foudre, ledit dispositif étant monté en dérivation par rapport à l'installation électrique (2) et comprenant: un éclateur principal (E1), un circuit de pré-déclenchement (10), sensible aux surtensions, ledit circuit de pré- déclenchement étant monté en dérivation par rapport à l'installation électrique (2) et connecté à l'éclateur principal (E1) de manière à commander son amorçage lorsqu'une surtension se produit, caractérisé en ce que le circuit de pré-déclenchement (10) comporte au moins un élément de coupure en tension (G, G'), spécifiquement conçu pour passer, lorsque la tension à ses bornes excède une valeur seuil prédéterminée, d'un état non passant, dans lequel il empêche le courant de circuler, à un état passant, dans lequel il autorise le passage du courant, ledit élément de coupure en tension (G, G') étant disposé de manière à empêcher, dans son état non passant, la circulation du courant dans le circuit de pré- déclenchement (10) de telle sorte qu'en l'absence de surtension, le courant de fuite consommé par le circuit de pré-déclenchement (10) soit sensiblement nul.

2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit de pré-déclenchement (10) comporte un transformateur de déclenchement (TR) , avec une bobine primaire (L1) et une bobine secondaire (L2), ladite bobine secondaire (L2) étant connectée à l'éclateur principal (El) de telle sorte que lorsque la bobine primaire (L1) est parcourue par un courant, la tension induite aux bornes de la bobine secondaire -(L2) provoque l'amorçage de l'éclateur principal (E1).

3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'éclateur principal (El) comporte au moins deux électrodes principales (3, 4) et en ce que la bobine secondaire (L2) est connectée à l'une desdites électrodes principales (3, 4).

4 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'éclateur principal (El) comporte un organe de pré-déclenchement (6) auquel est connectée la bobine secondaire (L2).

5 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que le circuit de pré-déclenchement comporte une branche (B), connectée en parallèle avec l'éclateur principal (El), ladite branche (B) comportant d'une part la bobine primaire (L1) et d'autre part, connecté en série avec ladite bobine primaire (L1), l'élément de coupure en tension (G, G'), spécifiquement disposé de telle sorte qu'en l'absence de surtension, le courant de fuite soit sensiblement nul dans l'ensemble du circuit de prédéclenchement (10).

6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le circuit de pré-déclenchement (10) comporte au moins un élément de limitation en tension (VI, V1') connecté en série avec l'élément de coupure en tension (G, G').

7 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'élément de limitation en tension (V1, V1') est formé par une varistance.

8 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7 caractérisé en ce que le circuit de pré-déclenchement (10) comporte au moins un élément de limitation en tension supplémentaire (V2), du genre varistance, connecté en parallèle avec la bobine primaire (LI).

9 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le circuit de pré-déclenchement (10) comporte au moins un composant de protection contre les surcharges (F) connecté en série avec l'élément de coupure en tension (G, G').

-Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que le composant de protection contre les surcharges (F) est un fusible thermique.

11 -Dispositif selon la revendication 7 et la revendication 10 caractérisé en ce que le fusible thermique est positionné physiquement contre la varistance.

12 -Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que le circuit de pré-déclenchement (10) comporte, connectés en série avec la bobine primaire (LI), deux éléments de coupure en tension (G, G') disposés électriquement de part et d'autre de la bobine primaire (L1) de manière à isoler le transformateur (TR) des autres composants du circuit de pré-déclenchement (10).

13 -Dispositif selon la revendication 12 caractérisé en ce que le circuit de pré-déclenchement (10) comporte, montés en série avec les deux éléments de coupure en tension (G, G'), deux éléments de limitation en tension (V1, VI').

14 -Dispositif selon les revendications 10 et 13 caractérisé en ce que les deux éléments de limitation en tension (V1, V1') étant formés par des varistances, le fusible thermique (F) est disposé entre les deux éléments de limitation en tension (V1, V1') et en contact physique avec ces derniers.

-Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément de coupure en tension (G, G') est formé par un éclateur.