<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif de protection des installations électriques à basse tension.
Les distributions d'énergie électrique à basse tension et plus particulièrement les réseaux ruraux sont fréquemment le siège d'accidents dûs à la foudre.
La foudre peut provoquer des accidents de diverses manie - res ; elle peut frapper soit les circuits à haute tension soit les postes de transformation ou les usines génératrices, soit les lignes, soit les branchements d'abonnés, soit enfin les installations particulières. Dans tous les cas, elle peut amener des dégats matériels très divers et souvent importants et aussi des électrocutions de personnes.
Divers procédés ont déjà été mis en oeuvre pour éviter ou tout au moins limiter les dégâts matériels et les accidents de personnes.
Certains procédés ont pour but de diminuer la probabilité
<Desc/Clms Page number 2>
de chute de la foudre sur les réseaux : tels sont les para - tonnerres et fils de terre.
D'autres tendent à s'opposer à la propagation de la foudre dans une direction déterminée (bobines d'inductance) et à lui fournir un chemin d'écoulement à la terre (parafou - dres et cardews ou para,surtensions).
Tout ce qui concerne les dangers créés par la foudre s'appliquent également, quoique à un degré différent, aux dangers créés par un contact accidentel entre les installa - tions à basse tension et les installations à haute tension.
Dans la grande majorité des cas, la protection des installations à basse tension est simplement réalisée par la mise à la terre du neutre (courant continu ou alternatif), soit directement, soit par l'intermédiaire d'un cardew .
Quelquefois cette protection est complétée par l'adjonction de parafoudres ou de cardews sur les fils de phases au départ et aussi parfois sur les lignes.
Cette protection est estimée comme suffisante dans la généralité des cas, en ce sens que les accidents dus à la foudre sur les réseaux ainsi équipés sont très rares. Mais dès que la fréquence de la foudre devient considérable, comme c'est le cas dans certaines régions, les accidents deviennent nombreux et démontrent la nécessité de mesures plus efficaces et plus complètes.
Etant donné que le rayon d'action d'un appareil est fort limité, la sécurité ne peut être obtenue que par la multipli - cation des appareils de protection. Mais cette multiplication n'est économiquement possible que si l'on dispose d'un système suffisamment complet pour être efficace tout en restant bon marché.
Le dispositif faisant l'objet de la présente invention est plus particulièrement destiné à la protection des branche - ments d'abonnés, c'est-à-dire qu'il tend à empêcher la foudre
<Desc/Clms Page number 3>
de pénétrer dans les installations électriques intérieures lorsqu'elle est tombée en un point quelconque du réseau de distribution.
Un tel système, pour être réellement complet, doit com - prendre sur chaque fil (autre que le fil neutre lorsqu'il est relié directement à la terre), suivant le schéma de la fig.l, un parafoudre (ou un parasurtension ) a relié à la terre, une bobine d'inductance b placée entre le point de dérivation du parafoudre et l'installation intérieure, et accessoirement, un fusible 0 placé avant ou aprèsla bobine pour isoler éventuellement l'installation intérieure.
Ce système déjà employé dans les installations de quelque importance ne peut guère être réalisé, en l'état actuel des choses, qu'au moyen d'appareils du type industriel qui, dans le cas de branchements d'abonnés de faible puissance, conduit à un ensemble coûteux, encombrant et inélégant.
La présente invention a pour but de remédier à ces in - convénients. Sa caractéristique est de condenser en un appa - reil unique l'ensemble du schéma de la fig.l, l'appareil étant peu encombrant, quoique proportionné à l'importance des ins - tallations à protéger et à leur tension de fonctionnement.
Un tel dispositif de protection doit, pour être pratique, n'apporter par lui-même aucun élément de perturbation dans le réseau protégé. Cette considération conduit à adopter pour le parafoudre a un intervalle explosif suffisant plutôt qu'un intervalle trèsfaible (comme dans un parasurtension). En effet, un tel parafoudre a moins de chances de s'amorcer intempestivement, créant ainsi un court-circuit à la terre ayant pour effet d'entraîner la mise hors service d'une frac - tion du réseau. Par contre, il en résulte une diminution de sensibilité du parafoudre qui peut même devenir inefficace dans le cas d'une surélévation relativement faible (quoique dangereuse pour l'usager) du potentiel du réseau de distribution
<Desc/Clms Page number 4>
par rapport au sol.
Dans ces conditions il est intéressant de placer chez l'abonné, et non sur le réseau ou le branchement, un appareil très sensible tel qu'un parasurtention (de préférence celui décrit dans le brevet français N . 684. 785). Cet appareil sera placé de préférence sur le panneau de compteur entre celui-ci et le branchement. (D'autres appareils identiques peuvent être placés en nombre quelconque dans l'installation intérieure pour la réunir au sol). On arrive ainsi au schéma de la fig.2 dans lequel d représente le parasurtenaion et e le fusible placé sur le panneau du compteur Co .
Ainsi donc l'appareil le plus sensible étant placé chez l'abonné, c'est-à-dire à l'intérieur des bâtimentset à l'abri des intempéries, il y a moins de risques qu'il fonctionne intempestivement. Et s'il vient à fonctionner, il ne met hors circuit qu'un abonné et non plus tout une fraction du réseau.
L'avantage qu'il y a à placer cet appareil sur le panneau de compteur est , qu'en cas de fonctionnement, ni le compteur ni son fusible calibré (ou disjoncteur) ne participent au court - circuit.
Si la foudre vient à frapper le réseau, elle sera écoulée au sol, pour chaque abonné, par le parafoudre a du protecteur de branchement, c'est-à-dire en dehors de l'habitation.
Si une partie pénètre quand même dans l'installation intérieure, elle peut s'écouler par le parasurtension d (et par les parasurtensions placés dans l'installation). S'il se produit une surélévation de potentiel par suite d'un contact entre les installations à haute et basse tension, le parasur - tension d relie l'installation à la terre et provoque la fusion du coupe-circuit c, isolant l'installation intérieure du ré - seau. Il n'y a donc plus de danger pour l'usager.
La protection ainsi réalisée par combinaison du protec - teur de branchement réalisant le schéma de la fig.l et d'un (ou plusieurs) parasurtension placé dans l'installation inté -
<Desc/Clms Page number 5>
rieure, de préférence sur le panneau du compteur est donc plus complète, plus efficace, plus sensible et plus pratique que celle réalisée par l'emploi d'un simple parafoudre sur le branchement et même que celle réalisée par le schéma de la fig.l. Cette combinaison fait partie de la présente invention.
Le protecteur répondant au schéma de la fig.1 peut être réalisé de différentes manières qui toutes font partie de la présente invention. A titre d'exemple sont décrits ci-après deux modes de réalisation.
Dans la première réalisation représentée sur les figures 3 et 4 l'appareil est bi-polaire, mais il est évident que l'on peut constituer d'une manière identique un appareil comprenant un nombre quelconque de pôles.
Un coffret A métallique de préférence (fonte ou tôle emboutie) ayant la forme d'une boite constitue l'armature extérieure de l'appareil et sert de support et de protecteur contre les intempéries aux appareils de protection proprement dits. Ce carter est fixé sur la façade extérieure du bâtiment à peu près à l'endroit où le branchement pénètre à l'intérieur.
La fixation s'opère de l'intérieur de toute manière voulue, par exemple par des vis B, qui sont ainsi à l'abri de toute intervention lorsque l'appareil est fermé. Une prise C est équipée pour la jonction de l'appareil à une prise de terre.
Le carter est fermé à sa partie supérieure par un couver - cle également métallique maintenu par une ou plusieurs vis plombables D qui assurent l'inviolabilité de l'appareil lorsqu'il est en place. Un joint E assure l'étanchéité du carter.
La figure 3 représente l'appareil couvercle enlevé. La figure 4 représente une coupe suivant l'axe x x, le couvercle étant en place.
Des pipes en porcelaine F placées latéralement servent l'entrée et à la sortie des fils suivant une pratique cou - rante.
<Desc/Clms Page number 6>
Le dispositif d'écoulement éventuel à la terre G placé immédiatement après l'entrée du fil, dans le carter, et avant la bobine, peut être quelconque. On peut notamment le placer entre deux mâchoires H fixées sur une plaque isolante I et reliées par des bornes, l'une à l'arrivée du fil et à l'ex - trémité de la bobine J, l'autre à la masse K. La plaque iso - lante I est fixée dans le carter sur un bossage ménagé à cet effet.
La bobine d'inductance peut être quelconque et être constituée par un conducteur nu ou isolé. Mais le plus simple et le plus économique est de la constituer par un conducteur nu enroulé en hélice L et de la fixer par ses deux extrémités aux bornes J et M. Elles se trouvent ainsi isolées du carter sans qu'aucune précaution spéciale soit prise. Au cas où la foudre la déformerait dangereusement, elle viendrait en con - tact avec la masse et assurerait ainsi la protection.
Le coupe-circuit à fusible 0 dont les extrémités sont réunies d'une part à l'extrémité de la bobine par la borne M, d'autre part par la borne N au conducteur de sortie peut être constitué d'une manière quelconque. On peut le consti - tuer par une plaquette isolante amovible P portant deux con - tacts Q s'enfonçant dans des mâchoires H portées par une plaque isolante I fixée au carter. Les contacts Q portent des vis servant à immobiliser le fusible.
L'avantage de ce procédé oonstructif est de donner des pièces identiques pour le parafoudre (ou le parasurtension) et le fusible. Il est possible de changer ces appareils sans toucher une pièce sous tension et par conséquent sans qu'il soit nécessaire d'interrompre le courant. De plus, l'encom - brement est minimum et le montage est très facile car il suffit d'assembler les éléments hors du carter, d'introduire le tout dans celui-ci et d'y fixer les plaquettes I.
Cet appareil peut, bien entendu, comporter un certain
<Desc/Clms Page number 7>
nombre de variantes sans cesser de faire partie de la présente invention.
Dans la seconde réalisation représentée sur les figures 5 et 6 , l'appareil est disposé pour être monté sur le potelet supportant les isolateurs du branchement ou sur une ferrure.
Une pièce circulaire isolante A en porcelaine, traversée par une tige filetée B servant de pièce de fixation et de masse, sert de support au parafoudre F, à la bobine de self - induction H et au fusible G, fixés et reliés au moyen des bornes C D et E. Le tout est recouvert par une cloche protec - trice I métallique ou isolante qui, dans ce dernier cas, peut porter latéralement un téton servant à l'amarrage du fil de branchement.
Dans la représentation des figures 5 et 6, le parafoudre est du type à disques à intervalles multiples ; il est réuni d'une part à la borne C d'arrivée de la ligne, d'autre part à la masse B. La bobine H est à deux couches concentriques de manière à ne pas avoir un trop grand encombrement ; elle est reliée aux bornes D et E. Le fusible G d'un type quelcon - que est placé à la partie inférieure du support entre les bornes C et D et peut donc être vérifié aisément. Chaque élément est aisément remplaçable. La tige filetée B peut être placée de manière à permettre indifféremment la fixation inférieure ou supérieure de l'appareil.
REVENDICATIONS.
Je revendique, comme faisant partie de la présente inven - tion :
1 - un protecteur de branchement réunissant en un appareil unique un parafoudre (ou un appareil quelconque de décharge à la terre) une bobine d'inductance et un fusible.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Protection device for low voltage electrical installations.
The distribution of low voltage electrical energy and more particularly the rural networks are frequently the seat of accidents due to lightning.
Lightning can cause accidents in various ways; it can affect either high-voltage circuits or transformer stations or generating plants, or lines, or subscriber connections, or finally specific installations. In all cases, it can lead to very diverse and often significant material damage and also to electrocutions of people.
Various methods have already been implemented to avoid or at least limit material damage and personal accidents.
Some procedures aim to reduce the probability
<Desc / Clms Page number 2>
lightning strike on networks: such are lightning rods and earth wires.
Others tend to oppose the propagation of lightning in a determined direction (inductance coils) and to provide it with a flow path to the earth (arrester and cardews or para, overvoltages).
Everything about the dangers created by lightning also applies, although to a different degree, to the dangers created by accidental contact between low voltage installations and high voltage installations.
In the vast majority of cases, the protection of low voltage installations is simply achieved by earthing the neutral (direct or alternating current), either directly or via a cardew.
Sometimes this protection is supplemented by the addition of lightning arresters or cardews on the phase wires at the start and also sometimes on the lines.
This protection is considered sufficient in most cases, in the sense that accidents due to lightning on the networks thus equipped are very rare. But as soon as the frequency of lightning becomes considerable, as is the case in certain regions, accidents become numerous and demonstrate the need for more efficient and comprehensive measures.
Since the range of action of a device is very limited, safety can only be obtained by increasing the number of protective devices. But this multiplication is economically possible only if one has a sufficiently complete system to be efficient while remaining inexpensive.
The device which is the subject of the present invention is more particularly intended for the protection of subscriber branches, that is to say it tends to prevent lightning.
<Desc / Clms Page number 3>
from entering indoor electrical installations when it has fallen anywhere in the distribution network.
Such a system, to be truly complete, must include on each wire (other than the neutral wire when it is connected directly to the earth), according to the diagram in fig. 1, a surge arrester (or surge arrester) connected to earth, an inductance coil b placed between the branching point of the surge arrester and the indoor installation, and secondarily, a 0 fuse placed before or after the coil to possibly isolate the indoor installation.
This system, already used in installations of some importance, can scarcely be achieved, in the present state of affairs, except by means of industrial type devices which, in the case of low-power subscriber connections, leads to an expensive, bulky and inelegant set.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks. Its characteristic is that it condenses the whole of the diagram in fig.l into a single device, the device being compact, although proportionate to the size of the installations to be protected and their operating voltage.
Such a protection device must, in order to be practical, not by itself bring any element of disturbance in the protected network. This consideration leads to adopt for the arrester has a sufficient explosive interval rather than a very low interval (as in a surge arrester). In fact, such a surge arrester is less likely to trigger unexpectedly, thus creating a short-circuit to earth having the effect of causing a section of the network to be taken out of service. On the other hand, this results in a decrease in the sensitivity of the surge arrester, which can even become ineffective in the case of a relatively small (although dangerous for the user) increase in the potential of the distribution network.
<Desc / Clms Page number 4>
relative to the ground.
Under these conditions, it is advantageous to place at the subscriber, and not on the network or the connection, a very sensitive device such as a surge protector (preferably that described in French patent N. 684. 785). This device will preferably be placed on the meter panel between it and the connection. (Other identical devices can be placed in any number in the interior installation to join it to the ground). We thus arrive at the diagram of fig.2 in which d represents the parasurtenaion and e the fuse placed on the panel of the Co meter.
Therefore, the most sensitive device being placed at the subscriber's premises, that is to say inside buildings and sheltered from bad weather, there is less risk that it will operate inadvertently. And if it does work, it only switches off a subscriber and no longer a whole fraction of the network.
The advantage of placing this device on the meter panel is that, when in operation, neither the meter nor its calibrated fuse (or circuit breaker) participate in the short circuit.
If lightning strikes the network, it will be passed to the ground, for each subscriber, by the surge arrester a of the connection protector, that is to say outside the home.
If a part nevertheless enters the indoor installation, it can flow through the surge protector d (and through the surge arresters placed in the installation). If an increase in potential occurs as a result of contact between the high and low voltage installations, the surge voltage d connects the installation to earth and causes the circuit breaker c to melt, isolating the installation. interior of the network. There is therefore no longer any danger for the user.
The protection thus produced by combining the connection protector making the diagram in fig.l and one (or more) surge arresters placed in the internal installation.
<Desc / Clms Page number 5>
higher, preferably on the meter panel is therefore more complete, more efficient, more sensitive and more practical than that produced by the use of a simple surge arrester on the connection and even that produced by the diagram in fig.l . This combination is part of the present invention.
The protector corresponding to the diagram of fig.1 can be produced in different ways which all form part of the present invention. By way of example, two embodiments are described below.
In the first embodiment shown in Figures 3 and 4 the device is bi-polar, but it is obvious that one can constitute in an identical manner an apparatus comprising any number of poles.
A preferably metal box A (cast iron or stamped sheet metal) in the form of a box constitutes the external frame of the device and serves as a support and a protector against the weather for the protection devices themselves. This casing is attached to the exterior facade of the building approximately where the service line enters the interior.
The fixing takes place from the inside in any desired way, for example by screws B, which are thus immune to any intervention when the device is closed. A socket C is fitted for the junction of the device to an earth socket.
The casing is closed at its upper part by a cover, also metallic, held by one or more sealable screws D which ensure the inviolability of the device when it is in place. A seal E seals the casing.
Figure 3 shows the apparatus with the cover removed. FIG. 4 represents a section along the x x axis, the cover being in place.
Porcelain pipes F placed laterally serve the entry and exit of the wires following a common practice.
<Desc / Clms Page number 6>
The possible flow device to the earth G placed immediately after the entry of the wire, in the casing, and before the coil, can be arbitrary. It can in particular be placed between two jaws H fixed to an insulating plate I and connected by terminals, one at the arrival of the wire and at the end of the coil J, the other to ground K. The insulating plate I is fixed in the casing on a boss provided for this purpose.
The inductance coil can be any and consist of a bare or insulated conductor. But the simplest and most economical is to constitute it by a bare conductor wound in a helix L and to fix it by its two ends to the terminals J and M. They are thus isolated from the casing without any special precaution being taken. In the event that lightning would deform it dangerously, it would come into contact with the ground and thus provide protection.
The fuse circuit breaker 0 whose ends are joined on the one hand to the end of the coil by the terminal M, on the other hand by the terminal N to the output conductor can be formed in any way. It can be constituted by a removable insulating plate P carrying two contacts Q which are inserted into the jaws H carried by an insulating plate I fixed to the casing. The Q contacts carry screws used to immobilize the fuse.
The advantage of this constructive process is to provide identical parts for the surge arrester (or surge arrester) and the fuse. It is possible to change these devices without touching a live part and therefore without the need to interrupt the current. In addition, the space requirement is minimal and assembly is very easy because all you have to do is assemble the elements outside the housing, insert everything into it and fix the plates I.
This device may, of course, include a certain
<Desc / Clms Page number 7>
number of variants without ceasing to be part of the present invention.
In the second embodiment shown in Figures 5 and 6, the device is arranged to be mounted on the post supporting the branch insulators or on a fitting.
An insulating circular piece A in porcelain, crossed by a threaded rod B serving as a fixing and earth part, serves as a support for the surge arrester F, the choke coil H and the fuse G, fixed and connected by means of the terminals CD and E. The whole is covered by a protective metallic or insulating cover I which, in the latter case, can laterally carry a stud used to anchor the connection wire.
In the representation of Figures 5 and 6, the arrester is of the disc type with multiple intervals; it is joined on the one hand to the arrival terminal C of the line, on the other hand to the ground B. The coil H has two concentric layers so as not to have too much space; it is connected to terminals D and E. Fuse G of any type is placed at the bottom of the support between terminals C and D and can therefore be easily checked. Each element is easily replaceable. The threaded rod B can be placed so as to allow either the lower or upper fixing of the device.
CLAIMS.
I claim, as part of the present invention:
1 - a connection protector combining in a single device a surge arrester (or any earth-discharge device), an inductance coil and a fuse.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.