<Desc/Clms Page number 1>
DISPOSITIF-PERFECTIONNE,DE PROTECTION GONTRE LES PERTES -A LA TERRE,-POUR MACHINES DYNAMO-ELECTRIQUES A GOURANT ALTERNATIF POLYPHASE ET AUTRES
APPAREILS.
L'invention est relative à des perfectionnements apportés aux systèmes de protection contre les pertes à la terre, utilisés avec des machi- nes dynamo-électriques à courant alternatif polyphasé et autres appareils, et concerne plus particulièrement un système de protection'du type comportant un transformateur compensateur à noyau utilisé avec les machines destinées aux mines.
Un système de protection contre-les pertes à la terre suivant l' invention comporte un contacteur,un transformateur compensateur à noyau monté dans le circuit protégé entre le contacteur et la machine alimentée, et une valve-relais électronique branchée sur la bobine de commande du contacteur cette valve-relais électronique et un enroulement .secondaire du transforma- teur formant un circuit polarisant.
Le dispositif électronique peut comprendre au moins une valve à l'atmosphère gazeuse, par exemple une triode à atmosphère gazeuse, ou un thy- ratron.
Le circuit à protéger est ainsi commandé par le contacteur et branché par exemple sur une canalisation à courant alternatif triphasé alimen- tée par un transformateur de réseau, le point neutre du secondaire duquel est mis à la terre, soit directement soit à travers une résistance ou impédance.
L'enroulement primaire d'un troisième transformateur est relié au secteur en amont du contacteur, et ce transformateur à deux enroulements secondaires. L'un de ces enroulements secondaires fait partie d'un circuit comprenant la terre, la bobine de commande du contacteurs, les contacts d'un relais de commande, et l'ande de la valve. La cathode de la valve est mise à la terre.- La tension d'anode est telle,que lorsque les contacts du relais de commande sont fermés,9' la valve fonctionne comme redresseur à une alternan- ce et envoie du'courant dans la bobine de commande du contacteur, ce qui fait fermer celui-ci.
<Desc/Clms Page number 2>
Le contacteur étant fermé l'enroulement secondaire du transfor- mateur compensateur à noyau est connecté au circuit de polarisation; ledit enroulement étant mis en série avec un point de mise à la terre, un inverseur commandé par le contacteur et s'ouvrant et se fermant avec lui, un redres- seur à une alternance, et la grille de la valve. Un condensateur est monté en- tre la grille et la terre, et une forte résistance est connectée en parallèle avec le condensateur.
Une extrémité de l'enroulement secondaire du troisième transforma- teur peut être connectée au circuit de polarisation à travers un second con- tact de l'inverseur, ce contact étant ouvert lorsque le contacteur est fermé et fermé lorsque le contacteur est ouvert. L'autre extrémité de cet enroule- ment secondaire peut être connectée à travers l'un des conducteurs du circuit principal, et le défaut d'isolement, à la terre.
Lorsqu'en service une perte à la terre se produit dans un des conducteurs du circuit principal protégé, un courant de perte passe dans ce conducteur et retourne à travers la terre au point neutre du transformateur de réseau. L'équilibre du transformateur compensateur à noyau est ainsi dé- truit et un potentiel alternatif est induit dans son enroulement secondaire.
Ce potentiel, qui agit à travers l'inverseur et le redresseur, charge le con- densateur, qui maintient ensuite sa charge pendant un temps suffisant pour compenser toute différence de phase entre le potentiel induit dans l'enroule- ment secondaire du transformateur compensateur à noyau et le potentiel anode- cathode de la valve. Ce temps est suffisant également pour couvrir la pério- de de fonctionnement de l'inverseur lorsque le contacteur fonctionne comme ex- pliqué ci-après. Le potentiel aux bornes du condensateur agit comme tension négative de polarisation sur la grille de la valve, et lorsque cette tension de polarisation atteint une valeur suffisamment élevée la valve ne laisse plus passer le courant, et comme de ce fait la bobine de commande du contac- teur est désexcitée, le contacteur s'ouvre.
Avec l'ouverture du contacteur l'inverseur ouvre le circuit de l'enroulement secondaire du transformateur compensateur à noyau, et connecte directement ou indirectement le circuit de polarisation au deuxième enroulement secondaire du troisième transformateur, ce qui a pour effet, aussi longtemps que la perte à la terre persiste,de maintenir le condensateur en état de charge et par suite la valve en état po- larisé et non conducteur.
Selon une variante, aussi longtemps que la perte à la terre per- siste, un courant de circulation passe par l'un des enroulements primaires du transformateur compensateur à noyau en provoquant ainsi un déséquilibre et induisant un potentiel dans l'enroulement secondaire de ce transformateur.
Ce potentiel induit étant appliqué aux bornes du condensateur maintient la tension de polarisation de la grille et empêche la valve de laisser passer le courant jusqu'à ce que la perte à la terre soit supprimée,
Au dessin donné uniquement à titre d'exemple, les figs. 1 et 2 sont des schémas de montage usuels montrant Inapplication des deux variantes du système de protection contre les pertes à la terre suivant l'invention.
D'après l'exemple représenté à la fig. 1 le système de protec- tion contre les pertes à la terre suivant l'invention comporte un contacteur 1, un transformateur compensateur à noyau 2 intercalé dans le circuit protégé entre le contacteur 1 et le circuit alimenté, et un dispositif comportant une valve-relais électronique 4 alimentant la bobine de commande 5 du contacteur 1. La grille de la valve 4 et' un enroulement secondaire 6 du transformateur 2 constituent un circuit de polarisation. Le dispositif formé par la valve 4 peut comprendre au moins une valve à atmosphère gazeuse, par exemple une tri- ode à atmosphère gazeuse, ou un thyratron.
Le circuit à protéger est ainsi placé sous le contrôle du contac- teur 1, et est branché par exemple sur une canalisation de distribution de courant alternatif triphasé alimentée par un transformateur de réseau 7 dont le point neutre secondaire est mis à la terre, soit directement, soit à tra- vers une résistance ou une impédance.
<Desc/Clms Page number 3>
Un transformateur 8 est connecté par son-enroulement primaire 11 à la canalisation principale en amontdu contacteur 1, et comprend deux en- roulements secondaires 9, 10. L'enroulement secondaire 9 fait partie d'un circuit comprenant un point de mise à la terre, la bobine de commande 5 du contacteur, les contacts d'un relais de commande 12, et l'anode de la valve 4.La cathode de la valve 4 est mise à la terre.La tension d'anode est telle que lorsque le relais de commande 12 est fermé, la valve 4 fonctionne comme redresseur à une alternance et envoie du courant dans la bobine de commande 5 du contacteur, de sorte que le contacteur se ferme.
Le contacteur 1 étant fermé, comme indiquée l'enroulement secon- daire 6 du transformateur compensateur à noyau 2 est connecté au circuit de polarisation, 1?enroulement 6 étant mis en série avec un point de mise à la terre, un redresseur à une alternance 14, un inverseur 13 commandé par le contacteur 1 et s'ouvrant et se fermant avec lui,, sous l'action de la grille de la valve 4.
Un condensateur 15 est monté entre la grille et la terre, et une forte résistance 16 est mise en parallèle avec le condensateur. Un interrup- teur 17 commandé par le contacteur 1 se ferme lorsque le contacteur s'ouvre et connecte l'un des conducteurs de la ligne à une extrémité de l'enroulement 10, dont l'autre extrémité est mise à la terre à travers un potentiomètre 18:
lorsque le contacteur s'ouvre l'inverseur 13 déconnecte 1-'enroulement 6 et le redresseur 14 du circuit de polarisation et y branche à leur place le po- tentiomètre 18 et le redresseur 19
Lorsque en cours de service une perte à la terre x se produit sur l'un des conducteurs du circuit principal protégé., un courant de porta passe dans ce conducteur et retourne par la terre au point neutre du transfor- mateur de réseau.
L'équilibre du transformateur compensateur à noyau est ain- si détruit et un potentiel alternatif est induit dans l'enroulement 60 Ce po- tentiel à travers le commutateur 13 et le redresseur 14, charge le condensa- teur 15,qui maintient ensuite sa charge pendant un temps suffisant pour com- penser toute différence de phase entre le potentiel induit dans l'enroulement 6 et le potentiel cathode-anode de la valve 4.
Ce temps est également suffi- sant pour couvrir la période de fonctionnement du commutateur 13 lorsque le contacteur s'ouvre comme expliqué ci-après. Le potentiel aux bornes du con- densateur 15 agit comme tension de polarisation négative sur la grille de la valve, et lorsque la polarisation atteint une valeur suffisante, la valve ne laisse plus passer le courante et la bobine 5 étant ainsi désexcitée, le contacteur s'ouvre.
Avec l'ouverture du contacteur l'interrupteur 17 se ferme et connecte ainsi 19 enroulement 10 à 1?un des conducteurs de la ligne et l' inverseur 13 déconnecte 1-'enroulement 6 et le redresseur 14 du circuit de po- larisation et branche à leur place le potentiomètre 18 et le redresseur 19; par suite l'enroulement 10 fait passer un courant à travers le point de perte x et le potentiomètre 18, créant ainsi une tension entre les bornes du po- tentiomètre 18,ce qui maintient la polarisation sur la grille de la valve 4.
Dans la variante suivant la fige 2, l'inverseur est supprimé et l'enroulement 6 est connecté de manière permanente au circuit de polarisation.
On peut constater qu'aussi longtemps que persiste la perte à la terreun courant de circulation passe dans un enroulement primaire du trans- formateur compensateur à noyau, de sorte que la valve 4 est empêchée de lais- ser passer du courant jusuq'à ce que la perte soit supprimée.
Bien que dans les deux variantes du dispositif de coupure décrite s ci-dessus un seul conducteur de la ligne soit utilisé comme connexion dans le circuit de coupure, le déclenchement se produit de la même manière en cas de perte sur l'un ou l'autre des autres conducteurs, du fait que ces conduc- teurs sont reliés entre eux à travers les enroulements de la machine alimentée.
La forte résistance 16 permet au condensateur 15 de se décharger dès que les conditions normales sont rétablies. Au lieu d'une forte résistance on peut utiliser un interrupteur réenclenchable à la main.
Une lampe,ou autre dispositif témoin, peut être montée dans le cir-
<Desc/Clms Page number 4>
cuit de coupure pour signaler le déclenchement provoqué par une perte à la terrea La lame témoin peut être commandée électroniquement.
Pour obtenir le redressement des deux alternances dans le cir- cuit de la bobine de commande du contacteur le dispositif de valve-relais peut être muni de deux triodes ou autres valves à atmosphère gazeuse.
Il est facile de comprendre que le système suivant l'invention entre en action pour un courant de perte bien plus faible et plus rapidement que tout autre système utilisant un relais électro-magnétique dans le cir- cuit de déclenchement du contacteur.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution représentés décrits, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples.