<Desc/Clms Page number 1>
"PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AUX SYSTEMES DE
PROTECTION CONTRE LES FUITES A LA TERRE ".- Qualification proposée BREVET D'INVENTION.-
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention se rapporte à des systèmes de protection contre les pertes à la terre, tels qu'on en utilise pour des moteurs électriques triphasés et pour d'autres équi- pemente électriques, en particulier dans les mines de houille*
Suivant la présente invention, une source de tension alternative à fréquence relativement élevée, plusieurs fois supérieure à la fréquence du réseau de distribution, est reliée à la source d'alimentation par un circuit qui comprend un point neutre artificiel pour le système,
défini par des bobines d'in- duotion reliées à chaque phase, le circuit passant de là, à tra- vers une impédance, à un circuit de terre et comprenant aussi un transistor dont la sortie commande le courant dans l'enroule- ment primaire d'un transformateur de sortie dont l'enroulement secondaire est branché en sorte d'actionner un relais protecteur.
Les caractéristiques du transistor sont telles que s'il s'écoule, dans le circuit que l'on vient de décrire, un courant à la fré- quenoe du réseau, comme cela se produira au cas d'une perte à la terre sur l'une des phases du système d'alimentation, le transistor sera coupé et surchargé lors des demi-périodes al- ternées, si bien que le transistor n'actionnera plus le relais qui tombera pour assurer l'action protectrice nécessaire. En s'exprimant de façon générale, l'effet du relais sera d'ouvrir un contaoteur du réseau ou contacteur principale ou un inter- rupteur du circuit d'alimentation, ce qui ouvre celui-ci dès qu'il se présente une perte à la terre ;
comme le relais est normalement actionné, et qu'il tombe au cas d'une perte à la terre,le système a l'avantage important que lorsqu'il est
<Desc/Clms Page number 3>
dérangé, il fonctionne dans le sens de la sécurité, o'est-à- dire que toute défaillance dans le système protecteur lui-même provoque l'action proteotrioe nécessaire.
On décrira maintenant un système suivant l'invention, à titre d'exemple, en se référant au dessin joint au présent mémoire, qui est un schéma de circuit. Un système d'alimentation triphasé qui doit alimenter un équipement tel qu'un moteur électrique (non montré) comprend trois conducteurs 1, 2 et 3, in- terrompus' par un contacteur principal à bobine de commande 5.
Un transformateur monophasé 6 est monté entre les conducteurs 2 et 3 et sa sortie est reliée à un redresseur 7 à deux alter- nances alimentant un étage stabilisateur de tension 8. Ce dernier constitue une source de tension stable pour actionner le système de protection que l'on va décrire.
Un point neutre artificiel 11, défini par des induo- tances 12, reliées aux conducteurs des trois phases 1, 2 et 3, est relié à la terre par un condensateur 13, en 14, et est relié aussi à l'enroulement secondaire d'un transformateur 15 alimenté par un oscillateur à transistors 20. Ce dernier est alimenté à son tour par la source 8 de tension stable et sa fréquence est plusieurs fois supérieure à la fréquence du ré- seau d'alimentation , par exemple de 500 cycles par seconde. Le circuit venant de l'enroulement secondaire du transformateur 15 passe par un autre oondensateur 16 et de là, par une résistanoe
17 et par une résistance variable 18, revient à la terre en 19, qui ferme ainsi le circuit.
Une prise sur la résistance varia- ble 18 est reliée par un condensateur 21 à un transistor 22 dont la sortie est amplifiée par un amplificateur 23 alimenté aussi par la source 8 de tension stable. Le circuit de sortie de l'amplificateur 23 comprend un transformateur de sortie 24
<Desc/Clms Page number 4>
ayant des enroulements secondaires 25 et 26. L'enroulement 25- présente une prise centrale reliée à une borne d'un relais de protection 27 tandis que les extrémités de l'enroulement sont
EMI4.1
reliées chacuns par ur, redresseur à une alternance 28 à l'autres borne du relais 27.
Ceci donne lieu à un redressement sur les deux alternances,et, dans les conditions de fonctionnement normales, la tension provenant de l'enroulement secondaire 25 suffit à actionner le relais 27 pour en fermer les contacts 29.
Ceci ferme alors le circuit de la bobine 5 de commande du con- tacteur 4, le circuit comprenant aussi un interrupteur 30 actionné à la main. Tant que le relais 27 reste actionné, le contacteur 4 reste fermé pour fournir de l'énergie à l'équipe-
EMI4.2
ment. ment.
Dans des conditions de fonctionnement normales, seul
EMI4.3
aourant hau%e fréquenoe s'écoule dans oiroui% %erre , 'y. du courant à haute fréquence s'écoule dans le circuit de terre entre les pointe 14 ..'et 19 et, en conséquence, la sortie du transistor 22, amplifiée par l'amplificateur 23 maintient le relais 27 actionné comme déjà décrit. Dans le cas d'une perte à la terre sur l'un des conducteurs 1, 2 ou 3, cependant, un courant bobine fréquence du réseau s'écoulera vers la terre les tra- vers la bobine d'induction 12 correspondante et travers les résistances 17 et 18. Les caractéristiques du transistor 22.; sont telles qu'un courant à la fréquence du réseau en provoque alternativement la coupure et la surcharge, dans les demi- alternances qui se succèdent.
A l'état de coupure, le courant de collecteur du transistor est nul, tandis que, dans l'état de surcharge, la tension du collecteur est approximativement nulle. Dans ces deux cas, le courant à haute fréquence provenant de l'oscillateur 20 est virtuellement supprimé et, en consé- quence, le relais 27 tombe pour ouvrir le contacteur 4. Pour
<Desc/Clms Page number 5>
éviter la possibilité qu'une composante à 50 oyoles apparaissant dans la sortie de l'amplificateur 23 et appliquée ainsi à l'en- roulement primaire du transformateur 24 puisse maintenir le re- lais 27 actionné, le transformateur est conçu pour présenter une impédanoe beaucoup plus faible aux courants à la fréquence du réseau qu'au courant à haute fréquence.
Lorsqu'un signal à haute fréquenoe est appliqué à l'enroulement primaire du transformateur, une proportion élevée de la chute de tension totale se présente aux bornes de cet enroulement primaire. Une haute tension correspondante apparaît alors aux bornes de l'enroulement secondaire 25 et suffit à actionner le relais 27.
Pour un courant à la fréquenoe du réseau, la chute de tension aux bornes de l'enroulement primaire est considérablement moindre et la tension aux bornes de l'enroulement seoondaire
25 ne suffit pas à actionner le relais 27.
Un condensateur 31 est relié aux bornes du second enroulement secondaire 26. Si, par un hasard quelconque, des transitoires à haute fréquence de l'ordre de 5.000 cycles par seconde apparaissent aux bornes du transformateur 24, l'enrou- lement 26 sera fortement chargé, réduisant ainsi la tension dans l'enroulement 25 et provoquant la chute du relais 27.
Comme déjà décrit, le relais 27 est actionné pendant le travail normal du circuit en sorte de maintenir le oontacteur 4 fermé et, dans le cas d'une perte à la terre, le relais 27 ' tombe. De même, dans l'hypothèse d'une perte à la terre quel-, conque, dans les éléments du circuit, le relais 27 tombera pour ouvrir le contacteur 4 et, par suite, les effets d'une défail- lance du système s'exerceront toujours dans le sens de la sécu- rité. On comprendra que, pour que le relais 27 soit actionné, l'oscillateur 20, le transistor 22, l'amplificateur 23, etc., . ,
<Desc/Clms Page number 6>
doivent tous fonctionner correctement* Au cas d'une défaillance de l'un quelconque de ces éléments, ou d'autres éléments, le relais tombera comme dit ci-dessus.