CH699418B1 - Coupure du courant dans une ligne d'alimentation en courant alternatif. - Google Patents

Abstract

La présente invention utilise un ou plusieurs dispositifs de coupure de courant continu bidirectionnels (2) connectés en série, tels que des disjoncteurs, pour couper le courant dans une ligne d’alimentation en courant alternatif (1). Le temps de coupure de la ligne est ainsi réduit.

Description

  [0001]    La présente invention concerne de manière générale la coupure de courant dans une ligne d'alimentation en courant alternatif au moyen de dispositifs de coupure tels que des disjoncteurs ou des contacteurs.

  

[0002]    On connaît des disjoncteurs et contacteurs à courant alternatif spécifiquement conçus pour couper le courant dans une ligne à courant alternatif. Des exemples de tels dispositifs sont les disjoncteurs à huile, à vide ou au gaz SF6. Un inconvénient majeur de ces dispositifs est qu'ils ne peuvent déclencher l'ouverture de la ligne, pour couper le courant, qu'aux instants où l'intensité de celui-ci est nulle. Comme illustré sur la fig. 1, un ordre donné au dispositif de coupure à un instant t ou une détection d'un courant trop élevé par le dispositif de coupure (disjoncteur) à ce même instant t ne déclenchera l'ouverture de la ligne qu'au premier instant suivant t0 où l'intensité du courant est nulle.

   Ainsi, entre les instants t et t0 peut s'écouler un temps relativement long, supérieur à une demi-période du courant alternatif, au cours duquel de l'énergie reste présente dans la ligne. Cette énergie, qui est d'autant plus importante que la tension nominale de la ligne est élevée, peut provoquer des dommages dans la ligne et/ou dans le réseau électrique situé en aval.

  

[0003]    La présente invention vise à proposer une solution permettant de réduire le temps de coupure d'une ligne à courant alternatif. A cette fin il est proposé une utilisation selon la revendication 1 annexée et un dispositif selon la revendication 6, des modes de réalisation particuliers étant définis dans les revendications dépendantes.

  

[0004]    D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
<tb>la fig. 1, <sep>déjà commentée, montre en trait fin la courbe de l'intensité I du courant circulant normalement dans une ligne d'alimentation en courant alternatif en fonction du temps t, et en trait gras la courbe de cette même intensité dans une configuration où le courant est coupé à un instant t0 par un dispositif de coupure à courant alternatif;


  <tb>la fig. 2 <sep>est un bloc-diagramme montrant une ligne d'alimentation en courant alternatif dans laquelle est disposée, conformément à l'invention, une série de dispositifs de coupure de courant continu bidirectionnels;


  <tb>la fig. 3 <sep>montre en trait fin la courbe de l'intensité 1 du courant circulant normalement dans une ligne d'alimentation en courant alternatif en fonction du temps t, et en trait gras la courbe de cette même intensité dans une configuration où la ligne est ouverte à un instant t1 par la série de dispositifs de coupure de courant continu bidirectionnels illustrée à la fig. 2.

  

[0005]    A la fig. 2, le repère 1 représente une ligne d'alimentation en courant alternatif qui alimente un réseau électrique (non représenté). La ligne d'alimentation 1 est typiquement à moyenne ou haute tension. Le réseau électrique est par exemple associé à un réseau ferroviaire.

  

[0006]    Dans la ligne d'alimentation 1 sont connectés en série un nombre n de dispositifs de coupure de courant identiques 2, du type disjoncteurs ou contacteurs, de préférence disjoncteurs. Conformément à la présente invention, ces dispositifs de coupure 2, connus en soi, sont conçus pour couper du courant continu et sont bidirectionnels, c'est-à-dire insensibles au sens du courant. Le nombre n des dispositifs de coupure 2 peut être égal à un. Il est supérieur à un si la surtension de coupure du dispositif de coupure n'est pas supérieure à la tension nominale de la ligne d'alimentation 1.

  

[0007]    Un système de répartition de tension, constitué par exemple par des résistances ou varistors 3, répartit la tension entre les dispositifs de coupure 2 pour que la tension appliquée aux bornes de chaque dispositif de coupure 2 soit inférieure à la tension maximale que celui-ci est capable de supporter.

  

[0008]    Des dispositifs de commande 4, de type connu, associés respectivement aux dispositifs de coupure 2, et recevant des ordres d'un opérateur, peuvent commander l'ouverture et la fermeture desdits dispositifs de coupure 2 pour couper ou rétablir le courant dans la ligne 1. Si les dispositifs de coupure 2 sont des disjoncteurs, ceux-ci peuvent bien entendu également s'ouvrir automatiquement, sans intervention des dispositifs de commande 4, pour couper le courant dans la ligne 1 lorsque l'intensité du courant dépasse une valeur prédéterminée (court-circuit). Les dispositifs de coupure 2 et de commande 4, situés typiquement dans une partie électrique à moyenne ou haute tension, sont isolés d'une partie électrique de commande à basse tension BT par des transformateurs d'isolation 5.

  

[0009]    Un sectionneur 6 est également disposé dans la ligne 1 pour isoler celle-ci après l'ouverture de la ligne 1 par les dispositifs de coupure 2.

  

[0010]    Etant conçus pour couper du courant continu, les dispositifs de coupure 2 sont capables de déclencher l'ouverture de la ligne 1 juste après avoir détecté que l'intensité du courant est trop élevée ou juste après avoir reçu un signal de commande des dispositifs de commande 4, et donc sans attendre que l'intensité du courant alternatif soit nulle comme le font les dispositifs de coupure à courant alternatif. La fig. 3 montre un exemple de coupure du courant selon l'invention, dans lequel l'ouverture de la ligne 1 est déclenchée à un instant t1 où l'intensité du courant est positive et croissante. Le temps qui s'écoule entre cet instant t1 et l'instant t2 où le courant est effectivement coupé dépend des caractéristiques des dispositifs de coupure 2.

   Ce temps correspond typiquement au temps mis par l'arc électrique qui se forme entre les contacts de chaque dispositif de coupure 2 lors de l'ouverture pour atteindre la chambre de coupure, générer la surtension de coupure dans ladite chambre et disparaître.

  

[0011]    On voit sur la fig. 3que non seulement le temps de coupure (t2-t1) du courant est réduit, par rapport à un dispositif de coupure à courant alternatif qui attendrait le passage de la courbe de courant à zéro pour déclencher l'ouverture de la ligne 1, mais aussi que l'intensité maximale du courant circulant dans la ligne 1 pendant ce temps de coupure est limitée à une valeur I1. Ainsi, la quantité d'énergie présente dans la ligne 1, dans les dispositifs de coupure 2 et dans le réseau électrique alimenté par la ligne 1 est réduite, ce qui diminue les risques de dommages.

  

[0012]    La mise en série de plusieurs dispositifs de coupure bidirectionnels à courant continu selon l'invention est particulièrement avantageuse en ce sens qu'elle permet d'augmenter la surtension de coupure et ainsi de couper le courant alternatif dans une ligne d'alimentation à tension nominale élevée, tout en limitant les risques de dommages dans la ligne et le réseau électrique alimenté par cette ligne comme expliqué ci-dessus. Dans une application particulière de l'invention, la tension nominale de la ligne à courant alternatif 1 et du réseau électrique alimenté par cette ligne est égale à 15 kV, et les dispositifs de coupure 2 sont des disjoncteurs de puissance UR26-64 de la marque Sécheron et sont au nombre de trois.

   La surtension de coupure de chacun de ces disjoncteurs étant d'environ 7 kV, la surtension de coupure globale des trois dispositifs de coupure 2 est d'environ 21 kV, ce qui est bien supérieur à la tension nominale de la ligne et du réseau. A une telle valeur de tension nominale, l'utilisation d'un dispositif de coupure à courant alternatif serait difficilement envisageable car les risques de dommages dans la ligne, le dispositif de coupure et le réseau lors de coupures du courant seraient trop importants.

Claims (10)

1. Utilisation d'au moins un dispositif de coupure de courant continu bidirectionnel pour couper le courant dans une ligne d'alimentation en courant alternatif.

2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit au moins un dispositif de coupure comprend plusieurs dispositifs de coupure de courant continu bidirectionnels connectés en série.

3. Utilisation selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le ou les dispositifs de coupure sont des disjoncteurs.

4. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la ligne d'alimentation en courant alternatif est une ligne à moyenne ou haute tension.

5. Utilisation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la tension nominale de la ligne d'alimentation en courant alternatif est d'environ 15 kV.

6. Dispositif comprenant une ligne d'alimentation en courant alternatif et au moins un dispositif de coupure de courant continu bidirectionnel disposé dans la ligne pour couper le courant dans ladite ligne.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit au moins un dispositif de coupure comprend plusieurs dispositifs de coupure de courant continu bidirectionnels connectés en série.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ou les dispositifs de coupure sont des disjoncteurs.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la ligne d'alimentation en courant alternatif est une ligne à moyenne ou haute tension.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la tension nominale de la ligne d'alimentation en courant alternatif est d'environ 15 kV.