EP0521805A1 - Indicateur de défaut pour un parafoudre - Google Patents

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EP0521805A1
EP0521805A1 EP92420228A EP92420228A EP0521805A1 EP 0521805 A1 EP0521805 A1 EP 0521805A1 EP 92420228 A EP92420228 A EP 92420228A EP 92420228 A EP92420228 A EP 92420228A EP 0521805 A1 EP0521805 A1 EP 0521805A1
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/12—Means structurally associated with spark gap for recording operation thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors
    • H01C7/126—Means for protecting against excessive pressure or for disconnecting in case of failure

Definitions

  • the present invention relates to fault or short-circuit indicating devices, intended to equip lightning arresters mounted along high or medium voltage overhead electrical lines.
  • Such a device comprises an elastically deformable rectilinear strip, one of the ends of which, associated with a lock, is released when a defect appears in the arrester associated with said device.
  • the means for releasing the lock are dependent on a filter formed by two windings in parallel, one of which is of the inductive type in order to stop the current resulting from the shock waves at very high di / dt, while the another is resistive in nature in order to slow down the passage of a possible "short circuit" current which can pass through the inductive winding in series with a fusible wire, the melting of which has the effect of releasing the indicator.
  • Such an indicator is of low sensitivity, because it does not work below 70 amps.
  • the filter system requires an inductance value which is difficult to achieve industrially and at low cost.
  • the principle of selecting currents by the di / dt relationship has the disadvantage of allowing currents of significant peak value to pass through the wire in the event of lightning waves. The duration of the lightning wave is not sufficient to destroy the wire, but premature aging of the metal may appear if the lightning phenomenon recurs.
  • the improvements which are the subject of the present invention aim to remedy these drawbacks and to allow the production of a surge arrester fault indicator which is actuated as a function of the value of the intensity of the current generated by the network after switching on. short circuit of the arrester.
  • the fault indicator according to the invention is defined in claim 1.
  • this indicator comprises two opposite electrodes which are joined on the one hand in series by a device with non-linear voltage-current characteristic such as a spark gap or a low voltage varistor through which any lightning waves pass, and on the other hand in derivation by a resistor which does not react during a lightning wave, but rises in temperature during the passage of the current generated by the network to destroy at least partially a sleeve surrounding the indicator, in the event of accidental short-circuiting of the arrester connected in series with this indicator.
  • a device with non-linear voltage-current characteristic such as a spark gap or a low voltage varistor through which any lightning waves pass
  • the rise in temperature of the resistor can destroy it and cause the elimination of an elastic band, the ends of which are associated with said resistor.
  • Fig. 1 is a longitudinal section of a fault indicator established in accordance with the invention.
  • Fig. 2 is a section along II-II (fig. 1).
  • Fig. 3 shows the electrical diagram of the fault indicator according to the invention.
  • Fig. 4 is a detailed perspective view of an alternative embodiment of the invention.
  • a first embodiment of the fault indicator according to the invention which essentially comprises two electrodes 1 and 2, provided cylindrical, and between which a low voltage varistor 3 is inserted, two intermediate washers 4 ensuring a good contact between said electrodes and the varistor.
  • the assembly of the three aforementioned elements is carried out by means of a tube 5 of insulating material having a vertical slot, so that it affects in cross-section the shape of an inverted C (fig. 2).
  • the tube 5 is associated with the electrodes 1 and 2 by means of shims 6.
  • a resistor 7 is connected by conductors 8 and 9, respectively to the electrodes 1 and 2, said resistor being located in the slit 5a of the tube 5. All the aforementioned elements is placed in a mold for molding an outer shell 10 made for example by means of a silicone elastomer for example. It is observed that the resistor 7 tangents one of the external generators of the envelope 10 for reasons which will be explained better below.
  • a tubular sleeve 11 made of elastomer and which is put in place by elastic extension.
  • the sleeve 11 is preferably colored.
  • the electrode 1 is connected by any suitable means, for example by a conductor 12 (fig. 3) to a surge arrester 13, while the electrode 2 is connected to earth by a cable 14 (fig. 3).
  • the operation is as follows: during a lightning strike, the intensity peak is conducted to the ground by crossing the varistor 3, the current deflected in the resistor 7 does not cause a significant heating of the latter due to the very short duration of the lightning strike.
  • the arrester 13 is destroyed, a current is generated by the network, and is maintained until the intervention of the network protections.
  • the resulting duration causes heating of the resistor sufficient to melt the sleeve 11 at its level given the proximity of the resistor and the sleeve.
  • the sleeve is produced in the form of a strip 11 ′ which does not occupy the entire periphery of the envelope 10, so that between its ends there is a space 15.
  • Each of the ends of the strip 11 ′ Is provided with a metal terminal 11 ′ a , 11 ′ b to each of which is fixed the corresponding end of the resistor 7 which thus constitutes a means for retaining in place the interrupted strip 11 ′.
  • the terminals 11 ′ a and 11 ′ b are respectively joined to the conductors 8 and 9.
  • a fault indicator has thus been produced which responds particularly well to the wishes of the practice and which allows in particular, due to the current / voltage characteristics of the two components in parallel, that practically all of the leakage current of the arrester 13 passes through the resistor 7, so that the varistor 3 does not age in normal operation.
  • the rise in temperature of the resistor 7 can act on a remote signaling circuit facilitating the finding of destruction of the fault indicator.

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Abstract

Il comprend deux électrodes (1, 2) opposées réunies d'une part en série par une varistance (3) basse tension par laquelle transitent les éventuelles ondes de foudre et d'autre part en dérivation par une résistance (7) qui ne réagit pas lors d'une onde de foudre mais s'élève en température lors du passage du courant généré par le réseau pour détruire au moins en partie un manchon (11) entourant l'indicateur. <IMAGE>

Description

  • La présente invention a trait aux dispositifs indicateurs de défaut ou de court-circuit, destinés à équiper les parafoudres montés le long des lignes électriques aériennes à haute ou moyenne tension.
  • On connaît des dispositifs de ce genre, par exemple celui décrit dans le document FR-A-2 603 418 (FERRAZ) et qui comporte un dispositif visuel incorporé en vue de signaler de manière parfaitement apparente le défaut éventuel d'un parafoudre auquel il est associé.
  • Un tel dispositif comprend une bande rectiligne élastiquement déformable dont l'une des extrémités, associée à un verrou, est libérée lorsqu'un défaut apparaît sur le parafoudre associé audit dispositif. Les moyens de libération du verrou sont sous la dépendance d'un filtre formé de deux bobinages en parallèle dont l'un est de type selfique afin d'arrêter le courant résultant des ondes de choc à très fort di/dt, tandis que l'autre est de nature résistive afin de freiner le passage d'un courant éventuel "de court circuit" et qui peut traverser le bobinage selfique en série avec un fil fusible, dont la fusion a pour effet de libérer l'indicateur.
  • Un tel indicateur est de faible sensibilité, car il ne fonctionne pas en deçà de 70 ampères. En outre, le système de filtre nécessite une valeur de self difficilement réalisable de façon industrielle et à faible coût. Enfin, le principe de sélection des courants par la relation di/dt présente l'inconvénient de laisser passer tout de même dans le fil des courants de valeur de crêté importantes en cas d'onde de foudre. La durée de l'onde de foudre n'est pas suffisante pour détruire le fil, mais il peut apparaître un vieillissement prématuré du métal en cas de répétition du phénomène de foudre.
  • Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à ces inconvénients et à permettre la réalisation d'un indicateur de défaut de parafoudre qui est actionné en fonction de la valeur d'intensité du courant généré par le réseau après mise en courtcircuit du parafoudre.
  • L'indicateur de défaut suivant l'invention est défini à la revendication 1.
  • En fait cet indicateur comprend deux électrodes opposées qui sont réunies d'une part en série par un dispositif à caractéristique tension-courant non linéaire tel qu'un éclateur ou une varistance basse tension à travers lequel transitent les éventuelles ondes de foudre, et d'autre part en dérivation par une résistance qui ne réagit pas lors d'une onde de foudre, mais s'élève en température lors du passage du courant généré par le réseau pour détruire au moins en partie un manchon entourant l'indicateur, en cas de mise en court-circuit accidentel du parafoudre branché en série avec cet indicateur.
  • En variante, l'élévation de température de la résistance peut la détruire et provoquer l'élimination d'une bande élastique dont les extrémités sont associées à ladite résistance.
  • Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :
  • Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un indicateur de défaut établi conformément à l'invention.
  • Fig. 2 est une coupe suivant II-II (fig. 1).
  • Fig. 3 représente le schéma électrique de l'indicateur de défaut suivant l'invention.
  • Fig. 4 est une vue de détail en perspective d'une variante de réalisation de l'invention.
  • On a illustré en fig. 1 et 2 un premier mode d'exécution de l'indicateur de défaut suivant l'invention, qui comprend essentiellement deux électrodes 1 et 2, prévues cylindriques, et entre lesquelles est insérée une varistance à basse tension 3, deux rondelles intercalaires 4 assurant un bon contact entre lesdites électrodes et la varistance. L'assemblage des trois éléments précités est effectué au moyen d'un tube 5 en matière isolante présentant une fente verticale, de telle sorte qu'il affecte en section transversale la forme d'un C inversé (fig. 2). Le tube 5 est associé aux électrodes 1 et 2 au moyen de cales 6.
  • Il convient d'observer qu'aux lieu et place de la varistance 3, on peut prévoir un éclateur à électrodes circulaires ou tout autre dispositif à caractéristique tension-courant non linéaire.
  • Une résistance 7 est branchée par des conducteurs 8 et 9, respectivement aux électrodes 1 et 2, ladite résistance étant située dans la fente 5a du tube 5. L'ensemble des éléments précité est placé dans un moule permettant de mouler une enveloppe extérieure 10 réalisée par exemple au moyen d'un élastomère silicone par exemple. On observe que la résistance 7 tangente l'une des génératrices extérieures de l'enveloppe 10 pour des raisons qu'on expliquera mieux plus loin.
  • Autour de l'enveloppe 10 est placé sous tension un manchon tubulaire 11 réalisé en élastomère et qui est mis en place par allongement élastique. Le manchon 11 est de préférence coloré.
  • L'électrode 1 est branchée par tous moyens appropriés, par exemple par un conducteur 12 (fig. 3) à un parafoudre 13, tandis que l'électrode 2 est reliée à la terre par un câble 14 (fig. 3).
  • Le fonctionnement est le suivant : lors d'un coup de foudre, la crête d'intensité est conduite à la terre en traversant la varistance 3, le courant dévié dans la résistance 7 ne provoque par un échauffement significatif de cette dernière du fait de la très faible durée du coup de foudre.
  • Par contre, si pour une raison ou une autre, le parafoudre 13 est détruit un courant est généré par le réseau, et se maintient jusqu'à l'intervention des protections du réseau. La durée qui en résulte provoque un échauffement de la résistance suffisant pour faire fondre le manchon 11 à son niveau étant donné la proximité de la résistance et du manchon. Ainsi, tout surveillant peut voir que l'indicateur de défaut à fonctionné (par disparition du manchon 11) de telle sorte qu'il sait que le parafoudre correspondant est hors d'usage.
  • Dans la variante de fig. 4, le manchon est réalisé sous la forme d'une bande 11′ qui n'occupe pas toute la périphérie de l'enveloppe 10, de telle sorte qu'entre ses extrémités il existe un espace 15. Chacune des extrémités de la bande 11′ est pourvue d'une borne métallique 11′a, 11′b à chacune desquelles est fixée l'extrémité correspondante de la résistance 7 qui constitue ainsi un moyen de retenue en place de la bande interrompue 11′ . Les bornes 11′a et 11′b sont respectivement réunies aux conducteurs 8 et 9.
  • Lorsque le réseau émet un courant après mise en court-circuit du parafoudre correspondant à l'indicateur de défaut considéré, l'intensité de ce courant fait fondre la résistance 7 qui libère ainsi les deux extrémités de la bande 11′ qui, du fait de son élasticité, se sépare de l'indicateur de défaut. Là encore, le surveillant constate visuellement l'absence de la bande 11′ et en déduit que le parafoudre correspondant est hors d'usage.
  • On a ainsi réalisé un indicateur de défaut qui répond particulièrement bien aux desiderata de la pratique et qui permet en particulier, du fait des caractéristiques courant/tension des deux composants en parallèles, que pratiquement tout le courant de fuite du parafoudre 13 passe à travers la résistance 7, de telle sorte que la varistance 3 ne vieillit pas en fonctionnement normal.
  • On notera que l'élévation en température de la résistance 7 peut agir sur un circuit de signalisation à distance facilitant le constat de destruction de l'indicateur de défaut.

Claims (3)

  1. Indicateur de défaut pour parafoudre (13) placé sur un réseau aérien d'alimentation électrique à haute ou moyenne tension, caractérisé en ce qu'il comprend deux électrodes (1, 2) réunies d'une part en série par un dispositif (3) à caractéristique tension-courant non linéaire tel qu'une varistance ou un éclateur, et d'autre part en dérivation par une résistance (7) qui, sans réagir lors d'une onde de foudre, s'élève en température lors du passage du courant généré par le réseau à la suite de cette onde, en assurant par fusion la libération d'un organe de signalisation visuelle (11, 11′) entourant l'enveloppe (10) de l'ensemble.
  2. Indicateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance (7) retient les deux extrémités d'une bande élastique (11′) engagée autour de l'enveloppe (10).
  3. Indicateur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élévation en température de la résistance (7) agit sur un circuit de signalisation à distance.
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