FR2562732A1 - Current transformer for protecting the neutral of a four-pole protective electrical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
TRANSFORMATEUR DE COURANT POUR LA PROTECTION DU NEUTRE
D'UN APPAREIL ELECTRIQUE TETRAPOLAIRE DE PROTECTION.CURRENT TRANSFORMER FOR NEUTRAL PROTECTION
OF A TETRAPOLAR ELECTRICAL PROTECTIVE APPARATUS.
L'invention est relative à un disjoncteur tétrapolaire à protection du neutre ayant un transformateur de courant associé au pôle neutre, qui comprend un circuit magnétique de forme annulaire portant deux bobines secondaires identiques, les signaux engendrés par ledit transformateur de courant et par des transformateurs de courant associés aux pôles de phase étant appliqués à un relais déclencheur électronique agencé pour provoquer le déclenchement du disjoncteur lors de l'apparition d'un défaut.The invention relates to a four-pole circuit breaker with neutral protection having a current transformer associated with the neutral pole, which comprises a magnetic circuit of annular shape carrying two identical secondary coils, the signals generated by said current transformer and by transformers of current associated with the phase poles being applied to an electronic trip relay arranged to cause tripping of the circuit breaker when a fault occurs.
Dans les disjoncteurs tétrapolaires connus du genre men tionné on rencontre trois types de protection, en l'occurrence aucune protection du neutre, une protection identique à celle des phases et une protection neutre moitié de celle des phases. Ces trois variantes de protection sont généralement réalisées par trois variantes de déclencheurs et elles conduisent à créer des déclencheurs différents pour chacune des variantes ce qui entraine la gestion en fabrication et en stock de déclencheurs ou d'appareils complets différents correspondant à chacun des types de protection retenus.In known four-pole circuit breakers of the mentioned type three types of protection are encountered, in this case no protection of the neutral, a protection identical to that of the phases and a neutral protection half that of the phases. These three protection variants are generally produced by three variants of triggers and they lead to the creation of different triggers for each of the variants, which leads to the management in manufacturing and in stock of different triggers or complete devices corresponding to each of the types of protection. retained.
La présente invention a pour but de permettre la réalisation d'un disjoncteur tétrapolaire susceptible de réaliser les différents types de protection par simple modification de connexion interne pouvant être éventuellement réalisée par le distributeur ou le client.The present invention aims to allow the realization of a four-pole circuit breaker capable of achieving the various types of protection by simple modification of internal connection which can be possibly performed by the distributor or the customer.
Le disjoncteur selon l'invention est caractérisé en ce que les extrémités des deux bobines secondaires du transformateur de courant associé au pôle neutre sont accessibles pour permettre sélectivement une connexion en série, en parallèle ou en court-circuit des deux bobines secondaires. The circuit breaker according to the invention is characterized in that the ends of the two secondary coils of the current transformer associated with the neutral pole are accessible to selectively allow a connection in series, in parallel or in short circuit of the two secondary coils.
L'invention est applicable à un disjoncteur à déclencheur électronique dans lequel des transformateurs de courant sont associés aux conducteurs de phases et de neutre pour délivrer un courant proportionnel au courant circulant dans les phases et le neutre à un relais de déclenchement qui provoque l'ouverture du disjoncteur en cas de surcharge ou de court-circuit. La présente invention consiste à utiliser les propriétés des transformateurs de courant associés à un tel relais électronique pour obtenir à volonté les trois types de protection précités à partir d'un relais unique tétrapolaire. Chaque transformateur de courant comporte un circuit magnétique de forme annulaire traversé par le conducteur de puissance, deux bobines secondaires étant montées symétriquement sur le circuit magnétique.Les bobines des transformateurs de courant associés aux pôles des phases sont connectées électriquement en série et reliées au relais déclencheur électronique. Les extrémités des deux bobines secondaires du transformateur de courant du pôle neutre sont selon la présente invention, accessibles pour permettre une connexion, soit en série pour assurer une protection identique à celle des pôles de phases, soit en parallèle pour assurer une protection neutre de moitié, soit en court-circuit pour éliminer la protection neutre. On voit que le raccordement des deux bobines secondaires entre elles détermine le type de protection choisi.The invention is applicable to a circuit breaker with electronic trip device in which current transformers are associated with the phase and neutral conductors to deliver a current proportional to the current flowing in the phases and the neutral to a trip relay which causes the opening of the circuit breaker in case of overload or short circuit. The present invention consists in using the properties of the current transformers associated with such an electronic relay to obtain at will the three aforementioned types of protection from a single four-pole relay. Each current transformer has an annular magnetic circuit crossed by the power conductor, two secondary coils being mounted symmetrically on the magnetic circuit. The coils of the current transformers associated with the phase poles are electrically connected in series and connected to the trip relay. electronic. The ends of the two secondary coils of the current transformer of the neutral pole are, according to the present invention, accessible to allow a connection, either in series to ensure protection identical to that of the phase poles, or in parallel to ensure neutral protection by half. , or in short circuit to eliminate the neutral protection. We see that the connection of the two secondary coils between them determines the type of protection chosen.
Pour des raisons de standardisation, il est avantageux d'utiliser le même type de transformateur de courant pour les phases et le neutre, les deux bobines secondaires des transformateurs de courant de phases étant connectées en série en usine. La connexion appropriée des deux bobines secondaires du transformateur de courant de neutre peut être réalisée, soit en usine, soit ultérieurement par tout moyen approprié, notamment par un système de bornes et de barrettes de connexion bien connu des spécialistes. Le changement de connexion peut également être réalisé par un commutateur, interrupteur ou tout autre connecteur. For reasons of standardization, it is advantageous to use the same type of current transformer for the phases and the neutral, the two secondary coils of the phase current transformers being connected in series in the factory. The appropriate connection of the two secondary coils of the neutral current transformer can be carried out either in the factory or subsequently by any appropriate means, in particular by a system of terminals and connection bars well known to specialists. The change of connection can also be carried out by a switch, switch or any other connector.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de différents modes de mise en oeuvre de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est le schéma synoptique d'un disjoncteur tétrapolaire selon l'invention; - la figure 2 illustre schématiquement un transformateur de courant du disjoncteur selon la figure 1, les deux bobines secondaires étant connectées en série; - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, illustrant une connexion en parallèle des deux bobines secondaires; - les figures 4 et 5 sont des vues analogues à celle de la figure 2, montrant une connexion en court-circuit des deux bobines secondaires; - la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 2, montrant un système de connexion par barrettes amovibles;; - les figures 7 et 8 sont des vues analogues à celle de la figure 6, montrant respectivement un système de connexion par commutateur et par inverseur.Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of different embodiments of the invention, given by way of nonlimiting examples and represented in the appended drawings, in which - FIG. 1 is the diagram block diagram of a four-pole circuit breaker according to the invention; - Figure 2 schematically illustrates a current transformer of the circuit breaker according to Figure 1, the two secondary coils being connected in series; - Figure 3 is a view similar to that of Figure 2, illustrating a parallel connection of the two secondary coils; - Figures 4 and 5 are views similar to that of Figure 2, showing a short-circuit connection of the two secondary coils; - Figure 6 is a view similar to that of Figure 2, showing a connection system by removable bars ;; - Figures 7 and 8 are views similar to that of Figure 6, showing respectively a connection system by switch and inverter.
Sur les figures, un disjoncteur à quatre pôles R, S, T et
N comporte quatre transformateurs de courant 10R, 10S, 10T et 10N, chacun associé à l'un des polies, dont les sorties sont reliées à une unité de traitement électronique 12.In the figures, a four-pole circuit breaker R, S, T and
N comprises four current transformers 10R, 10S, 10T and 10N, each associated with one of the polishes, the outputs of which are connected to an electronic processing unit 12.
L'unité de traitement 12 délivre un ordre de déclenchement à un relais 14 en cas de surcharge ou de court-circuit, lequel relais actionne les contacts 16 du disjoncteur. Un tel disjoncteur électronique est décrit dans le brevet français NO 2.530.089, auquel on se reportera avantageusement. Il suffit de rappeler que les transformateurs de courant 10 sont reliés à des ponts redresseurs 18 connectés en série dans un circuit comprenant un bloc d'alimentation 20 et une résistance de mesure 22. Le signal prélevé aux bornes de la résistance de mesure 22 est appliqué à un bloc de mise en forme 24 qui transmet au relais 14 par l'intermédiaire d'un temporisateur 26 ou d'un dispositif de déclenchement instantané 28 un ordre d'ouverture des contacts 16 lors d'une surcharge ou d'un court-circuit.The processing unit 12 delivers a tripping order to a relay 14 in the event of an overload or short-circuit, which relay actuates the contacts 16 of the circuit breaker. Such an electronic circuit breaker is described in French patent NO 2,530,089, to which reference will be made advantageously. It suffices to recall that the current transformers 10 are connected to rectifier bridges 18 connected in series in a circuit comprising a power supply 20 and a measurement resistor 22. The signal taken across the terminals of the measurement resistor 22 is applied to a shaping block 24 which transmits to the relay 14 via a timer 26 or an instantaneous tripping device 28 an order to open the contacts 16 during an overload or a short- circuit.
De tels déclencheurs électroniques sont bien connus des spécialistes.Such electronic triggers are well known to specialists.
Selon la présente invention, le transformateur de courant 10 comporte un circuit magnétique 30 en forme de cadre re- tangulaire traversé par le conducteur de phases R, S, T ou de neutre N. Deux branches opposées du circuit magnétique 30 portent chacune une bobine secondaire identique 32, 34 dont le nombre de spires détermine le rapport de transformation. Les extrémités 36, 38; 40, 42 respectivement des bobines 32 et 34 sont accessibles pour permettre différents modes de connexion. Sur la figure 2, les extrémités 36, 40 des bobines 32, -34 sont reliées tandis que les extrémités 38, 42 sont connectées au bloc de traitement 12. Il est facile de voir que les deux bobines 32, 34 sont connectées en série, une telle connexion étant utilisée pour les transformateurs de courant 10R, 105, 10T des pôles de phases. En utilisant la même connexion en série pour le transformateur de courant de neutre 10N, on assure une protection neutre identique à celle des phases.According to the present invention, the current transformer 10 comprises a magnetic circuit 30 in the form of a rectangular frame crossed by the phase conductor R, S, T or neutral N. Two opposite branches of the magnetic circuit 30 each carry a secondary coil identical 32, 34 whose number of turns determines the transformation ratio. The ends 36, 38; 40, 42 respectively of the coils 32 and 34 are accessible to allow different modes of connection. In FIG. 2, the ends 36, 40 of the coils 32, -34 are connected while the ends 38, 42 are connected to the processing block 12. It is easy to see that the two coils 32, 34 are connected in series, such a connection being used for current transformers 10R, 105, 10T of the phase poles. By using the same series connection for the 10N neutral current transformer, neutral protection identical to that of the phases is ensured.
La figure 3 représente un mode de connexion en court-circuit du transformateur de courant de neutre 10N, les deux bobines secondaires 32, 34 étant connectées en série de la manière décrite ci-dessus, tandis que les extrémités 38, 42 sont court-circuitées par un conducteur 44. Il est évident que le disjoncteur n'assure aucune protection du neutre lorsque le transformateur de courant de neutre 10N est connecté de cette manière. Il en est de même pour une connexion du type illustré à la figure 4, dans laquelle les bobines secondaires 32, 34 sont court-circuitées par des conducteurs 46, 48 reliés aux sorties 36, 38; 40, 42.FIG. 3 represents a short-circuit connection mode of the neutral current transformer 10N, the two secondary coils 32, 34 being connected in series as described above, while the ends 38, 42 are short-circuited by a conductor 44. It is obvious that the circuit breaker does not provide any protection of the neutral when the neutral current transformer 10N is connected in this way. The same is true for a connection of the type illustrated in FIG. 4, in which the secondary coils 32, 34 are short-circuited by conductors 46, 48 connected to the outputs 36, 38; 40, 42.
Dans le mode de connexion du transformateur de courant de neutre lON, représenté à la figure 5, les deux bobines secondaires 32, 34 sont connectées en parallèle et délivrent un signal moitié de celui correspondant à une connexion en série, telle que représentée à la figure 2. Il est clair que les transformateurs de courant de phases 10R, 10S, 10T connectés en série assurent une protection double de celle du transformateur de courant de neutre 10N à bobines secondaires connectées en parallèle.On voit que les modes de connexion des bobines secondaires 32, 34 en série, en court-circuit ou en parallèle permettent de réaliser les trois variantes de protection, en itoccurrence une protection identique à celle des phases, aucune protection du neutre ou une protection neutre moitié de celle des phases.In the connection mode of the neutral current transformer lON, shown in FIG. 5, the two secondary coils 32, 34 are connected in parallel and deliver a signal half that corresponding to a series connection, as shown in the figure. 2. It is clear that the phase current transformers 10R, 10S, 10T connected in series provide twice the protection of that of the neutral current transformer 10N with secondary coils connected in parallel. We see that the connection modes of the secondary coils 32, 34 in series, in short-circuit or in parallel make it possible to produce the three protection variants, in this case a protection identical to that of the phases, no protection of the neutral or a neutral protection half of that of the phases.
On peut donc obtenir trois types différents de protection avec un seul type de transformateur de courant par simple modification des connexions des deux bobines secondaires du transformateur de courant de neutre.Three different types of protection can therefore be obtained with a single type of current transformer by simply modifying the connections of the two secondary coils of the neutral current transformer.
Selon un développement de l'invention, le changement de connexion des bobines 32, 34 est facilité par un système automatique. En se référant à la figure 6, on voit que les extrémités 36 à 42 des bobines 32, 34 sont reliées à quatre bornes 50, 52, 54, 56, disposées en carré sur une plaque à bornes 58. Les extrémités 36, 38 de la bobine 32 sont reliées aux bornes 56, 52, disposées en diagonale, tandis que les extrémités 40, 42 de la bobine 34 sont reliées aux bornes 50, 54, disposées suivant la deuxième diagonale de la plaque à bornes 58. On comprend qu'en disposant une barrette ou un cavalier 60 dans la position représentée sur la figure 6, de connexion des bornes 52, 54, les deux bobines secondaires 32, 34 sont connectées en série.En enlevant la barrette 60 et en disposant deux barrettes représentées en traits discontinus sur la figure 6, entre les bornes 50, 52 et entre les bornes 54, 56 on réalise une connexion en parallèle des bobines 32, 34. La plaque à bornes 58 peut être disposée en un emplacement accessible du disjoncteur permettant un changement de connexion par l'utilisateur ou le distributeur, ce qui permet de limiter le stock d'appareils. Une connexion en court-circuit peut être réalisée par une barrette reliant les bornes de sortie 50, 56.According to a development of the invention, the change of connection of the coils 32, 34 is facilitated by an automatic system. Referring to Figure 6, we see that the ends 36 to 42 of the coils 32, 34 are connected to four terminals 50, 52, 54, 56, arranged in a square on a terminal plate 58. The ends 36, 38 of the coil 32 are connected to the terminals 56, 52, arranged diagonally, while the ends 40, 42 of the coil 34 are connected to the terminals 50, 54, arranged along the second diagonal of the terminal plate 58. It is understood that by placing a strip or a jumper 60 in the position shown in FIG. 6, for connecting the terminals 52, 54, the two secondary coils 32, 34 are connected in series. By removing the strip 60 and placing two strips shown in lines discontinuous in FIG. 6, between the terminals 50, 52 and between the terminals 54, 56 a connection is made in parallel of the coils 32, 34. The terminal plate 58 can be placed in an accessible location of the circuit breaker allowing a change of connection by the user or the distributor, q ui allows to limit the stock of devices. A short-circuit connection can be made by a strip connecting the output terminals 50, 56.
Le changement de connexion peut encore être simplifié par l'emploi d'un commutateur à huit plots du type représenté à la figure 7. On voit sur cette figure que les extrémités 36, 38 de la bobine 32 sont connectées aux plots 3 et 6, tandis que les extrémités 40, 42 sont connectées aux plots 5 et 8. Les plots 1 à 8 sont disposés régulièrement en octaèdre, les plots 4 et 5 étant reliés entre eux ainsi que les plots 6 et 7. La partie mobile du commutateur 62 porte deux ponts de contacts 64, 66 diamétralement opposés et susceptibles de ponter deux plots adjacents. Dans la position représentée sur la figure 7, le pont de contacts 64 relie les plots 5 et 6 et le pont de contacts 66 les plots 1 et 2. Dans cette position les bobines 32, 34 sont connectées en série.Une rotation de la partie mobile 62 d'un quart de tour amène les ponts de contacts 64, 66 respectivement au contact des plots 3 et 4 et des plots 7 et 8 pour réa- liser une connexion en parallèle des bobines 32, 34. (traits discontinus).The change of connection can be further simplified by the use of a switch with eight pads of the type shown in FIG. 7. It can be seen in this figure that the ends 36, 38 of the coil 32 are connected to the pads 3 and 6, while the ends 40, 42 are connected to the pads 5 and 8. The pads 1 to 8 are regularly arranged in octahedron, the pads 4 and 5 being interconnected as well as the pads 6 and 7. The movable part of the switch 62 carries two contact bridges 64, 66 diametrically opposite and capable of bridging two adjacent pads. In the position shown in Figure 7, the contact bridge 64 connects the pads 5 and 6 and the contact bridge 66 the pads 1 and 2. In this position the coils 32, 34 are connected in series. A rotation of the part mobile 62 of a quarter turn brings the contact bridges 64, 66 respectively into contact with the pads 3 and 4 and the pads 7 and 8 to make a connection in parallel of the coils 32, 34. (broken lines).
La figure 8 illustre un autre mode de mise en oeuvre faisant usage d'un inverseur 68 à deux contacts pivotants 70, 72. Dans la position indiquée en trait plein sur la figure 8, les deux bobines 32, 34 sont connectées en série, un pivotement vers la position représentée en traits discontinus réalisant une connexion en parallèle des bobines 32, 34. D'autres modes de réalisation sont concevables, notamment par des systèmes d'interrupteurs ou de commutation.FIG. 8 illustrates another embodiment making use of an inverter 68 with two pivoting contacts 70, 72. In the position indicated in solid lines in FIG. 8, the two coils 32, 34 are connected in series, a pivoting to the position shown in broken lines making a connection in parallel of the coils 32, 34. Other embodiments are conceivable, in particular by switch or switching systems.
Il est clair qu'on ne sortirait pas du cadre de la présente invention en utilisant pour les transformateurs de courant de phases 10R, 10S, 10T des transformateurs dont les extrémités 38 à 42 des bobines 32, 34 ne sont pas accessibles, la connexion de ces bobines restant toujours la même. Les transformateurs de courant pourraient être d'un type différent, par exemple de forme torique ou comprenant un enroulement primaire d'une manière bien connue des spécialistes. It is clear that it would not be departing from the scope of the present invention to use transformers for the phase current transformers 10R, 10S, 10T whose ends 38 to 42 of the coils 32, 34 are not accessible, the connection of these coils always remaining the same. The current transformers could be of a different type, for example toroidal or comprising a primary winding in a manner well known to specialists.
Claims (7)
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FR8405703A FR2562732B1 (en) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | CURRENT TRANSFORMER FOR THE NEUTRAL PROTECTION OF A TETRAPOLAR ELECTRIC PROTECTIVE APPARATUS |
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Family Applications (1)
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- 1984-04-09 FR FR8405703A patent/FR2562732B1/en not_active Expired
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |