FR2680611A1 - Dispositif de protection contre les surtensions. - Google Patents
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Abstract
- La présente invention concerne un dispositif de protection contre les surtensions pour protéger un système de distribution de puissance électrique à haute tension. - Selon l'invention, le dispositif comprend: - une première borne (101A); - une deuxième borne (101B); - une troisième borne (101C); - des composants (101) du dispositif de protection disposés entre lesdites première (101A) et deuxième (101B) bornes; - un boîtier isolant (119) pour y disposer lesdits composants (101) du dispositif de protection; - des moyens de liaison pour électriquement relier lesdites deuxième et troisième bornes, incluant un fil électrique séparable (132) relié à ladite deuxième borne (101B) et à ladite troisième borne (101C); - des moyens de déconnexion (106) pour déconnecter ledit fil séparable (132) d'une desdites deuxième et troisième bornes lors d'une défaillance desdits composants du dispositif de protection pour ainsi fournir une indication visible de celle-ci; - des moyens (135) pour maintenir une voie conductrice de transport du courant entre lesdites deuxième (101B) et troisième (101C) bornes, après la déconnexion électrique dudit fil séparable (132).
Description
I L' La présente invention concerne un dispositif de protection contre les
surtensions pour shunter des surtensions sur des lignes de distribution de puissance électrique à haute tension à la terre ou à la masse et, plus particulièrement, un agencement qui fournit un signal indiquant une défaillance du dispositif de protection contre les surtensions et qui, en même temps, maintient une voie conductrice de transport du courant entre les lignes de distribution de puissance électrique à haute tension et la
terre ou masse du système.
Les dispositifs de protection contre les surtensions sont usuellement utilisés dans des systèmes de distribution de puissance électrique à haute tension (par exemple d'approximativement 3000 à 35000 volts ou plus), pour shunter à la terre ou masse du système des surtensions (qui peuvent être produites par des coups de foudre par exemple), en protégeant ainsi les transformateurs et d'autres équipements du système de distribution de puissance électrique, ainsi que l'équipement de clients industriels, commerciaux et résidentiels,, reliés au système de
distribution de puissance électrique.
C'est une pratique antérieure commune de prévoir un disjoncteur à fil de masse, de façon typique un disjoncteur explosif, qui sépare le fil de masse du dispositif de protection contre les surtensions en cas de défaillance de celui-ci, comme cela est bien connu dans ce domaine Le fil de masse séparé non seulement déconnecte le dispositif de protection contre les surtensions qui a subi une défaillance, du système de puissance, mais fournit également un signal visible à un opérateur indiquant que le dispositif
de protection est défaillant.
Une conséquence de cet agencement de protection est que l'équipement protégé ne présente plus de protection après la
déconnexion du dispositif de protection défaillant.
Cependant, du courant continue à être fourni au client Dans certains systèmes utilitaires, cependant, il est exigé que non seulement un signal visible soit fourni indiquant qu'un dispositif de protection est défaillant, mais qu'également une voie conductrice de transport du courant à la masse du système soit maintenue jusqu'à ce que le dispositif de protection défaillant soit retiré et remplacé Dans ce cas, comme un dispositif de protection subit la plupart du temps une défaillance dans une condition de court-circuit, une condition de fuite de la ligne vers la masse est maintenue
dans le système avec pour conséquence un arrêt du système.
Les systèmes utilisant cette pratique interrompent en conséquence l'alimentation de puissance électrique dans le système en panne jusqu'à ce que le dispositif de protection défaillant soit localisé en utilisant une instrumentation et des indicateurs visibles Le dispositif de protection doit être retiré et remplacé avant que le service de puissance
électrique au client puisse être restauré.
En conséquence, la présente invention à la fois fournit un signal visible qu'un dispositif de protection contre les surtensions est défaillant et maintient une voie conductrice de transport du courant entre le système de distribution de puissance électrique et la terre ou la masse Le dispositif de protection contre les surtensions selon l'invention inclut une première borne, une deuxième borne, et une troisième borne Les composants du dispositif de protection sont disposés entre les première et deuxième bornes, et un boîtier isolant est prévu pour recevoir, à l'intérieur de celui-ci, les composants du dispositif de protection Un premier conducteur relie électriquement les deuxième et troisième bornes Un disjoncteur déconnecte, automatiquement et électriquement, le premier conducteur de la deuxième borne, lors d'une défaillance des composants du dispositif de protection, pour fournir une indication visible d'une condition de panne Un deuxième conducteur de transport du courant maintient une voie conductrice entre les deuxième et 5 troisième bornes après la déconnexion du premier conducteur de transport du courant de façon à maintenir une voie
conductrice entre les lignes de distribution de puissance électrique à haute tension et la terre ou masse du système.
Concernant cet agencement, le signal visible indiquant une défaillance du dispositif de protection peut être fourni soit en déconnectant un conducteur de transport du courant entre les lignes de distribution de puissance et le dispositif de protection, soit en déconnectant un conducteur de transport du courant entre le dispositif de protection et15 la terre ou masse du système En conséquence, si le signal visible indiquant une défaillance du dispositif de protection est fourni en déconnectant un conducteur de transport du courant entre les lignes de distribution de puissance et le dispositif de protection, la première borne20 du dispositif de protection est reliée à la terre ou à la masse, le conducteur de transport du courant fournissant le signal est relié entre les deuxième et troisième bornes, et la troisième borne est reliée aux lignes de distribution de puissance Par ailleurs, si le signal visible indiquant une25 défaillance du dispositif de protection est fourni en déconnectant un conducteur de transport du courant entre le dispositif de protection et la terre ou la masse, la première borne est reliée aux lignes de distribution de puissance, le conducteur transportant le courant fournissant30 le signal est relié entre les deuxième et troisième bornes, et la troisième borne est reliée à la terre ou masse du système. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment
l'invention peut être réalisée.
La figure 1 montre une réalisation d'un dispositif de protection contre les surtensions, selon l'art antérieur,
dans lequel la présente invention peut être utilisée.
La figure 2 montre un dispositif de protection contre les surtensions incluant un mécanisme de mise à la masse nouveau et perfectionné, construit conformément aux principes de la
présente invention.
La figure 3 montre le dispositif de la figure 2 en association avec deux autres dispositifs de protection contre les surtensions dans un système de distribution
électrique à haute tension triphasé.
La figure 4 montre un dispositif de protection contre les surtensions incluant un mécanisme de liaison nouveau et perfectionné, pour relier le dispositif de protection à une ligne de distribution de puissance conformément aux
principes de la présente invention.
La figure 5 montre un dispositif de protection contre les surtensions incluant un autre mécanisme de liaison nouveau et perfectionné pour relier le dispositif de protection à une ligne de distribution de puissance conformément aux
principes de la présente invention.
Un dispositif de protection contre les surtensions 1 de l'art antérieur (figure 1) présente une borne LA sur laquelle sont disposés un dispositif de serrage 2 et un écrou 4 usuels pour relier électriquement le dispositif de protection 1 à une ligne de puissance (non représentée) d'un système de distribution de puissance électrique à haute tension (par exemple d'approximativement 3000 à 35000 volts ou plus) Le dispositif de protection 1 comporte une borne 1 B sur laquelle sont disposés un dispositif de serrage 9 et un écrou 8 pour relier le dispositif de protection 1 à la terre ou à la masse par l'intermédiaire d'un fil de masse (non représenté) Le dispositif de protection 1 comporte également un corps 18 et un disjoncteur explosif usuel 6 disposé au niveau de sa borne 1 B Le corps 18 du dispositif de protection 1, le disjoncteur 6, et une patte de support 21 isolante usuelle du dispositif de protection sont solidement interconnectés ensemble au moyen d'une tige filetée conductrice 10 Le dispositif de protection 1 est montré monté sur une plaque métallique reliée à la masse 22, à une borne 1 C, par un boulon 23, qui s'étend à travers la patte isolante 21, et par un écrou 24, une rondelle de verrouillage à ressort hélicoïdal 25, et une rondelle de verrouillage à denture externe 26 Le dispositif de protection 1 est monté solidement sur la plaque 22 en
serrant l'écrou 24.
Le corps 18 du dispositif de protection 1 inclut des composants 13 enfermés à l'intérieur d'un boîtier isolant 19 en matière polymère ou en porcelaine, qui comporte une pluralité d'éléments de protection contre les intempéries 19 A, en matière polymère ou en porcelaine, de préférence formés en une seule pièce Dans une réalisation préférée, le boîtier 19 et ses éléments de protection contre les
intempéries 19 A sont constitués en une matière élastomère.
Les composants 13 du dispositif de protection incluent une paire d'entretoises métalliques espacées 15, 16 et un élément 17 en oxyde métallique, qui peut être constitué d'un ou plusieurs blocs en oxyde métallique, disposés entre les entretoises métalliques 15, 16, et en contact électrique en série avec celles-ci Les composants 13 du dispositif de protection peuvent également inclure un tube ou enroulement isolant 14 relativement rigide, solidement fixé aux entretoises 15 et 16, pour maintenir les entretoises 15 et 16 et l'élément 17 du dispositif de protection ensemble en
contact électrique en série.
Les entretoises 15 et 16 sont centralement taraudées pour recevoir et engager les filetages de tiges filetées respectives 3 et 10 qui traversent des trous centraux dans des disques métalliques 11 et 12 La patte 21 est fixée au dispositif de protection 1 par l'engagement de la tige 10 avec le disjoncteur 6 L'appareil montré sur la figure 1 est révélé et plus complètement décrit dans le brevet US-A-4
972 291.
Quand le dispositif de protection 1 est mis en service, la plaque métallique 22 peut être électriquement reliée à la masse par des moyens usuels, non représentés, et un fil de masse, non représenté sur la figure 1, relie le dispositif de serrage 9 et le boulon 23 Une extrémité d'une ligne de puissance, non représentée, est reliée au dispositif de serrage 2 et son autre extrémité est reliée à une ligne de puissance du système de distribution de puissance électrique à haute tension Comme cela est bien connu, des surtensions sur la ligne de puissance à laquelle est relié le dispositif de protection 1 seront shuntées à travers le dispositif de protection 1 et un fil de masse (non représenté) à la borne 1 C et, ainsi, à la masse du système En cas de défaillance du dispositif de protection 1, le disjoncteur 6 séparera, de façon explosive, le fil de masse du dispositif de protection 1, en interrompant ainsi la voie conductrice de transport du courant à la masse du système En conséquence, le circuit électrique du dispositif de protection 1 à la masse est ouvert, et le fil de masse déconnecté fournit un signal
visible de la défaillance du dispositif de protection 1.
La figure 2 montre le dispositif de protection contre les surtensions 101 selon l'invention, qui, de façon générale, présente la même configuration et construction que le dispositif de protection 1 (figure 1), à l'exception que la configuration physique externe des éléments de protection contre les intempéries 119 A est modifiée et que, de façon plus importante, le dispositif de protection 101 inclut un mécanisme de mise à la masse nouveau et perfectionné 150 pour relier sa borne 101 B à la masse du système au niveau de la borne 101 C Conformément à une caractéristique importante de la présente invention, le mécanisme de mise à la masse fournit un signal visible de la défaillance du dispositif de protection 101, tout en maintenant, en même temps, une voie conductrice de transport du courant à la masse du système après la défaillance du dispositif de protection 101 De façon spécifique, le mécanisme de mise à la masse 150 inclut un organe de contact conducteur 131 électriquement relié à la borne 101 B entre le disjoncteur explosif 106 usuel et la plaque conductrice 111 qui est en contact électrique avec une tige de liaison conductrice interne, utilisée pour fixer le disjoncteur 106 aux composants internes du dispositif de protection 101 (c'est-à-dire une tige du type de la tige 10 de la figure 1) De façon alternative, la plaque conductrice 131 peut être placée entre le disjoncteur 106 et la patte de support isolée 121 et en contact électrique avec ladite tige de
liaison conductrice.
Le mécanisme 150 inclut également un premier fil de masse souple (c'està-dire un conducteur de transport du courant) 132 et un second fil de masse élastique (c'est-à-dire un conducteur de transport du courant) 135 Une extrémité du premier fil de masse 132 est en contact électrique avec le disjoncteur 106 par l'intermédiaire de la tige 107 et de l'écrou 108 Une seconde extrémité du premier fil de masse 132 est fixée à la plaque de masse 122 par un boulon 133 et un écrou 134 Une extrémité du second fil de masse élastique repose contre un boîtier isolant usuel 105 du disjoncteur 106 et l'autre extrémité du fil 135 est fixée à la plaque de masse 122 au niveau de la borne 1 01 C Une rondelle 136 peut être placée entre les secondes extrémités
du premier fil de masse 132 et du second fil de masse 135.
En conséquence, toute surtension évacuée à travers le dispositif de protection 101 sera reliée à la masse du système par l'intermédiaire du premier fil de masse 132 et de la plaque de masse 122 En cas de défaillance du dispositif de protection 101, le disjoncteur 106 fonctionnera pour déconnecter, de façon explosive, le premier fil de masse 132 de la seconde borne 101 B du dispositif de protection 101, et le fil 132 tombera dans la position 137 montrée en traits mixtes sur la figure 2 Le second fil de masse élastique 135 viendra en engagement avec l'organe de contact 131, en maintenant ainsi une voie conductrice de transport du courant entre la ligne de puissance et la masse du système par l'intermédiaire du dispositif de protection 101, du fil de masse 135 et de la plaque de masse 122 Dans cette position 137 montrée sur la figure 2, le fil 132 fournit un signal visible de la défaillance du dispositif de protection 101 qui doit être remplacé En même temps, le second fil de masse 135 maintient la liaison du dispositif de protection 1
défaillant à la plaque de masse 122.
Il n'est pas nécessaire que le second fil de masse 135 vienne vraiment en contact physique avec l'organe de contact 131 Un entrefer peut demeurer entre l'extrémité de l'organe
de contact 131 et l'extrémité du second fil de masse 135.
L'entrefer peut être dimensionné pour être conducteur à une tension normale de la ligne vers la masse, en ajoutant ainsi une tension qui peut être détectée, de façon visible ou audible, par un instrument approprié, pour fournir un signal détectable en plus de la séparation déjà visible du fil de masse Une autre possibilité serait de dimensionner l'entrefer pour résister à des tensions normales, mais non en présence d'une surtension d'au moins un niveau minimal prédéterminé Un avantage d'un tel entrefer est que le service électrique au client peut encore être maintenu, tout en fournissant aux transformateurs et à d'autres équipements de distribution une certaine protection contre des surtensions. L'organe de contact conducteur 131 peut présenter une borne 141 pour sa liaison à d'autres dispositifs de protection, comme dans l'agencement à phases multiples, en particulier triphasé, montré sur la figure 3 Sur la figure 3, sont montrés trois dispositifs de protection 101, 201 et 301 Les dispositifs de protection 201 et 301 sont du même type que le dispositif de protection 1 montré sur la figure 1, à l'exception que les dispositifs de protection 201 et 301 ne présentent pas de disjoncteurs Au lieu de cela, ils partagent le disjoncteur 106 du dispositif de protection 101 En conséquence, une extrémité du dispositif de protection 201 est reliée à la borne 141 par un fil de masse 254 Le fil de masse 254 est relié à une extrémité d'une plaque conductrice 255 au niveau de la borne 201 B du dispositif de protection 201 et y est maintenu par un écrou 256 Le fil 254 est également relié, à son autre extrémité, par un dispositif de serrage 157 et un écrou 158 à la borne 141 de l'organe de contact 131 du dispositif de protection 101 De façon semblable, une borne 301 B du dispositif de protection 301 est électriquement reliée au disjoncteur 106 par un fil de masse 361 Le fil de masse 361 est relié, à une extrémité, à une plaque conductrice 355 du dispositif de protection 301 par un écrou 362, et est relié, à son autre extrémité, à la borne 141 de l'organe de contact 131 par
exemple par le dispositif de serrage 157 et l'écrou 158.
Le dispositif de protection 101 dans l'agencement triphasé de la figure 3 utilise le mécanisme de mise à la masse 150 discuté ci-dessus en regard de la figure 2 En conséquence, le disjoncteur 106 fournit la liaison à la masse pour les trois dispositifs de protection 101, 201 et 301 Une défaillance de l'un ou plus des dispositifs de protection 101, 201 et 301 sera détectée par le disjoncteur 106, avec pour conséquence que le premier fil de masse 132 (figure 2) sera explosivement séparé ou déconnecté de la borne 1 01 B du dispositif de protection 101, en ouvrant ainsi ou en coupant la voie conductrice de transport du courant à la masse par5 le fil 132 Le fil coupé 132 fournit un signal visible qu'un ou plusieurs des dispositifs de protection 101, 201 et 301 ont subi une défaillance Cependant, le mécanisme de mise à la masse 150 (dans la réalisation spécifique montrée sur la figure 2) maintiendra une voie conductrice de transport du10 courant entre les lignes de puissance auxquelles les dispositifs de protection 101, 201 et 301 sont fixés et la
plaque de masse 122 grâce au second fil de masse 135 (figure 2).
Le disjoncteur 106 et le mécanisme de mise à la masse 150 pour les trois dispositifs de protection 101, 201 et 301 ne doivent pas être forcément fixés à l'un des dispositifs de protection 101, 201 et 301 (figure 3), mais peuvent être maintenus par une structure de montage séparée des trois dispositifs de protection 101, 201 et 301 Dans cet20 agencement, un fil de masse, tel que le fil de masse 254 ou 361 (figure 3), est utilisé pour relier électriquement la borne 1 01 B du dispositif de protection 101 au mécanisme de
mise à la masse séparément monté 150.
Comme montré sur la figure 4, on peut également signaler la défaillance du dispositif de protection en déconnectant un conducteur de transport du courant entre les lignes de distribution de puissance et le dispositif de protection En conséquence, le dispositif, de protection 400 présente une borne 401 A sur laquelle sont disposés un dispositif de30 serrage 402 et un écrou 404 usuels pour relier électriquement le dispositif de protection 400 à la masse du système Le dispositif de protection 400 comporte également une borne 401 B sur laquelle est disposé un dispositif de serrage sous forme d'un écrou 405 pour relier le dispositif -11. de protection 400 à une extrémité d'un mécanisme de liaison à la ligne de puissance nouveau et perfectionné 406 Le mécanisme 406 relie la borne 401 B du dispositif de protection 400 à la borne 401 C qui peut présenter un connecteur mâle 407 pour sa liaison à une ligne de distribution de puissance Conformément à une caractéristique importante de la présente invention, le mécanisme de liaison à la ligne de puissance 406 fournit un signal visible de la défaillance du dispositif de protection 400 tout en maintenant, en même temps, une voie conductrice de transport du courant entre le dispositif de protection 400 et la ligne de distribution de puissance après la
défaillance du dispositif de protection 400.
Le mécanisme 406 inclut un premier conducteur 408 de transport du courant, analogue à un ressort, et un second conducteur de transport du courant élastique 411 Bien que cela ne soit pas représenté, le conducteur de transport du courant 411 peut être protégé en l'enfermant à l'intérieur d'un tube Une extrémité du conducteur de transport du courant 408 est en contact électrique avec un disjoncteur 409 au moyen d'une tige 412 et d'un écrou 405 Une seconde extrémité du premier conducteur de transport du courant 408 est fixée au connecteur 407 par l'écrou 413 Une extrémité du second conducteur élastique de transport du courant 411 est écartée de l'extrémité 414 de la plaque conductrice 410 par le premier conducteur de transport du courant analogue à un ressort 408 L'autre extrémité du second conducteur de transport du courant 411 est fixée au connecteur 407 de la ligne de puissance par l'écrou 413 La plaque conductrice 410 est en contact électrique avec une tige de liaison conductrice interne, utilisée pour fixer le disjoncteur 409 aux composants internes du dispositif de protection 400 (c'est-à-dire une tige du type de la tige 10 sur la figure 1) Le dispositif de protection 400 peut inclure le boîtier isolant et les blocs comme montré sur les figures 1 à 3, et il peut être supporté, de façon appropriée, par une patte isolante 415 Le second conducteur de transport du courant 411 peut être constitué de deux stratifications, une en cuivre et une en acier Le cuivre fournit une bonne conduction du courant entre la borne 401 B et la borne 401 C,
tandis que la stratification en acier fournit l'élasticité.
En conséquence, toute surtension évacuée à travers le dispositif de protection 400 sera reliée à la masse du système par la borne 401 C, le premier conducteur de transport du courant 408, le disjoncteur 409, le dispositif de protection 400, la borne 401 A, puis la liaison à la masse reliée entre la masse, à une extrémité, et la borne 401 A, à l'autre extrémité En cas de défaillance du dispositif de protection 400, le disjoncteur chargé 409 fonctionnera pour déconnecter, de façon explosive, le premier conducteur de transport du courant 408 de la borne 401 B du dispositif de protection 400 En conséquence, le premier conducteur de transport du courant 408 prendra la position 416 en traits mixtes Quand le premier conducteur de transport du courant 408 se sépare du dispositif de protection 400, la force qu'il a exercée sur le second conducteur de transport du courant 411 pour maintenir le second conducteur de transport du courant 411 dans une position dans laquelle il n'est pas en contact avec le prolongement 414 du conducteur 410 est supprimée, permettant le contact entre le prolongement 414 et le second conducteur de transport du courant 411 En conséquence, une voie conductrice de transport du courant est maintenue du connecteur 407 à la borne 401 B par l'intermédiaire du second conducteur de transport de courant 411, puis à la masse par l'intermédiaire du dispositif de protection 400 et de la borne 401 A. Comme montré sur la figure 5, la signalisation d'une défaillance d'un dispositif de protection peut à nouveau être effectuée en déconnectant un conducteur de transport du courant entre une ligne de distribution de puissance et le dispositif de protection En conséquence, le dispositif de protection 500 présente une borne 501 A sur laquelle est disposée une plaque de mise à la masse 502 pour électriquement relier les blocs 504 du dispositif de protection 500 à la masse du système et pour fournir des moyens pour supporter, de façon appropriée, le dispositif de protection 500 à proximité des lignes de distribution de puissance Le dispositif de protection 500 inclut également une borne 501 B qui est reliée entre les blocs 504 du dispositif de protection 500 et une autre borne sous forme d'un connecteur 503 Le connecteur 503 fournit des moyens de liaison du dispositif de protection 500 à une ligne d'un système de distribution de puissance La borne 501 B inclut un mécanisme de liaison à la ligne de puissance 506 ayant un isolateur 507 qui est fixé à la fois au boîtier 505 du dispositif de protection par une tige filetée 519 et au connecteur 503 par une tige filetée 508 Les tiges 519 et 508 serrent étroitement le mécanisme de déconnexion de la ligne de puissance 506, le connecteur 503, et le boîtier 505 du dispositif de protection ensemble Conformément à une caractéristique importante de la présente invention, le mécanisme de liaison à la ligne de puissance 506 fournit un signal visible de la défaillance du dispositif de protection 500 tout en maintenant, en même temps, une voie conductrice de transport du courant entre le dispositif de protection 500 et la ligne de distribution de puissance après la
défaillance du dispositif de protection 500.
Le mécanisme 506 inclut un premier conducteur 509 de transport du courant, analogue à un ressort, et un second conducteur de transport du courant élastique 510 Le conducteur de transport du courant 510 peut être enfermé à l'intérieur d'un tube de protection 511 Une extrémité du conducteur de transport du courant 509 est en contact électrique avec le disjoncteur 512 par l'intermédiaire d'une tige 513 et d'un écrou 514 Une seconde extrémité du premier conducteur de transport du courant 509 est fixée entre l'isolateur 507 et le boîtier 505 au moyen d'une tige conductrice 519 de sorte que le conducteur 509 est électriquement relié aux blocs 504 du dispositif de
protection par l'intermédiaire d'un capuchon conducteur 517.
Une extrémité du second conducteur élastique de transport du courant 510 est écartée de l'extrémité 515 de la plaque conductrice 516 par le premier conducteur de transport du courant analogue à un ressort 509 La plaque conductrice 516 est serrée entre le connecteur 503 et l'isolateur 507 par la tige 508 Ainsi, la plaque conductrice 516 est électriquement reliée au connecteur 503 L'autre extrémité du second conducteur de transport du courant 510 est fixée entre l'isolateur 507 et le boîtier 505 du dispositif de protection par la tige 519, de sorte que le conducteur 510 est électriquement relié au conducteur 509 et aux blocs 504
du dispositif de protection par le capuchon conducteur 517.
Le dispositif de protection 500 peut inclure le boîtier isolant 505 et les blocs 504 tels que montrés sur les figures 1 à 3 Le second conducteur de transport du courant 510 peut être constitué de deux stratifications, une en cuivre et une en acier Le cuivre fournit une bonne conduction du courant entre la borne 501 B et le connecteur 503, tandis que la stratification en acier fournit l'élasticité. En conséquence, toute surtension évacuée à travers le dispositif de protection 500 sera reliée à la masse du système par l'intermédiaire du connecteur 503, du disjoncteur 512, du premier conducteur de transport du courant 509, des blocs 504 du dispositif de protection, puis à la masse par l'intermédiaire de la plaque de masse 502 à la borne 501 A En cas de défaillance du dispositif de protection 500, le disjoncteur chargé 512 fonctionnera pour - déconnecter, de façon explosive, le premier conducteur de transport du courant 509 du connecteur 503 En conséquence, le premier conducteur de transport du courant 509 prendra la position 518 en traits mixtes Quand le premier conducteur 5 de transport du courant 509 se sépare du connecteur 503, la force qu'il a exercée sur le second conducteur de transport du courant 510 pour maintenir le second conducteur de transport du courant 510 en une position dans laquelle il n'est pas en contact avec le prolongement 515 du conducteur10 516, est supprimée, permettant le contact entre le prolongement 515 et le second conducteur de transport du courant 510 En conséquence, une voie conductrice de transport du courant est maintenue du connecteur 503, par l'intermédiaire du second conducteur de transport du courant15 510 et des blocs 504 du dispositif de protection, à la masse Quel'on utilise le mécanisme de la mise à la masse ou les mécanismes de liaison à la ligne de puissance 406 ou 506, on obtient une indication visible ou un signal de la défaillance du dispositif de protection par un premier20 conducteur de transport du courant, tandis qu'un second conducteur de transport du courant maintient une voie de courant entre la ligne de puissance et la masse En conséquence, une condition défectueuse ligne-masse est conservée dans le système de distribution de puissance avec25 pour conséquence un arrêt du système Des systèmes utilitaires utilisant cette pratique interrompront en conséquence la puissance électrique dans le système de distribution de puissance présentant une condition défectueuse jusqu'à ce que le dispositif de protection30 défaillant soit localisé et remplacé Après remplacement du dispositif de protection défaillant, le service de puissance
électrique aux clients peut être restauré.
Egalement, on peut utiliser des dispositifs de protection ZQP et des disjoncteurs P 125 usuels, commercialement35 disponibles, fabriqués et vendus par Joslyn Manufacturing Co de Chicago, Illinois, U S A, pour assembler les dispositifs de protection conformément aux principes de la
présente invention.
D'autres variations et modifications de la présente invention sont possibles à la lumière des enseignements ci-dessus Par exemple, les composants internes des dispositifs de protection peuvent inclure un ou plusieurs éclateurs usuels, électriquement reliés en série soit à un élément du dispositif de protection en oxyde métallique (par exemple l'élément 17 sur la figure 1) formé par un ou plusieurs blocs en oxyde métallique, soit à des blocs usuels
en carbure de silicium.
Claims (23)
1 Dispositif de protection contre les surtensions pour protéger un système de distribution de puissance électrique à haute tension d'endommagements dus à des surtensions, caractérisé en qu'il comprend une première borne (l Ol A); une deuxième borne ( 101 B); une troisième borne ( 10 i C); des composants ( 101) du dispositif de protection disposés entre lesdites première (l Ol A) et deuxième ( 10 i B) bornes; un boîtier isolant ( 119) pour y disposer lesdits composants ( 101) du dispositif de protection; des moyens de liaison des bornes pour électriquement relier lesdites deuxième et troisième bornes, lesdits moyens de liaison des bornes incluant un fil électrique séparable ( 132) ayant des première et seconde extrémités, ladite première extrémité étant électriquement reliée à ladite deuxième borne ( 101 B) et ladite seconde extrémité étant électriquement reliée à ladite troisième borne ( 101 C); des moyens de déconnexion ( 106) pour automatiquement et électriquement déconnecter ledit fil séparable ( 132) d'une desdites deuxième et troisième bornes lors d'une défaillance desdits composants du dispositif de protection pour ainsi fournir une indication visible d'une condition de défaillance du dispositif de protection; des moyens ( 135) pour maintenir une voie conductrice de transport du courant entre lesdites deuxième ( 10 i B) et troisième ( 101 C) bornes, après la mise en oeuvre desdits moyens de déconnexion ( 106) et la déconnexion électrique
dudit fil séparable ( 132).
2 Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien comprennent
un conducteur de transport du courant ( 135).
3 Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit conducteur de transport du
courant comprend un fil conducteur élastique ( 135).
4 Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de déconnexion comprennent un disjoncteur explosif à fil électrique
séparable ( 106), fixé à ladite deuxième borne ( 10 i B).
Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison aux bornes comprennent un organe de contact conducteur ( 131) disposé au niveau de ladite deuxième borne et formant partie de ladite voie conductrice de transport du courant existant après ladite déconnexion dudit fil séparable ( 132) de ladite
deuxième borne.
6 Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison aux bornes comprennent de plus des moyens conducteurs ( 141) disposés au niveau de ladite seconde borne ( 1 01 B) pour engager, de façon conductrice, au moins un fil conducteur d'au moins un dispositif de protection contre les surtensions disposé de
façon séparée.
7 Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de déconnexion comprennent un disjoncteur explosif à fil électrique séparable, fixé à ladite troisième borne. 8 Dispositif de protection contre les surtensions pour protéger un système de distribution de puissance électrique à haute tension d'endommagements dus à des surtensions, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens formant borne ( 101 A, 101 B,101 C) ayant au moins des première et deuxième bornes; des composants ( 101) du dispositif de protection disposés entre lesdites première et deuxième bornes; un boîtier isolant ( 119) pour recevoir, à l'intérieur de celui-ci, lesdits composants ( 101) du dispositif de protection; un premier conducteur de transport du courant ( 132) ayant des première et seconde extrémités, ladite première extrémité étant électriquement reliée auxdits moyens formant borne pour fournir une voie de transport du courant par rapport auxdits moyens formant borne, et ladite seconde extrémité étant électriquement fixée en position; des moyens de déconnexion ( 106) pour automatiquement et électriquement déconnecter ledit premier conducteur de transport du courant ( 132) lors d'une défaillance desdits composants du dispositif de protection pour ainsi fournir une indication visible d'une condition de défaillance du dispositif de protection; des moyens, incluant un second conducteur de transport du courant ( 135), pour maintenir ladite voie de transport du courant par rapport auxdits moyens formant borne après la mise en oeuvre desdits moyens de déconnexion et la déconnexion électrique dudit premier conducteur de transport
du courant.
9 Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits moyens de déconnexion comprennent un disjoncteur explosif ( 106) pour déconnecter ledit premier conducteur de transport du courant ( 132) lors d'une défaillance desdits composants du dispositif de protection. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un organe de contact conducteur ( 131) pour faire contact avec ledit second conducteur de transport de courant ( 135) après que ledit disjoncteur explosif a déconnecté ledit premier conducteur de transport du courant lors d'une défaillance
desdits composants dudit dispositif de protection.
11 Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit second conducteur de transport
du courant comprend un fil conducteur élastique ( 135).
12 Système pour protéger un système de distribution de puissance électrique à haute tension d'endommagements dus à des surtensions, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de protection contre les surtensions incluant: une première borne ( 401 A) pour conduire les surtensions a la masse, une deuxième borne ( 401 B), des composants du dispositif de protection disposés entre lesdites première et deuxième bornes, lesdits composants dudit dispositif de protection incluant un élément formé d'un ou plusieurs blocs, et n 1 un logement isolant pour lesdits composants du dispositif de protection, lesdits blocs étant disposés intérieurement dans ledit logement isolant; et des moyens de liaison à une ligne de puissance pour électriquement relier ladite deuxième borne à ladite ligne de puissance, lesdits moyens de liaison incluant: des premiers moyens conducteurs ( 408) électriquement reliés à ladite deuxième borne ( 401 B) pour former une première voie conductrice de transport du courant entre ladite deuxième borne et ladite ligne de puissance et pour fournir un signal en réponse à la défaillance dudit dispositif de protection, ladite première voie conductrice de transport du courant pouvant être coupée lors de la défaillance desdits composants du dispositif de protection, des moyens de déconnexion ( 409) pour automatiquement couper ladite première voie conductrice de transport du courant desdits premiers moyens conducteurs lors d'une défaillance desdits composants du dispositif de protection, et des moyens ( 411) pour maintenir une seconde voie conductrice de transport du courant entre ladite deuxième borne et ladite ligne de puissance lorsque ladite première
voie conductrice de transport du courant est coupée.
13 Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens conducteurs comprennent un premier fil électrique ( 408) relié entre ladite deuxième borne ( 401 B) et une troisième borne ( 401 C) adaptée pour être électriquement reliée à ladite ligne de
puissance.
14 Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens de déconnexion comprennent un disjoncteur explosif ( 409), ledit premier fil électrique étant relié, de façon opérationnelle, audit disjoncteur de sorte que, lors de la mise en oeuvre dudit
disjoncteur explosif, ladite première voie conductrice de transport du courant à travers ledit premier fil électrique est coupée.
15 Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits moyens pour maintenir la seconde voie conductrice de transport de courant comprennent un second fil électrique ( 411) ayant une extrémité électriquement reliée à l'une desdites deuxième et troisième
bornes et l'autre extrémité physiquement disposée à l'autre desdites deuxième et troisième bornes.
16 Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit disjoncteur explosif ( 409) est
physiquement disposé au niveau de ladite deuxième borne15 ( 401 B).
17 Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit disjoncteur explosif est
physiquement disposé au niveau de ladite troisième borne.
18 Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que le ou lesdits blocs du dispositif de protection comprennent un ou plusieurs blocs en oxyde métallique. 19 Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits composants du dispositif de
protection incluent un ou plusieurs éclateurs.
Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que le ou lesdits blocs du dispositif de
protection comprennent un ou plusieurs blocs en carbure de silicium, et en ce que lesdits composants du dispositif de30 protection incluent un ou plusieurs éclateurs.
21 Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens pour maintenir ladite second voie conductrice de transport du courant incluent un entrefer adapté pour être électriquement disposé en série entre ladite deuxième borne et ladite ligne de puissance. 22 Procédé pour fournir une protection contre les surtensions pour un système de distribution de puissance électrique à haute tension, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes conduire des surtensions sur une ligne de puissance à la masse par l'intermédiaire d'un dispositif de protection contre les surtensions adapté pour être électriquement relié entre ladite ligne de puissance dudit système de distribution de puissance à haute tension et la masse du système; électriquement déconnecter une première voie conductrice de transport du courant entre ladite ligne de puissance et ladite masse du système par l'intermédiaire dudit dispositif de protection contre les surtensions lors d'une défaillance dudit dispositif de protection de façon à fournir une indication visible de la défaillance du dispositif de protection et, établir une second voie conductrice de transport du courant entre ladite ligne de puissance et ladite masse du système par l'intermédiaire dudit dispositif de protection contre les surtensions lors de la déconnexion de ladite première voie conductrice de transport du courant pour ainsi maintenir une voie conductrice de transport du courant entre ladite ligne de puissance et ladite masse du système lors d'une défaillance dudit dispositif de protection contre les surtensions. 23 Système pour protéger un système de distribution de puissance à haute tension d'endommagements dus à des surtensions, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de protection contre les surtensions incluant: (a) une première borne (l Ol A) pour la liaison à une ligne de puissance à haute tension d'un système de distribution de puissance à haute tension, (b) une deuxième borne ( 10 i B), (c) des composants ( 101) du dispositif de protection disposés entre lesdits première et deuxième bornes, lesdits composants incluant un élément formé par un ou plusieurs blocs, et (d) un boîtier isolant pour lesdits composants du dispositif de protection, lesdits blocs étant disposés à l'intérieur dudit boîtier; et des moyens de mise à la masse pour électriquement relier ladite deuxième borne à la masse du système de distribution de puissance, lesdits moyens de mise à la masse incluant: (e) des premiers moyens conducteurs ( 132) électriquement reliés à ladite deuxième borne ( 101 B) pour former une première voie conductrice de transport du courant entre ladite deuxième borne et ladite masse du système, pour conduire lesdites surtensions à la masse du système, et pour fournir un signal en réponse à la défaillance dudit dispositif de protection, lesdits premiers moyens conducteurs pouvant être coupés lors d'une défaillance desdits composants du dispositif de protection, (f) des moyens de déconnexion ( 106) pour automatiquement déconnecter lesdits premiers moyens conducteurs ( 132) pour couper ladite première voie conductrice de transport du courant lors d'une défaillance desdits composants dudit dispositif de protection, et (g) des moyens ( 135) pour maintenir une seconde voie conductrice de transport du courant entre ladite deuxième borne et ladite masse du système lorsque ladite première voie conductrice de transport du courant est
coupée.
24 Système selon la revendication 23, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens conducteurs comprennent un premier fil de masse ( 132), dont une extrémité est reliée à une troisième borne ( 101 C) adaptée pour être électriquement reliée à ladite masse du système. Système selon la revendication 24, caractérisé en ce que lesdits moyens de déconnexion comprennent un disjoncteur explosif à fil de masse ( 106), une extrémité dudit premier fil de masse ( 132) étant reliée, de façon opérationnelle, audit disjoncteur de sorte que, lors de la mise en oeuvre dudit disjoncteur, ladite première
voie conductrice de transport du courant par ledit premier fil de masse est coupée.
26 Système selon la revendication 25, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien de la seconde voie conductrice de transport du courant comprennent un second fil de masse ( 135) ayant une première extrémité électriquement reliée à l'une desdites deuxième et troisième bornes, et une seconde extrémité physiquement disposée à
l'autre desdites deuxième et troisième bornes.
27 Système selon la revendication 25, caractérisé en ce que ledit disjoncteur ( 106) est
physiquement disposé au niveau de ladite deuxième borne ( 1 Ol B).
28 Système selon la revendication 25, caractérisé en ce que ledit disjoncteur est physiquement
disposé au niveau de ladite troisième borne.
29 Système selon la revendication 23, caractérisé en ce que le ou lesdits blocs du dispositif de
protection comprennent un ou plusieurs blocs en oxyde métallique.
q 6 Système selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un deuxième dispositif de protection contre les surtensions ( 201) et un troisième dispositif de protection contre les surtensions ( 301), ledit premier dispositif de protection contre les surtensions, ledit deuxième dispositif de protection et ledit troisième dispositif de protection étant reliés, de façon opérationnelle, auxdits moyens de déconnexion ( 106) pour permettre la mise en oeuvre desdits moyens de déconnexion lors d'une défaillance d'un ou plusieurs desdits
dispositifs de protection.
31 Système selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens conducteurs pour maintenir une extrémité de chacun desdits deuxième et troisième dispositifs de protection électriquement reliée à ladite deuxième borne à la fois avant et après que ladite première voie conductrice de
transport du courant a été coupée.
32 Système selon la revendication 23, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien de ladite seconde voie conductrice de transport du courant incluent un entrefer adapté pour être électriquement disposé en série
entre ladite deuxième borne et ladite masse du système.
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