FR2716307A1

FR2716307A1 - Circuit for protection against high amplitude electromagnetic impulses

Info

Publication number: FR2716307A1
Application number: FR9401804A
Authority: FR
Inventors: Broyde Frederic; Clavelier Evelyne
Original assignee: Excem SAS
Current assignee: Excem SAS
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 1995-08-18
Anticipated expiration: 2014-02-15
Also published as: FR2716307B1

Abstract

The protective circuit includes the high-speed break over device (2) connected between the line to be protected and ground. An electronic circuit (9) detects the presence of an impulse, and issues trip signals if an impulse is detected. The trip signals operate a semiconductor switch (8). The semiconductor switch is connected across a capacitor (6) connected between the line to be protected and ground. The operation of the switch sets up a resonant oscillation between the capacitor, the inductor (7) in series in the protected line and the break over device. The oscillation extinguishes the arc in the break over device, allowing it to return to its passive state.

Description

Dispositif pour la protection contre les perturbations électromagnétiques conduites impulsionnelles de grande amplitude, avec extinction d'un éclateur par un dispositif de dérivation à semiconducteur. Device for protection against electromagnetic disturbances of impulse lines of large amplitude, with extinction of a spark gap by a semiconductor bypass device.

L'invention concerne un dispositif de protection d'un ou plusieurs conducteurs électriques, qui peuvent être ceux d'une ligne d'énergie électrique ou d'une ligne de télécommunication, ou d'une ligne d'antenne ou d'une ligne destinée à véhiculer un signal quelconque, contre les perturbations électromagnétiques conduites impulsionnelles de grande amplitude, dues notamment aux impulsions électromagnétiques qui peuvent être d'origine nucléaire ou orageuse, ou causée par des dispositifs variés, dispositif de protection comprenant au moins un éclateur de dérivation des courants provoqués par l'impulsion, et au moins un organe de commutation à semiconducteur capable, après la partie rapide de l'impulsion, de dériver le courant dans l'éclateur de façon à le désamorcer. The invention relates to a device for protecting one or more electrical conductors, which may be those of an electrical power line or a telecommunications line, or an antenna line or a line intended to convey any signal, against electromagnetic disturbances conducted impulse of large amplitude, due in particular to electromagnetic pulses which may be of nuclear or stormy origin, or caused by various devices, protection device comprising at least one spark gap bypass current caused by the pulse, and at least one semiconductor switching device capable, after the rapid portion of the pulse, of diverting current through the spark gap so as to defuse it.

Des dispositifs de protection du genre mentionné servent à éviter la destruction ou le dysfonctionnement des installations électriques, et notamment des systèmes électroniques de ces installations. Ce type de dispositif est bien connu des spécialistes en compatibilité électromagnétique, et est souvent appelé "protection filaire". Une protection filaire installée sur un ou plusieurs conducteurs est destinée à permettre la séparation de chacun de ces conducteurs en deux portions séparées par la protection filaire : une "portion exposée" et une "portion protégée". La portion exposée d'un conducteur peut être le siège des courants et tensions produits par l'agression (i.e. : la perturbation électromagnétique conduite impulsionnelle de grande amplitude), tandis que la portion protégée est moins affectée par l'agression. La protection filaire doit par contre laisser se propager d'une portion à l'autre les signaux normalement présents sur les conducteurs. Le terme "conducteur" désignera ci-après toujours un conducteur électrique sur lequel un dispositif de protection est inséré, ou pourrait être inséré. Protection devices of the kind mentioned serve to prevent the destruction or malfunction of electrical installations, and in particular the electronic systems of these installations. This type of device is well known to specialists in electromagnetic compatibility, and is often called "wired protection". A wired protection installed on one or more conductors is intended to allow the separation of each of these conductors into two portions separated by the wired protection: an "exposed portion" and a "protected portion". The exposed portion of a conductor can be the seat of the currents and voltages produced by the aggression (i.e.: electromagnetic disturbance impulse driving of large amplitude), while the protected portion is less affected by the aggression. Wired protection must however allow the signals normally present on the conductors to propagate from one portion to another. The term "conductor" will hereinafter always denote an electrical conductor on which a protective device is inserted, or could be inserted.

D'une manière générale, que les perturbations électromagnétiques conduites impulsionnelles de grande amplitude, généralement liées à des impulsions électromagnétiques elles-mêmes de grande amplitude, dont on cherche à se protéger, soient produites par une explosion nucléaire en haute altitude, par une explosion nucléaire en basse altitude, par un phénomène orageux indirect ou direct (on parle de foudre directe lorsque la ligne étudiée est touchée par un arc en retour), par des manoeuvres sur des lignes haute tension, ou par d'autres dispositifs ou phénomènes, ces perturbations électromagnétiques conduites impulsionnelles de grande amplitude sont capables de produire sur un conducteur exposé, en circuit ouvert, des tensions très importantes (par exemple 1 kV à 100 kV), et sur un conducteur exposé en circuit fermé des courants importants (par exemple 1 kA à 10 kA). Par exemple, les fronts de montée en circuit ouvert peuvent être de l'ordre de 1 V/ns à 1000 V/ns, et la durée des impulsions de 100 ns à plusieurs centaines de millisecondes. In general, that the electromagnetic disturbances conducted by impulse of great amplitude, generally linked to electromagnetic pulses themselves of great amplitude, from which one seeks to protect oneself, are produced by a nuclear explosion at high altitude, by a nuclear explosion at low altitude, by an indirect or direct thunderstorm phenomenon (we speak of direct lightning when the line under study is touched by a return arc), by maneuvers on high voltage lines, or by other devices or phenomena, these disturbances electromagnetic impulse lines of large amplitude are capable of producing on an exposed conductor, in open circuit, very high voltages (for example 1 kV to 100 kV), and on a conductor exposed in closed circuit of large currents (for example 1 kA to 10 kA). For example, the rising edges in open circuit can be of the order of 1 V / ns to 1000 V / ns, and the duration of the pulses from 100 ns to several hundred milliseconds.

Nous avons appelé ci-dessus et nous appellerons dans la suite "agression" la perturbation électromagnétique conduite impulsionnelle de grande amplitude apparaissant sur la portion exposée d'un ou de plusieurs conducteurs pouvant être affectés par cette perturbation, lorsque celle-ci survient. Les caractéristiques de l'agression, qui dépendent notamment de l'impulsion électromagnétique qui lui donne généralement naissance, et de caractéristiques géométriques et électriques des conducteurs et de leur environnement, sont bien connues des spécialistes. Pour être efficace face à celles des agressions qui sont les plus rapides, il est souvent indispensable d'associer les protections filaires prévues pour l'installation, à une cage de Faraday. We have called above and we will call in the following "aggression" the electromagnetic disturbance impulse driving of large amplitude appearing on the exposed portion of one or more conductors which may be affected by this disturbance, when it occurs. The characteristics of the aggression, which depend in particular on the electromagnetic pulse which generally gives rise to it, and on the geometrical and electrical characteristics of the conductors and their environment, are well known to specialists. To be effective in the face of the most rapid attacks, it is often essential to combine the wired protections provided for installation with a Faraday cage.

Selon un mode connu d'installation d'une protection filaire, la protection est installée sur le ou les conducteurs à leur point d'entrée dans une cage de Faraday, et la masse de la protection est électriquement reliée à la masse que constitue cette cage de Faraday par une liaison électrique à basse impédance. Les conducteurs peuvent être soumis à l'agression sur leur portion exposée, à l'extérieur de la cage de Faraday, et le rôle de la protection filaire est d'empêcher l'agression qui en résulte de se propager sur la portion protégée des conducteurs, qui peut pénétrer dans la cage. Ce résultat est obtenu en écoulant les courants liés à l'agression sur la paroi de la cage, qui est généralement reliée directement à une prise de terre. According to a known mode of installation of a wired protection, the protection is installed on the conductor (s) at their point of entry into a Faraday cage, and the mass of the protection is electrically connected to the mass that this cage constitutes Faraday by a low impedance electrical connection. Conductors can be subjected to aggression on their exposed portion, outside the Faraday cage, and the role of wired protection is to prevent the resulting aggression from spreading to the protected portion of conductors , which can enter the cage. This result is obtained by flowing the currents linked to the aggression on the wall of the cage, which is generally connected directly to an earth connection.

Selon un autre mode connu d'installation d'un dispositif de protection de ligne, réservé aux cas où l'on cherche seulement à se protéger des agressions les plus lentes, la cage de Faraday n'est pas indispensable et la masse de la protection filaire est seulement reliée à un conducteur de masse de l'installation à protéger. According to another known mode of installation of a line protection device, reserved for cases where one seeks only to protect oneself from the slowest attacks, the Faraday cage is not essential and the mass of the protection wired is only connected to a ground conductor of the installation to be protected.

Selon un mode connu (premier mode connu) de réalisation d'un dispositif de protection filaire, la protection d'un conducteur est simplement constituée par un éclateur rapide connecté entre ce conducteur à protéger et la masse. Le rôle de l'éclateur est de pouvoir dériver une partie importante du courant lié à l'agression. Eventuellement, l'action de l'éclateur est complétée par l'action d'un filtre sur la portion protégée du conducteur. According to a known mode (first known mode) of a wire protection device, the protection of a conductor is simply constituted by a quick spark gap connected between this conductor to be protected and the ground. The role of the spark gap is to be able to derive a significant part of the current linked to the aggression. Optionally, the action of the spark gap is supplemented by the action of a filter on the protected portion of the conductor.

Une protection filaire selon le premier type connu n'est applicable qu'à des conducteurs normalement destinés à des petits signaux. Sur les conducteurs soumis par leur fonction à des tensions plus importantes, et capables de fournir un certain courant, comme ceux des lignes d'énergie, des lignes de télécommunication, et des lignes d'antenne reliées à des émetteurs puissants, ce type de protection filaire n'est généralement pas envisageable car l'éclateur risque de ne plus se désamorcer après l'agression. Wired protection according to the first known type is only applicable to conductors normally intended for small signals. On conductors subjected by their function to higher voltages, and capable of supplying a certain current, such as those of power lines, telecommunication lines, and antenna lines connected to powerful transmitters, this type of protection wire is generally not possible because the spark gap may no longer be defused after the attack.

On appelle généralement "courant de suite " le courant que peut fournir un conducteur à la protection filaire, en l'absence de l'agression. Comme les éclateurs sont les composants de choix pour la réalisation de protections filaires en raison de leur faculté de dériver des courants importants, et que les éclateurs ne se désamorcent plus en présence d'un courant de suite trop important (par exemple supérieur à 600 mA), on comprend que les protections filaires se conçoivent différemment selon que les conducteurs sur lesquels on les insère sont capables d'un courant de suite important (comme ceux d'une ligne d'énergie ou d'une sortie d'émetteur) ou non. The current which a conductor can supply to the wired protection, in the absence of aggression, is generally called "current immediately". As the spark gaps are the components of choice for the realization of wired protections because of their ability to derive large currents, and that the spark gaps no longer defuse in the presence of too high a follow-up current (for example greater than 600 mA ), we understand that the wired protections are designed differently depending on whether the conductors on which they are inserted are capable of a large following current (such as those of a power line or an emitter output) or not .

Selon un autre mode connu (second mode connu) de réalisation d'un dispositif de protection, plus particulièrement approprié à la protection d'un conducteur d'une ligne énergie en courant alternatif, et représenté sur la figure 1, le dispositif de protection (1) est tripôlaire et comporte une première branche avec un éclateur (2) en série avec une varistance (3), cette première branche étant connectée entre la borne A du dispositif de protection et sa borne M de masse, une seconde branche comportant une bobine (4) entre ses bornes A et B, et une troisième branche comportant une varistance (5) entre ses bornes B et M. According to another known mode (second known mode) of a protection device, more particularly suitable for the protection of a conductor of an AC power line, and represented in FIG. 1, the protection device ( 1) is three-pole and has a first branch with a spark gap (2) in series with a varistor (3), this first branch being connected between terminal A of the protection device and its ground terminal M, a second branch comprising a coil (4) between its terminals A and B, and a third branch comprising a varistor (5) between its terminals B and M.

La protection (1) selon le second mode connu est normalement connectée premièrement à une masse (10), deuxièmement à la portion exposée (20) du conducteur, troisièmement à la portion protégée (30) du conducteur. The protection (1) according to the second known mode is normally connected firstly to a ground (10), secondly to the exposed portion (20) of the conductor, thirdly to the protected portion (30) of the conductor.

Dans cette protection selon le second mode connu, l'éclateur est normalement choisi de type rapide, c'est a dire avec un temps de réaction typique de l'ordre de la nanoseconde à quelques dizaines de nanosecondes. La branche dans laquelle se trouve l'éclateur absorbe la plus grande partie de l'énergie liée à l'agression, et on l'appelle généralement protection primaire pour cette raison. Son rôle est de pouvoir dériver une partie importante du courant lié à l'agression. La varistance (3) est destinée à permettre l'extinction de l'éclateur après l'agression, lors du passage par zéro de la source de tension alternative à laquelle la ligne d'énergie est reliée. Cette varistance présente l'inconvénient de laisser monter aux bornes de la première branche la tension à une valeur très importante, par exemple de 3 kv pour un courant d'agression de 5 kA, ce qui impose la présence de la varistance (5) réalisant une protection secondaire, et de l'inductance (4) qui permet le fonctionnement de l'éclateur. Comme une telle varistance laisse souvent subsister une surtension assez importante, car le coude de la caractéristique tension-courant de ce type de composant n'est pas très prononcé, il est en outre souvent utile de prévoir un filtre efficace sur la portion protégée du conducteur, entre la protection filaire et les équipements à alimenter. In this protection according to the second known mode, the spark gap is normally chosen to be of the fast type, that is to say with a typical reaction time of the order of a nanosecond to a few tens of nanoseconds. The branch in which the spark gap is located absorbs most of the energy associated with the attack, and it is generally called primary protection for this reason. Its role is to be able to derive a significant part of the current linked to the aggression. The varistor (3) is intended to allow the spark gap to be extinguished after the attack, during the zero crossing of the alternating voltage source to which the power line is connected. This varistor has the drawback of letting the voltage at the terminals of the first branch rise to a very large value, for example 3 kv for an aggression current of 5 kA, which imposes the presence of the varistor (5) realizing secondary protection, and inductance (4) which allows the spark gap to operate. As such a varistor often leaves a fairly significant overvoltage, because the bend in the voltage-current characteristic of this type of component is not very pronounced, it is also often useful to provide an effective filter on the protected portion of the conductor , between the wire protection and the equipment to be supplied.

On installe normalement autant de protections selon le premier ou le second mode connu, qu'il y a de conducteurs dans la ou les lignes exposées à l'agression. On peut également réaliser d'un seul tenant une protection filaire pouvant traiter une pluralité de conducteurs d'une ou plusieurs lignes exposées à l'agression. Ceci peut se faire en regroupant ensemble plusieurs protections selon l'un de ces modes connus. Normally as many protections are installed according to the first or second known mode, as there are conductors in the line or lines exposed to the attack. It is also possible to produce in one piece a wire protection which can treat a plurality of conductors of one or more lines exposed to aggression. This can be done by grouping together several protections according to one of these known modes.

Dans certains cas on peut cependant utiliser pour certaines paires de conducteurs une variante de ces modes connus dans laquelle une branche contenant l'éclateur n'est plus entre un conducteur et la masse, mais entre deux conducteurs dont aucun n'est relié à la masse, pour réaliser ce que les spécialistes appellent une protection filaire en mode différentiel.In certain cases it is however possible to use for certain pairs of conductors a variant of these known modes in which a branch containing the spark gap is no longer between a conductor and the ground, but between two conductors, none of which is connected to the ground , to achieve what specialists call wired protection in differential mode.

Les éclateurs utilisés dans les protections filaires sont souvent dipôlaires (c'est-à-dire qu'ils ont deux électrodes). The spark gaps used in wire protections are often dipolar (that is, they have two electrodes).

I1 existe également des éclateurs ayant plus de deux électrodes. De tels éclateurs peuvent être utilisés pour protéger simultanément plusieurs conducteurs contre des agressions. Il est notamment tout à fait classique d'utiliser un seul éclateur triode (c'est-à-dire un éclateur à trois électrodes) pour protéger simultanément deux conducteurs d'une ligne à deux conducteurs, la troisième électrode étant reliée à la masse. Cette technique, par exemple très employée dans la protection des paires téléphoniques, présente des avantages bien connus des spécialistes par rapport à l'utilisation d'un éclateur pour chacun des conducteurs. There are also spark gaps with more than two electrodes. Such spark gaps can be used to simultaneously protect several conductors against attack. It is in particular entirely conventional to use a single triode spark gap (that is to say a spark gap with three electrodes) to simultaneously protect two conductors of a two-conductor line, the third electrode being connected to ground. This technique, for example widely used in the protection of telephone pairs, has advantages well known to specialists compared to the use of a spark gap for each of the conductors.

Des éclateurs comportant plus de deux électrodes peuvent également être employés lorsque l'on souhaite déclencher un éclateur à l'aide d'une impulsion appliquée sur une électrode auxiliaire (le fonctionnement est dans ce cas semblable à celui d'un thyratron), ou bien utiliser cette électrode pour préioniser le gaz de l'éclateur, de façon par exemple à diminuer son temps de réponse. Spark plugs with more than two electrodes can also be used when it is desired to trigger a spark gap using a pulse applied to an auxiliary electrode (the operation is in this case similar to that of a thyratron), or else use this electrode to preionize the gas from the spark gap, so as for example to reduce its response time.

Une fois un éclateur amorcé, il restera dans cet état tant qu'il reçoit suffisamment de puissance électrique ; plus précisément, l'éclateur pourra se désamorcer si il n'est pas traversé par des courants importants pendant suffisamment longtemps, ce qui permet au plasma qu'il contient dans son état amorcé, de se refroidir. Dans le cas d'un éclateur dipôlaire le désamorçage de l'éclateur amorcé peut se réaliser par exemple en maintenant suffisamment longtemps (par exemple quelques millisecondes) aux bornes de l'éclateur une tension inférieure à la tension d'arc de l'éclateur. Le désamorçage de l'éclateur peut également de faire en limitant fortement le courant qui le traverse, pendant suffisament longtemps. C'est cette dernière technique qui est mis en oeuvre dans le second procédé connu. Once a spark gap is started, it will remain in this state as long as it receives sufficient electrical power; more precisely, the spark gap can be defused if it is not traversed by large currents for a sufficiently long time, which allows the plasma it contains in its primed state to cool. In the case of a dipole spark gap, the defusing of the primed spark gap can be achieved, for example, by maintaining sufficiently long (for example a few milliseconds) across the spark gap a voltage lower than the arc voltage of the spark gap. The defusing of the spark gap can also be done by strongly limiting the current flowing through it, for a sufficiently long time. It is this latter technique which is used in the second known method.

Le désamorçage d'un éclateur ayant plus de deux électrodes se fait de façon semblable, bien connue des spécialistes.The defusing of a spark gap having more than two electrodes is done in a similar way, well known to specialists.

Un autre mode connu (troisième mode connu) de réalisation d'une protection filaire pour ligne d'énergie est décrit dans le brevet français numéro 88 08792 du 28 juin 1988 (numéro de publication FR-A-2633464), qui comporte un éclateur de type rapide et un limiteur électrodynamique à un seul état stable. Another known mode (third known mode) of producing a wired protection for a power line is described in French patent number 88 08792 of June 28, 1988 (publication number FR-A-2633464), which includes a spark gap. fast type and an electrodynamic limiter with a single stable state.

Selon ce troisième mode connu il est possible de réaliser des protections filaires plus performantes que selon le premier mode connu, du fait de l'absence de varistance en série avec l'éclateur, ce qui permet normalement de limiter la surtension aux bornes de la branche de l'éclateur à quelques centaines de volts pendant quelques nanosecondes, c'est-à-dire avant que l'éclateur ne passe en régime d'arc, car à compter de ce moment, la tension à ses bornes est limitée à quelques dizaines de volts. Si nécessaire, un filtre très simple peut donc supprimer aisément la surtension résiduelle. On note que le troisième mode connu est utilisable pour des lignes d'énergie en courant alternatif et en courant continu, dans la mesure où un limiteur est précisément capable de couper le courant continu. Les dispositifs selon ce troisième mode connu présentent cependant l'inconvénient que les limiteurs électrodynamiques ne sont généralement pas disponibles commercialement, sont délicats à développer par des nonspécialistes, et doivent être définis et réglés en fonction des caractéristiques de l'alimentation électrique prévue, et notamment de son courant de suite. Le coût d'un tel dispositif est donc élevé. According to this third known mode, it is possible to produce more efficient wired protections than according to the first known mode, due to the absence of varistor in series with the spark gap, which normally makes it possible to limit the overvoltage at the terminals of the branch. of the spark gap at a few hundred volts for a few nanoseconds, that is to say before the spark gap goes into arc mode, because from this moment, the voltage across its terminals is limited to a few tens of volts. If necessary, a very simple filter can therefore easily remove the residual overvoltage. It should be noted that the third known mode can be used for alternating current and direct current power lines, insofar as a limiter is precisely capable of cutting off the direct current. The devices according to this third known mode, however, have the disadvantage that the electrodynamic limiters are generally not commercially available, are difficult to develop by non-specialists, and must be defined and adjusted according to the characteristics of the intended electrical supply, and in particular of its current immediately. The cost of such a device is therefore high.

L'invention a pour but de permettre la réalisation d'un dispositif de protection filaire contre les agressions, simple et économique à fabriquer. The invention aims to allow the realization of a wired protection device against attack, simple and economical to manufacture.

Un dispositif selon l'invention, destiné à la protection d'un ou plusieurs conducteurs électriques contre les agressions, ce terme étant ici synonyme de perturbations électromagnétiques conduites impulsionnelles de grande amplitude, est caractérisé premièrement en ce qu'il comporte au moins un éclateur rapide connecté de façon à pouvoir dériver une partie importante des courants liés aux agressions, deuxièmement en ce qu'il comporte un ensemble électronique de contrôle capable de détecter la présence d'une agression et d'émettre un ou plusieurs ordres de déclenchement après qu'une agression a été détectée, troisièmement en ce qu'il comporte un ou plusieurs organes de commutation à semiconducteur capable de se fermer pendant un temps limité d'au plus 60 ms lorsque 1'ensemble électronique de contrôle émet un ordre de déclenchement, quatrièmement en ce que la fermeture du ou des organes de commutation est réalisée de façon à provoquer une limitation de la valeur absolue de la tension ou des tensions aux bornes du ou des éclateurs à une ou des valeurs suffisamment faibles pour permettre le désamorçage de ce ou ces éclateurs s'ils sont amorcés, cinquièmement en ce que le ou les organes de commutation et l'ensemble électronique de contrôle sont réalisés et mis en oeuvre de façon à ce qu'ils ne risquent pas d'être endommagés par l'agression ou le courant de suite. A device according to the invention, intended for the protection of one or more electrical conductors against attack, this term being here synonymous with electromagnetic disturbances impulse conduits of large amplitude, is characterized firstly in that it comprises at least one rapid spark gap connected so as to be able to derive a large part of the currents linked to aggressions, secondly in that it comprises an electronic control unit capable of detecting the presence of an aggression and of issuing one or more trigger orders after a aggression has been detected, thirdly in that it comprises one or more semiconductor switching members capable of closing for a limited time of at most 60 ms when the electronic control assembly issues a triggering command, fourthly in that that the closing of the switching member (s) is carried out so as to cause a limitation from the absolute value of the voltage or voltages at the terminals of the spark gap (s) to one or more values low enough to allow defusing of this spark gap (s) if they are primed, fifth in that the switching element (s) and the 'electronic control unit are made and implemented so that they do not risk being damaged by aggression or current immediately.

Selon l'invention, le désamorçage des éclateurs est donc réalisé par des circuits qui ne détériorent pas les caractéristiques d'écrêtage des éclateurs, ce qui est une amélioration par rapport au second procédé connu, sans nécessiter de dispositif électromécanique complexe et difficile à mettre en oeuvre comme dans le troisième procédé connu, d'où une économie de coût. Il est clair que le dispositif selon l'invention présente surtout un intérêt dans le cas où au moins un des conducteurs sur lesquels il est installé est capable de délivrer un courant de suite suffisamment important pour interdire le désamorçage spontané d'au moins un éclateur après l'agression. According to the invention, the deactivation of the spark gaps is therefore carried out by circuits which do not deteriorate the clipping characteristics of the spark gaps, which is an improvement compared to the second known method, without requiring a complex electromechanical device which is difficult to implement. work as in the third known process, hence a cost saving. It is clear that the device according to the invention is especially of interest in the case where at least one of the conductors on which it is installed is capable of delivering a sufficiently large current immediately to prevent spontaneous defusing of at least one spark gap after aggression.

Un dispositif selon l'invention peut par exemple être conçu pour être installé sur une ou plusieurs lignes d'énergie en courant alternatif entre 10 Hz et 1000 Hz. Dans ce cas, comme les courants de suite sont généralement très importants, les semi-conducteurs utilisés pour le ou les organes de commutation peuvent par exemple comporter un ou plusieurs triacs ou thyristors. Un triac ou un thyristor passant pourront par exemple être mis en oeuvre de façon à se désamorcer naturellement lors du passage par zéro du courant de suite. A device according to the invention can for example be designed to be installed on one or more power lines in alternating current between 10 Hz and 1000 Hz. In this case, as the follow-up currents are generally very high, the semiconductors used for the switching member or members may for example comprise one or more triacs or thyristors. A triac or a passing thyristor could for example be implemented so as to naturally defuse during the zero current crossing.

Un dispositif selon l'invention peut par exemple également être conçu pour être installé sur une ou plusieurs lignes d'énergie en courant continu. Dans ce cas, comme les courants de suite sont généralement moins importants, les semiconducteurs utilisés dans l'organe de commutation peuvent par exemple être un ou plusieurs transistors bijonction, ou transistor MOS ou IGBT. A device according to the invention can for example also be designed to be installed on one or more direct current power lines. In this case, as the follow-up currents are generally less important, the semiconductors used in the switching member can for example be one or more junction transistors, or MOS or IGBT transistor.

Un dispositif selon l'invention peut par exemple également être conçu pour être installé sur des lignes d'antennes d'émetteurs. Dans ce cas, les éclateurs employés peuvent être d'un type spécialement conçu pour cette fonction, par exemple des éclateurs coaxiaux. On devra alors également chercher à faire en sorte que l'organe de commutation soit bien capable en circuit fermé de remplir sa mission avec le courant de suite à haute fréquence produit par l'émetteur, sans présenter en circuit ouvert une impédance conduisant à des pertes anormales par réflexion, les procédés permettant d'obtenir de tels résultats étant bien connus des spécialistes. A device according to the invention can for example also be designed to be installed on antenna lines of transmitters. In this case, the spark gaps used may be of a type specially designed for this function, for example coaxial spark gaps. We must also seek to ensure that the switching device is well capable in a closed circuit of fulfilling its mission with the high frequency follow-up current produced by the transmitter, without having an open circuit impedance leading to losses. abnormal by reflection, the methods making it possible to obtain such results being well known to specialists.

L'ensemble électronique de contrôle peut par exemple détecter la présence d'une agression en surveillant l'évolution des tensions entre un ou plusieurs conducteurs qu'il protège et la masse, ces tensions étant des paramètres de l'agression. The electronic control assembly can for example detect the presence of an attack by monitoring the evolution of the voltages between one or more conductors that it protects and the ground, these voltages being parameters of the attack.

L'ensemble électronique de contrôle peut par exemple également détecter la présence d'une agression en surveillant l'évolution des courants traversant un ou plusieurs éclateurs, ces courants étant des paramètres de la réponse de la protection filaire à l'agression. Ceci peut par exemple se faire en prélevant la tension aux bornes d'une faible résistance en série avec l'éclateur. On notera que cette méthode de détection de la présence d'une agression permet aussi à l'ensemble électronique de contrôle de vérifier que l'éclateur a bien été désamorcé à la suite de l'ordre de déclenchement. Si ce contrôle révèle que l'éclateur ne s'est pas désamorcé, il est possible d'envisager que l'ensemble électronique de contrôle émette un nouvel ordre de déclenchement. Ceci permet de s'assurer du désamorçage de l'éclateur qui peut toujours s'amorcer à plusieurs reprises au cours d'agressions complexes, et en particulier au cours d'agressions présentant des impulsions multiples, comme par exemple celles qui sont dues à la foudre, laquelle peut, sur un seul éclair, par exemple produire une dizaine de pics de courant, ayant chacun une durée de 100 microsecondes, très intenses, et des courants plus faibles et plus longs, le tout étalé sur 850 millisecondes. The electronic control assembly can for example also detect the presence of an attack by monitoring the evolution of the currents passing through one or more spark gaps, these currents being parameters of the response of the wired protection to the attack. This can for example be done by taking the voltage across a low resistance in series with the spark gap. It will be noted that this method of detecting the presence of an assault also allows the electronic control unit to verify that the spark gap has indeed been deactivated following the triggering order. If this check reveals that the spark gap has not been defused, it is possible to envisage that the electronic control assembly will issue a new trip order. This makes it possible to ensure the defusing of the spark gap which can always start several times during complex attacks, and in particular during attacks with multiple pulses, such as for example those due to the lightning, which can, in a single flash, for example produce ten current peaks, each having a duration of 100 microseconds, very intense, and weaker and longer currents, all spread over 850 milliseconds.

L'ensemble électronique de contrôle peut également combiner la surveillance de plusieurs paramètres caractéristiques de l'agression ou de la réponse de la protection filaire à l'agression, pour décider l'émission d'un ou plusieurs ordres de déclenchement, et le moment d'émission de ces ordres de déclenchement ou leur durée, et émettre le ou les ordres correspondants. Dans ce cas, l'ensemble électronique de contrôle comporte donc des circuits de traitement du signal capables, en fonction de la valeur des paramètres mesurés, de prendre des décisions et de régler des paramètres de déclenchement, et d'exécuter les actions correspondantes. The electronic control assembly can also combine the monitoring of several parameters characteristic of the assault or of the response of the wired protection to the assault, to decide the issuance of one or more trigger orders, and the moment of 'issuance of these trigger orders or their duration, and issue the corresponding order (s). In this case, the electronic control assembly therefore includes signal processing circuits capable, depending on the value of the measured parameters, of making decisions and setting trigger parameters, and of executing the corresponding actions.

Un dispositif selon l'invention pourra être conçu de façon à ce qu'un organe de commutation à semiconducteur n'ait normalement pas à être parcouru par le courant lié à l'agression, mais seulement par le courant de suite de l'installation. Comme le second est généralement plus faible que le premier, ceci permet éventuellement de dimensionnner l'organe de commutation pour un courant plus faible que celui de l'agression. Pour que l'organe de commutation à semiconducteur n'ait pas à être parcouru par le courant lié à l'agression, l'ensemble électronique de contrôle pourra n'émettre son ordre de déclenchement qu'au-delà d'un temps de latence bien défini. Idéalement, le temps de latence sera choisi supérieur à la durée attendue des agressions les plus longues dont on souhaite se protéger, par exemple au delà d'un temps compris entre 10 microsecondes et 1 milliseconde. Le temps de latence devra bien sûr être choisi compatible avec les caractéristiques du ou des éclateurs : celui-ci ou ceux-ci sont en effet traversés par le courant de suite de l'installation pendant un temps au moins égal au temps de latence. Si cette dernière contrainte est incompatible avec la durée des agressions les plus longues, il est normalement nécessaire de revoir le dimensionnement de l'éclateur, ou bien d'accepter que le ou les organes de commutation à semiconducteur puissent être parcourus par le courant de l'agression pendant un certain temps. A device according to the invention could be designed so that a semiconductor switching member does not normally have to be traversed by the current linked to the attack, but only by the current following the installation. As the second is generally weaker than the first, this possibly makes it possible to size the switching member for a current lower than that of the aggression. So that the semiconductor switching device does not have to be traversed by the current linked to the aggression, the electronic control unit may only issue its triggering order beyond a latency time well defined. Ideally, the latency time will be chosen to be greater than the expected duration of the longest attacks from which one wishes to protect oneself, for example beyond a time of between 10 microseconds and 1 millisecond. The latency time must of course be chosen compatible with the characteristics of the spark gap (s): this or these are indeed crossed by the follow-up current of the installation for a time at least equal to the latency time. If the latter constraint is incompatible with the duration of the longest aggressions, it is normally necessary to review the dimensioning of the spark gap, or else to accept that the semiconductor switching element or members can be traversed by the current of the aggression for a while.

Dans le cas où une agression anormalement longue se produit, il est cependant possible d'accepter que le ou les éclateurs resteront amorcés pendant une durée plus longue que la durée conventionnellement prévue pour le temps de latence, au prix d'une usure accrue des éclateurs dans ce cas exceptionnel. A cette fin il est possible de munir l'ensemble électronique de contrôle d'une ou plusieurs entrées sur lesquelles on applique un ou plusieurs signaux caractéristiques du courant à travers l'éclateur et de retarder l'émission de l'ordre de déclenchement tant que ce courant est trop élevé. De cette façon on évite qu'un organe de commutation ne soit détérioré par un courant trop intense. In the event that an abnormally long assault occurs, it is however possible to accept that the spark gap (s) will remain primed for a duration longer than the duration conventionally provided for the latency time, at the cost of increased wear of the spark gaps in this exceptional case. To this end it is possible to provide the electronic control unit with one or more inputs to which one or more signals characteristic of the current are applied through the spark gap and to delay the emission of the triggering order as long as this current is too high. In this way it is avoided that a switching member is damaged by an excessively strong current.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un premier mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté sur la figure 2, représentant schématiquement un dispositif de protection selon l'invention pour la protection d'un unique conducteur. Selon ce premier mode particulier de réalisation, le dispositif de protection (1) est tripôlaire et comporte une première branche avec un éclateur (2), cette première branche étant connectée entre la borne A du dispositif de protection et sa borne M de masse, une seconde branche comportant une bobine (7) entre ses bornes A et B, et une troisième branche entre ses bornes B et
M comportant les deux bornes fort courant de l'organe de commutation (8), une capacité (6) étant branchée en parallèle sur cette dernière branche, l'ensemble électronique de contrôle (9) surveillant la tension entre les points A et M pour délivrer son ordre de déclenchement à l'organe de commutation (8). Comme dans le cas de la figure 1, la protection (1) selon le premier mode particulier de réalisation de l'invention est normalement connectée premièrement à une masse (10), deuxièmement à la portion exposée (20) du conducteur, troisièmement à la portion protégée (30) du conducteur, portion qui peut être considérée comme relativement peu perturbée par l'agression grâce à l'action de la protection filaire.Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of a first particular embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example and represented in FIG. 2, schematically representing a protection device according to the invention for the protection of a single conductor. According to this first particular embodiment, the protection device (1) is three-pole and comprises a first branch with a spark gap (2), this first branch being connected between the terminal A of the protection device and its ground terminal M, a second branch comprising a coil (7) between its terminals A and B, and a third branch between its terminals B and
M comprising the two high current terminals of the switching member (8), a capacitor (6) being connected in parallel on this last branch, the electronic control assembly (9) monitoring the voltage between points A and M to issue its trip order to the switching device (8). As in the case of FIG. 1, the protection (1) according to the first particular embodiment of the invention is normally connected firstly to a ground (10), secondly to the exposed portion (20) of the conductor, thirdly to the protected portion (30) of the conductor, a portion which can be considered relatively undisturbed by the aggression thanks to the action of the wired protection.

Lorsque l'agression survient, l'éclateur se laisse rapidement (au bout de quelques nanosecondes ou dizaines de nanosecondes) traverser par des courants tels qu'il ramène la tension à ses bornes à quelques dizaines de volts. La bobine (7) et la capacité (6) éliminent de la portion protégée du conducteur et des bornes de l'organe de commutation, les pointes de tension et de dérivée de la tension produites par l'agression, car ces phénomènes peuvent être nuisibles à certains types d'organes de commutation à semiconducteurs. When the aggression occurs, the spark gap is quickly allowed (after a few nanoseconds or tens of nanoseconds) to pass through currents such that it brings the voltage across its terminals to a few tens of volts. The coil (7) and the capacitor (6) eliminate from the protected portion of the conductor and the terminals of the switching member, the voltage and voltage derivative spikes produced by the aggression, since these phenomena can be harmful. certain types of semiconductor switching devices.

Après un temps de latence d'une milliseconde par exemple, l'ensemble électronique de contrôle donne ordre, par émission de l'ordre de déclenchement, à l'organe de commutation à semiconducteur de se fermer.After a latency of one millisecond, for example, the electronic control assembly gives the order, by sending the trip order, to the semiconductor switching device to close.

Si cet organe de commutation a la faculté de ne se fermer que pendant l'application d'un signal donné, c'est-à-dire qu'il est commandable à l'ouverture comme à la fermeture, comme les spécialistes savent le faire aisément avec des transistors bipolaires ou MOS, l'ordre de déclenchement pourra par exemple avoir une durée voisine de celle pendant laquelle on souhaite voir l'organe de commutation se fermer, une valeur qui peut par exemple être légèrement supérieure au temps nécessaire au désamorçage de l'éclateur. L'organe de commutation est donc dimensionné pour supporter le courant de suite pendant cette durée. If this switching device has the option of closing only during the application of a given signal, that is to say that it can be controlled both when opening and when closing, as specialists know how to do. easily with bipolar or MOS transistors, the tripping order may, for example, have a duration close to that during which it is desired to see the switching member close, a value which may for example be slightly greater than the time required to deactivate the spark gap. The switching member is therefore dimensioned to support the current on during this period.

Si l'organe de commutation n'a pas la faculté d'être commandable à l'ouverture, comme c'est souvent le cas pour les organes de commutation réalisés à partir de thyristors ou de triacs, dont l'ouverture s'effectue le plus simplement par le passage par zéro du courant de suite qui doit donc être alternatif, l'ordre de déclenchement pourra par exemple être de durée déterminée uniquement par les caractéristiques de l'organe de commutation. L'organe de commutation est donc dimensionné pour supporter le courant de suite pendant la durée la plus longue envisageable de sa fermeture. If the switching member does not have the ability to be controllable upon opening, as is often the case for switching members made from thyristors or triacs, the opening of which is effected more simply by the zero crossing of the follow-on current which must therefore be alternating, the tripping order may for example be of duration determined solely by the characteristics of the switching member. The switching member is therefore dimensioned to support the current on for the longest possible duration of its closure.

La commande de la fermeture l'organe de commutation conduit à une très forte réduction de la tension aux bornes de éclateur, par exemple à une valeur inférieure à sa tension d'arc. Si l'agression ne dure pas trop longtemps, le courant dans l'éclateur sera interrompu suffisamment longtemps pour permettre son désamorçage et lorsque l'organe de commutation se rouvre, après être resté fermé au plus 100 ms, le signal est rétabli sur la portion protégée du conducteur. The command to close the switching member leads to a very strong reduction in the voltage across the spark gap, for example to a value lower than its arc voltage. If the aggression does not last too long, the current in the spark gap will be interrupted long enough to allow its defusing and when the switching device reopens, after remaining closed for at most 100 ms, the signal is restored on the portion protected from the driver.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un second mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté sur la figure 3, représentant schématiquement un dispositif de protection selon l'invention. Selon cette figure, les repères (1), (2), (8), (10), (20) et (30), ainsi que les bornes A, B et M correspondent aux mêmes définitions et aux mêmes fonctions que sur la figure 2. Selon ce second mode de réalisation, on note toutefois que la bobine (7) et le condensateur (6), éliminent des bornes de l'organe de commutation les pointes de tension et de dérivée de la tension produites par l'agression, mais que ces deux composants n'ont pas la même action de protection sur la portion protégée du conducteur. Ceci permet par exemple de prévoir un dimensionnement différent de la bobine et de réaliser une économie, par rapport au montage de la figure 2. Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of a second particular embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example and represented in FIG. 3, schematically representing a protection device according to the invention. According to this figure, the references (1), (2), (8), (10), (20) and (30), as well as the terminals A, B and M correspond to the same definitions and the same functions as on the Figure 2. According to this second embodiment, it is noted however that the coil (7) and the capacitor (6) eliminate from the terminals of the switching device the voltage peaks and voltage derivative produced by the aggression. , but that these two components do not have the same protective action on the protected portion of the conductor. This makes it possible, for example, to provide a different dimensioning of the coil and to save money, compared to the assembly of FIG. 2.

Deux résistances de faible valeur (91) et (92) permettent à l'ensemble électronique de contrôle de disposer de signaux représentatifs du courant à travers l'éclateur et du courant à travers l'organe de commutation, en plus de l'information de la tension entre les points A et M. Il est prévu que l'organe de commutation (8) est commandable à la fermeture et à l'ouverture. L'émission de l'ordre de déclenchement se fait ici après un délai de latence convenable, si la valeur absolue de la tension entre A et M a pris une valeur dépassant un certain seuil pendant un temps suffisant, ou bien si la valeur absolue du courant à travers l'éclateur dépasse un certain seuil. Si par contre, après l'ordre de déclenchement le courant à travers l'organe de commutation (8) prenait une valeur excessive (ce qui peut résulter d'une agression étalée dans le temps, avec plusieurs pics de courant), l'ensemble électronique de contrôle (9) détecte cette situation et peut provoquer l'ouverture de l'organe de commutation afin d'éviter sa destruction, et lancer ultérieurement un autre ordre de déclenchement afin de désamorcer 1'éclateur. L'ensemble électronique de déclenchement peut ainsi avoir une réaction assez élaborée en fonction de l'évolution de l'agression et de la réponse des différentes parties de la protection filaire. Ce mode de réponse est par exemple déterminé à la conception du système, en fonction des caractéristiques des constituants de la protection filaire, et de son environnement opérationnel prévu.Two low value resistors (91) and (92) allow the electronic control assembly to have signals representative of the current through the spark gap and of the current through the switching member, in addition to the information of the voltage between points A and M. It is intended that the switching member (8) can be controlled during closing and opening. The triggering order is issued here after a suitable latency period, if the absolute value of the voltage between A and M has taken a value exceeding a certain threshold for a sufficient time, or else if the absolute value of the current through the spark gap exceeds a certain threshold. If, on the other hand, after the tripping order the current through the switching member (8) took an excessive value (which can result from an aggression spread over time, with several current peaks), the whole electronic control (9) detects this situation and can cause the opening of the switching device in order to avoid its destruction, and subsequently launch another triggering order in order to deactivate the spark gap. The electronic trip unit can thus have a fairly elaborate reaction depending on the evolution of the aggression and the response of the different parts of the wired protection. This response mode is for example determined at the design of the system, as a function of the characteristics of the components of the wired protection, and of its intended operational environment.

La figure 4 représente schématiquement un troisième mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. Selon cette figure, les repères (1), (2), (6), (7), (8), (10), (20) et (30), ainsi que les bornes A,
B et M correspondent aux mêmes définitions et aux mêmes fonctions que sur la figure 2. La figure 4 permet de préciser un mode de réalisation possible d'une protection filaire selon le premier mode particulier de réalisation, conçue pour la protection d'une ligne d'alimentation en courant alternatif à 50 Hz. L'organe de commutation (8) est ici réalisé à partir de deux thyristors (81) et (82) montés en tête-bêche et supportant un courant non répétitif de surcharge accidentelle à l'état passant de 2000 A pendant 20 ms, et de deux transformateurs d'impulsion (83) et (84) pour la transmission de l'ordre de déclenchement transmis ici par deux liaisons distinctes.FIG. 4 schematically represents a third particular embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example. According to this figure, the marks (1), (2), (6), (7), (8), (10), (20) and (30), as well as the terminals A,
B and M correspond to the same definitions and the same functions as in FIG. 2. FIG. 4 makes it possible to specify a possible embodiment of a wire protection according to the first particular embodiment, designed for the protection of a line d AC power supply at 50 Hz. The switching device (8) is here produced from two thyristors (81) and (82) mounted head to tail and supporting a non-repetitive current of accidental overload in the state passing from 2000 A for 20 ms, and from two pulse transformers (83) and (84) for the transmission of the trip order transmitted here by two separate links.

Un dispositif selon l'invention doit être conçu de façon à ce qu'il ne risque d'être endommagé ni par l'agression ni par le courant de suite. Ceci implique des précautions bien connues des spécialistes au niveau de la conception de l'ensemble électronique de contrôle, et du dimensionnement du ou des éclateurs. Au niveau d'un organe de commutation, il est nécessaire de se protéger premièrement contre les crêtes de tensions précédant l'amorçage de l'éclateur en cas de front de montée très rapide de l'agression, de se prémunir contre les trop fortes dérivées temporelles du courant à travers l'organe de commutation lorsqu'il est sensible aux brusques variations de courant (c'est par exemple le cas des triacs et thyristors), de se prémunir contre les trop fortes dérivées temporelles de la tension aux bornes de l'organe de commutation lorsqu'il est sensible aux brusques variations de tension, de se prémunir contre les courants trop importants dans l'organe de commutation. A device according to the invention must be designed so that it does not risk being damaged either by the attack or by the current on. This implies precautions well known to specialists in the design of the electronic control assembly, and the dimensioning of the spark gap (s). At the level of a switching device, it is necessary to protect firstly against the peaks of voltages preceding the ignition of the spark gap in the event of a very rapid rising edge of the aggression, to guard against excessively strong derivatives of the current through the switching device when it is sensitive to sudden variations in current (this is the case for example with triacs and thyristors), to guard against excessive temporal derivatives of the voltage across the terminals of the 'switching device when sensitive to sudden variations in voltage, to protect against excessive currents in the switching device.

La protection de chaque organe de commutation contre les phénomènes liés à la vitesse de l'agression peut se faire par divers procédés bien connus des spécialistes. Selon les trois modes plusieurs impédances localisées sur le trajet du courant. Dans le second mode particulier de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple, cette protection est également assurée par la surveillance, par l'ensemble électronique de contrôle, des courants à travers l'organe de commutation et à travers l'éclateur, et par les facultés de retarder la fermeture ou de provoquer automatiquement l'ouverture de l'organe de commutation si ce courant est excessif. Dans un dispositif selon l'invention, la surveillance du courant à travers un organe de commutation ou un éclateur peut également se faire par d'autres moyens bien connus des spécialistes, et en particulier ceux par lesquels on mesure le champ magnétique produit par le courant, à l'aide d'un capteur à effet Hall ou d'une bobine. Dans le cas des éclateurs, il est en outre possible de mesurer indirectement le courant par la luminosité de l'éclateur amorce. The protection of each switching member against phenomena related to the speed of aggression can be done by various methods well known to specialists. According to the three modes, several impedances located on the current path. In the second particular embodiment of the invention given by way of example, this protection is also ensured by monitoring, by the electronic control assembly, of the currents through the switching member and through the spark gap , and by the faculties of delaying closure or of automatically causing the opening of the switching member if this current is excessive. In a device according to the invention, the monitoring of the current through a switching member or a spark gap can also be done by other means well known to specialists, and in particular those by which the magnetic field produced by the current is measured. , using a Hall effect sensor or a coil. In the case of spark gaps, it is also possible to indirectly measure the current by the brightness of the spark gap.

L'ensemble électronique de contrôle et le ou les organes de commutation peuvent être réalisés de telle manière qu'ils ne nécessitent pas d'alimentation en énergie électrique. Les spécialistes verront qu'il est possible d'obtenir ce résultat avec un ensemble électronique de contrôle ne comportant que des composants passifs. Si par contre on attend des réactions complexes et précises de l'ensemble électronique de contrôle, en fonction des agressions, il pourra s'avérer nécessaire d'alimenter des composants actifs de l'ensemble électronique de contrôle. The electronic control assembly and the switching member or members can be made in such a way that they do not require a supply of electrical energy. Specialists will see that it is possible to obtain this result with an electronic control assembly comprising only passive components. If, on the other hand, complex and precise reactions from the electronic control assembly are expected, depending on the aggressions, it may prove necessary to supply active components of the electronic control assembly.

Si l'ensemble électronique de contrôle ou le ou les organes de commutation nécessitent une alimentation en énergie électrique, celle-ci peut par exemple être assurée par l'intermédiaire de bornes spécialement prévues sur la protection filaire. If the electronic control assembly or the switching member or members require an electrical energy supply, this can for example be provided by means of terminals specially provided on the wired protection.

Si l'ensemble électronique de contrôle ou le ou les organes de commutation nécessitent une alimentation en énergie électrique, celle-ci peut par exemple être assurée par une connexion à un ou plusieurs conducteurs que la protection filaire protège. Dans ce dernier cas, l'alimentation peut être prélevée sur la portion exposée du ou des conducteurs, ou sur leur portion protégée. Ce mode d'alimentation est particulièrement adapté à la protection d'une ligne d'alimentation. On note dans ce cas que, si une agression survient alors que le ou les conducteurs sur lequel la protection est installée ne sont pas sous tension, il est probable que le ou les organes de commutation ne recevront pas d'ordre de déclenchement, mais que cette absence est sans conséquence préjudiciable puisqu'il n'est pas nécessaire de forcer l'extinction de l'éclateur dans ce cas. Un spécialiste saura concevoir la protection filaire pour que son comportement soit toujours convenable dans le cas (peu probable mais pas exclu) où l'agression serait concomitante ou très peu espacée dans le temps, de l'établissement de la tension normalement présente sur le ou les conducteurs sur lesquels la protection filaire est installée. If the electronic control assembly or the switching member or members require a supply of electrical energy, this can for example be provided by a connection to one or more conductors that the wired protection protects. In the latter case, power can be taken from the exposed portion of the conductor (s), or from their protected portion. This supply method is particularly suitable for protecting a supply line. It is noted in this case that, if an attack occurs while the conductor (s) on which the protection is installed are not live, it is likely that the switching member (s) will not receive a trip order, but that this absence is of no detrimental consequence since it is not necessary to force the spark gap extinction in this case. A specialist will know how to design wired protection so that his behavior is always appropriate in the case (unlikely but not excluded) where the assault is concomitant or very little spaced in time, the establishment of the tension normally present on the or the conductors on which the wired protection is installed.

Dans le cas où l'on a plusieurs conducteurs à protéger, on peut prévoir de le faire avec autant de protections selon l'invention, prévues chacune pour la protection d'un unique conducteur, qu'il y a de conducteurs. On peut également réaliser d'un seul tenant une protection filaire selon l'invention, pouvant traiter une pluralité de conducteurs d'une ou plusieurs lignes exposées à l'impulsion électromagnétique. In the case where there are several conductors to be protected, provision can be made to do so with as many protections according to the invention, each provided for the protection of a single conductor, as there are conductors. A wired protection according to the invention can also be produced in one piece, capable of treating a plurality of conductors of one or more lines exposed to the electromagnetic pulse.

Ceci permet par exemple de n'avoir à réaliser qu'un seul ensemble électronique de contrôle, d'où une économie.This makes it possible, for example, to have to carry out only one electronic control assembly, which saves money.

En particulier, il est possible d'utiliser pour certaines paires de conducteurs un dispositif selon l'invention dans lequel la branche contenant l'éclateur est entre deux conducteurs dont aucun n'est relié à la masse. On réalise alors une protection filaire selon l'invention en mode différentiel. In particular, it is possible to use for certain pairs of conductors a device according to the invention in which the branch containing the spark gap is between two conductors, none of which is connected to ground. A wire protection according to the invention is then carried out in differential mode.

Des dispositifs selon l'invention peuvent être conçus avec un ou plusieurs éclateurs ayant plus de deux électrodes. En particulier, des dispositifs selon l'invention sont réalisables pour des éclateurs triode. Devices according to the invention can be designed with one or more spark gaps having more than two electrodes. In particular, devices according to the invention can be produced for triode spark gaps.

Un dispositif selon l'invention peut être utilisé seul comme protection contre les agressions, grâce à ses bonnes performances de protection. Il peut également être utilisé en combinaison avec des protections filaires selon d'autres modes de réalisation, ou avec des filtres. A device according to the invention can be used alone as protection against attack, thanks to its good protection performance. It can also be used in combination with wired protections according to other embodiments, or with filters.

Dans le cas où un dispositif selon l'invention est utilisé comme protection filaire sur le ou les conducteurs d'une ligne d'alimentation, on notera que pour une agression suffisamment courte, l'alimentation des équipements connectés à la partie protégée des conducteurs verra un creux de tension ou une coupure brève d'alimentation, n'excédant pas 100 ms, cette durée étant compatible avec le fonctionnement sans dégradation de performance de nombreux équipements. On verra à ce sujet les spécifications du projet de norme internationale 77B(Bureau
Central)17 de la commission électrotechnique internationale qui précise les essais d'immunité des équipements aux creux de tension et coupures brèves. Pour ne pas risquer de causer de dégradation de performance des équipements, il est bien entendu avantageux de chercher à réduire le plus possible la durée du creux de tension ou de la coupure brève causée par la protection filaire en cas d'agression.In the case where a device according to the invention is used as wire protection on the conductor or conductors of a supply line, it will be noted that for a sufficiently short attack, the supply of the equipment connected to the protected part of the conductors will see a voltage dip or brief power failure, not exceeding 100 ms, this duration being compatible with operation without degrading the performance of many devices. We will see on this subject the specifications of the draft international standard 77B (Bureau
Central) 17 of the international electrotechnical commission which specifies the immunity tests of equipment to voltage dips and brief interruptions. To avoid the risk of degrading the performance of the equipment, it is of course advantageous to seek to reduce as much as possible the duration of the voltage dip or of the brief cut caused by the wire protection in the event of aggression.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la protection des conducteurs pénétrant dans un local ou un véhicule faradisés, contre les agressions causées par des impulsions électromagnétiques. Il est bien adapté à la protection de conducteurs capables d'un courant de suite important comme les conducteurs d'alimentation et les conducteurs de sortie d'antenne des émetteurs de puissance. The device according to the invention is particularly intended for the protection of conductors entering a room or a faradaized vehicle, against attacks caused by electromagnetic pulses. It is well suited to the protection of conductors capable of a large follow-up current such as the supply conductors and the antenna output conductors of power transmitters.

Claims

1. Device intended for the protection of one or more electric conductors against aggression, this term being here synonymous with electromagnetic disturbances impulse conduits of large amplitude, characterized firstly in that it comprises at least one quick spark gap connected so as to be able to derive a large part of the currents associated with assaults, secondly in that it comprises an electronic control unit capable of detecting the presence of an assault and of issuing one or more trigger orders after an assault has been detected, thirdly in that it comprises one or more semiconductor switching members capable of closing for a limited time of at most 60 ms when the electronic control assembly issues a trip order, fourthly in that the closure of the or switching devices is designed to limit the absolute value of the voltage or voltages at the terminals of the spark gap (s) at one or more values low enough to allow defusing of this spark gap (s) if they are primed, fifthly in that the switching element (s) and the electronic control assembly are made and implemented in such a way that they are not likely to be damaged by aggression or current immediately.

2. Device according to claim 1, characterized in that it is designed to be installed on one or more power lines in alternating current between 10 Hz and 1000 Hz.

3. Device according to claim 1, characterized in that it is designed to be installed on one or more direct current energy lines.

4. Device according to claim 1, characterized in that it is designed to be installed on one or more lines of transmitter antennas.

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the electronic control assembly can detect the presence of an attack by monitoring the evolution of the voltages between one or more conductors which it protects and the mass.

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the electronic control assembly can detect the presence of an attack by monitoring the evolution of the currents passing through one or more spark gaps.

7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the electronic control assembly can combine the monitoring of several parameters characteristic of aggression or of the response of the wired protection to aggression, for decide to issue one or more trigger orders, and the time of issue of these trigger orders or their duration, and issue the corresponding order (s).

8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the electronic control assembly and the switching member (s) are made in such a way that they do not require a supply of electrical energy.

9. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the electronic control assembly or the switching member or members require a supply of electrical energy, and that this is ensured by means of terminals specially provided on the wire protection.

10. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the electronic control assembly or the switching member or members require a supply of electrical energy, and that this is ensured by an internal connection to one or more conductors that the wired protection protects.