FR2736154A1 - Montage de protection contre les surtensions - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un montage pour des réseaux alimentés en tension alternative avec un conducteur de phase (L), un conducteur neutre (N) et un conducteur de protection (PE), des résistances dépendantes de la tension et un éclateur (F) étant connectés comme dispositif de protection contre les surtensions. Montage caractérisé en ce qu'un commutateur (S1) est intercalé dans le conducteur de phase (L) à proximité du point de raccordement (7) de la résistance dépendante de la tension (avant ce point dans la direction de passage du courant), commutateur qui permet d'interrompre la liaison électrique entre le conducteur de phase (L) et la résistance dépendante de la tension ou encore entre le conducteur neutre (N) et le conducteur de phase (L).
Description
DESCRIPTION
La présente invention concerne un montage pour des réseaux alimentés en tension alternative également alimentés en courant triphasé avec un conducteur de phase, un conducteur neutre et un conducteur de protection, des résistances dépendantes de la tension, notamment des varistors, et un éclateur (protecteur de surtension rempli de gaz) étant connectés comme dispositif de protection contre les surtensions, par le fait que le conducteur de phase et le conducteur neutre sont reliés au conducteur de protection par l'intermédiaire d'une résistance respective dépendante de la tension et d'un éclateur, de préférence d'un éclateur commun, le dispositif de protection contre les surtensions étant en outre raccordé à l'extrémité ou à proximité de l'extrémité de la branche de ligne constituée du conducteur de phase, du conducteur neutre et du conducteur de protection à laquelle un utilisateur peut être raccordé par l'intermédiaire d'une prise de courant par exemple, la branche de ligne étant, afin de mesurer sa résistance d'isolement, séparée de la source de tension alternative et raccordée à une source de tension continue
de mesure.
On connaît par le document DE 35 39 421 A1 par exemple un montage de protection contre les surtensions. Dans un tel montage, des varistors sont prévus comme résistances dépendantes de la tension. De tels montages servent à protéger contre les surtensions des appareils sensibles, des surtensions étant par exemple déclenchées par la foudre. On connaît de tels montages sous la forme de protecteurs de surtensions enfichables, qui sont par exemple installés en un point central dans des installations de distribution de courant. On connaît aussi des configurations selon lesquelles un montage est logé dans un adaptateur enfichable, qui peut être enfiché dans une prise de courant classique. Les utilisateurs correspondants sont alors enfichés dans une prise de courant correspondante de l'adaptateur, de sorte que les appareils sont protégés contre les surtensions. On connaît aussi des installations selon lesquelles, par exemple, le montage de protection contre les
surtensions est intégré dans le montage d'une prise de courant ou analogue.
Dans le cas d'un montage du type mentionné en introduction, pour des réseaux électriques alimentés en tension alternative avec au moins un conducteur de phase, un conducteur neutre et un conducteur de protection, il est prévu un montage de protection qui est respectivement constitué d'un varistor entre le conducteur de phase et le conducteur de protection et d'un varistor entre le conducteur neutre et le conducteur de protection. De plus, chaque varistor est relié au conducteur de protection avec intercalation d'un éclateur. De préférence, on ne prévoit qu'un seul éclateur, par l'intermédiaire duquel les deux varistors sont reliés au conducteur de protection. De tels montages de protection contre les surtensions se sont imposés dans l'état de la technique. Il ressort de la norme DIN VDE 0100 Teil 600, page 7 notamment, que, pour des systèmes de lignes correspondants, il est nécessaire de mesurer t0 la résistance d'isolement à des intervalles de temps déterminés. Pour cela, il faut mesurer la résistance d'isolement entre les conducteurs de phase et le conducteur de protection, entre le conducteur neutre et le conducteur de protection, ainsi qu'entre les conducteurs de phase (dans la mesure o plusieurs conducteurs de phase sont présents) et le conducteur neutre. Pour des réseaux dans lesquels sont installés des dispositifs de protection contre les surtensions avec des résistances dépendantes de la tension, il est nécessaire de déposer les protecteurs de surtensions correspondants avant la mesure de la résistance d'isolement. Cela peut être effectué d'une manière simple dans la mesure o il s'agit de dispositifs de protection contre les surtensions enfichables, qui peuvent être enlevés d'une manière simple avant la mesure correspondante. En ce qui concerne les dispositifs de protection contre les surtensions qui sont fixement installés, par exemple en étant intégrés dans des prises de courant, un tel enlèvement du réseau électrique n'est possible
qu'avec des dépenses considérables.
Or, on ne peut raisonnablement effectuer une mesure de la résistance d'isolement que si les dispositifs de protection contre les surtensions, notamment les résistances dépendantes de la tension, sont enlevés, car autrement un courant peut s'écouler à travers ces résistances, de sorte qu'on ne peut pas déterminer l'isolement effectif entre les différents conducteurs. Pour réaliser la mesure de la résistance d'isolement, on sépare d'abord l'ensemble du circuit électrique de la source de tension alternative, puis on le relie à une source de tension continue. On délivre alors une tension continue de mesure de 500 Volts sur le réseau, et on mesure la résistance d'isolement. Partant de cet état de la technique, la présente invention a pour but de fournir un montage du type indiqué avec lequel on puisse mesurer la résistance d'isolement du réseau sans enlever les dispositifs de protection
contre les surtensions, notamment les résistances dépendantes de la tension.
Afin d'atteindre ce but, I'invention propose qu'un commutateur soit intercalé dans le conducteur de phase ou le conducteur neutre à proximité du point de raccordement de la résistance dépendante de la tension (avant ce point dans la direction de passage du courant), ou dans le raccordement de ligne partant du conducteur de phase ou du conducteur neutre pour mener à la résistance dépendante de la tension, commutateur qui permet d'interrompre la io liaison électrique entre le conducteur de phase et la résistance dépendante de la tension ou encore entre le conducteur neutre et le conducteur de phase, ou
encore entre le conducteur neutre et la résistance dépendante de la tension.
Le principe de ce montage consiste en ce que la partie de l'unité d'installation dans laquelle est connecté le dispositif de protection contre les surtensions peut être séparée du reste du réseau électrique par un commutateur qui peut être actionné manuellement ou aussi de façon automatique. Dans la mesure o l'on doit mesurer la résistance d'isolement dans le réseau correspondant de lignes, on peut, en actionnant le commutateur, séparer du reste du réseau le dispositif de protection contre les surtensions ou du moins les résistances dépendantes de la tension, de sorte que le réseau électrique est disponible pour la mesure de la résistance d'isolement. Une fois la mesure effectuée, on peut, par une commutation correspondante du commutateur, connecter à nouveau le dispositif de protection contre les surtensions. Le montage de protection contre les surtensions est ici disposé de préférence dans la région d'un point de connexion pour des utilisateurs, par exemple dans l'installation d'une prise de courant, de sorte que le réseau électrique qui se termine en cette prise de
courant est interrompu avant le dispositif de protection contre les surtensions.
Cette mesure permet alors d'une manière simple d'effectuer la mesure habituelle de la résistance d'isolement, par le fait que le réseau électrique correspondant est séparé de la source de tension alternative et raccordé à une source de tension continue délivrant une tension continue de mesure. Des protecteurs de surtensions enfichables ou analogues éventuellement présents dans le réseau électrique peuvent être facilement déposés avant la mesure de
la résistance d'isolement, puis réinstallés une fois la mesure effectuée.
Bien évidemment, il est aussi possible d'intégrer le montage selon
l'invention dans de tels protecteurs de surtensions enfichables.
Une configuration supplémentaire particulièrement préférentielle de l'invention consiste en ce que le commutateur est couplé à un organe électrique ou électronique au moyen duquel le commutateur est fermé lorsque la branche de ligne est connectée à la source de tension alternative et ouvert lorsque la branche de ligne est connectée à la source de tension continue de mesure. Cette configuration permet de commuter le commutateur correspondant par le simple remplacement de la source de tension alternative par une source de tension continue, de sorte que, lorsque le réseau est alimenté en tension continue, le dispositif de protection contre les surtensions, notamment ses résistances dépendantes de la tension, est séparé de la branche de ligne à mesurer. A la suite du raccordement de cette branche de ligne à la source de tension alternative, le commutateur est refermé par l'organe électronique ou électrique, de sorte que le dispositif de protection
contre les surtensions est à nouveau connecté à la branche de ligne.
Une configuration supplémentaire à préférer dans certaines circonstances consiste en ce que le commutateur est couplé à un relais comme organe électrique, qui est intercalé dans un raccordement de ligne entre le conducteur de phase et le conducteur neutre et avec lequel sont montés en
série un condensateur et, éventuellement, une résistance préalable.
Une alternative préférentielle à la configuration précédente consiste en ce que le commutateur est réalisé sous forme de commutateur électronique, et un organe de commutation pour le commutateur est intercalé comme organe électrique dans un raccordement de ligne entre le conducteur de phase et le conducteur neutre, un condensateur éventuellement pourvu d'une résistance préalable étant monté en série avec cet organe de commutation. D'une manière préférentielle, un triac optocoupleur avec organe émetteur de lumière intégré est alors prévu comme commutateur électronique
et organe de commutation.
De plus, il est de préférence prévu qu'une diode électroluminescente contenue dans le triac optocoupleur soit connectée comme organe émetteur de lumière par l'intermédiaire d'un montage redresseur constitué d'une résistance préalable capacitive, d'un redresseur et
d'une résistance finale.
Afin de garantir qu'en cas de panne de tension dans le réseau électrique correspondant et d'apparition simultanée d'une surtension, le montage de protection soit actif même dans l'état dépourvu de tension, il est en outre prévu qu'un éclateur soit monté en parallèle avec le commutateur, de sorte que le commutateur ouvert est court-circuité en cas d'apparition d'une
surtension dans un état autrement dépourvu de tension du montage.
Grâce à cet éclateur supplémentaire, en cas de panne de tension io dans le réseau électrique correspondant et d'apparition d'une surtension dans le réseau, par exemple en cas d'action directe de la foudre dans l'installation parafoudre du bâtiment, le commutateur ouvert est courtcircuité, de sorte que
le montage de protection est activé même dans l'état dépourvu de tension.
Après une sollicitation correspondante de tension de choc, l'éclateur s'éteint et l'état dépourvu de tension est rétabli. Une protection permanente contre les
surtensions est ainsi garantie.
Des exemples de réalisation du montage selon l'invention sont
représentés sur les figures 1 à 6.
La figure 7 représente un montage avec protection contre les
surtensions selon l'état de la technique.
Le montage représenté sur la figure 7 est un montage avec un dispositif de protection contre les surtensions qui est fixement installé dans la région d'une prise de courant. Les bornes de connexion ou contacts correspondants 1 à 6 doivent être reliés aux conducteurs de phase L, conducteurs neutres N et conducteurs de protection PE menant à la prise de courant, des contacts étant disponibles de l'autre côté, qui peuvent être reliés
aux contacts de connexion correspondants de la prise de courant ou analogue.
Des résistances dépendantes de la tension V1, V2, sous la forme de varistors, et un éclateur F (protecteur de surtension rempli de gaz) sont connectés comme dispositif de protection contre les surtensions. Le conducteur de phase L et le conducteur neutre N sont ici reliés au conducteur de protection PE par l'intermédiaire d'une résistance dépendante de la tension respective V1, V2 et d'un éclateur commun F. La forme de réalisation représentée sur les figures est globalement désignée "dispositif de protection contre les surtensions". Ce dispositif est connecté à l'extrémité ou à proximité de l'extrémité de la branche de ligne constituée du conducteur de phase L, du conducteur neutre N et du conducteur de protection PE à laquelle un utilisateur peut être raccordé par
l'intermédiaire d'une prise de courant par exemple.
Afin de mesurer la résistance d'isolement de l'ensemble de la branche de ligne, I'ensemble de la branche de ligne est séparé de la source de
tension alternative et connecté à une source de tension continue de mesure.
Dans la mesure o l'on entreprend cela avec un montage selon la figure 7, des courants peuvent alors s'écouler à travers les résistances dépendantes de la tension V1 et V2, faisant ainsi croire à une isolation défaillante du réseau. C'est l0 pour empêcher cela que l'invention prévoit des montages selon les figures 1 à 6. Un commutateur S1 ou un contact de commutation est ici intercalé dans le conducteur de phase ou encore dans le conducteur neutre N à proximité du point de raccordement 7 ou 8 de la ou des résistances dépendantes de la tension Vi et V2, avant ce point de raccordement 7 ou 8 dans la direction de passage du courant (figure 1, figure 3, figure 5), ou bien un tel commutateur S1 ou contact de commutation est intercalé dans le raccordement de ligne partant du conducteur de phase L ou du conducteur neutre N pour mener à la résistance dépendante de la tension V1 ou V2, avant
le point de contact 9 qui mène à l'éclateur F et au conducteur de protection PE.
Ce commutateur S1 permet d'interrompre la liaison électrique entre le conducteur de phase L et la résistance dépendante de la tension V1 ou V2, ou encore entre le conducteur neutre N et le conducteur de phase L, ou encore
entre le conducteur neutre N et la résistance dépendante de la tension V1, V2.
Comme commutateur S1, on peut par exemple prévoir aussi un
commutateur à actionnement manuel.
Selon une première forme préférentielle de réalisation de l'invention, conformément aux figures 1, 2 ainsi que 5 et 6, le commutateur S1 est couplé à un organe électrique au moyen duquel le commutateur S1 est fermé lorsque la branche de ligne est connectée à la source de tension altemrnative, et ouvert lorsque la branche de ligne est connectée à la source de tension continue de mesure. A cet effet, dans les formes indiquées de réalisation, le commutateur S1 est couplé à un relais K1 comme organe électrique, qui est intercalé dans un raccordement de ligne entre le conducteur de phase L et le conducteur neutre N et avec lequel sont montés en série un condensateur C et une résistance préalable R1. Dans cette forme de réalisation, un faible courant passe par le condensateur C lorsque le réseau est mis sous tension alternative, de sorte que le relais K1 exerce une attraction et que le commutateur S1 est fermé par le relais. Le circuit de courant est ainsi fermé, et le dispositif de protection contre les surtensions en fonction. Dans la mesure o, afin de mesurer l'isolement, la branche de ligne est débranchée de la source de tension alternative et raccordée à une source de tension continue, il n'y a alors pas de passage de courant par le condensateur C. Le relais K1 n'exerce donc pas d'attraction et le commutateur
SI est ouvert, de sorte que le circuit de surtension est coupé.
On peut donc effectuer la mesure d'isolement sans que les
résultats de mesure soient perturbés par les varistors V1 ou V2.
Dans le montage selon les figures 3 et 4, le commutateur est réalisé sous forme de commutateur électronique T1, et un organe de commutation pour le commutateur T1 est intercalé comme organe électrique dans un raccordement de ligne entre le conducteur de phase L et le conducteur neutre N. Un triac TR à asservissement optique (triac optocoupleur), avec organe émetteur de lumière (LED) intégré, est ici prévu comme commutateur électronique et organe de commutation. L'organe émetteur de lumière LED est une diode électroluminescente. L'élément de commutation du triac optocoupleur (triac) est connecté dans le raccordement de ligne entre le conducteur de phase L et le conducteur neutre N, tandis que l'élément d'asservissement (diode électroluminescente intégrée) est exploité par l'intermédiaire d'un montage redresseur G. Avec un tel montage également, on obtient à l'aide du montage redresseur G un faible écoulement de courant lors du raccordement du circuit à une source de tension alternative, de sorte que la diode est activée et le triac TR amorcé. Lorsque le montage est exploité avec une tension alternative, la diode électroluminescente contenue dans le triac optocoupleur reçoit ainsi une tension continue pulsatoire constante qui est produite par un montage redresseur constitué d'une résistance préalable capacitive, d'un redresseur et d'une résistance finale, de sorte que la diode électroluminescente est activée et que le triac contenu dans le triac optocoupleur est amorcé et ferme ainsi le circuit de courant, de sorte que le dispositif de protection contre les surtensions V1, V2 est en situation de fonctionnement. Par conséquent, la diode électroluminescente LED n'est pas activée, de même que le triac TR n'est pas amorcé. La partie de protection contre les surtensions, notamment les varistors Vl et V2, est ainsi séparée du
reste du système de lignes.
Dans le montage selon les figures 5 et 6, un éclateur F2 est s monté en parallèle avec le commutateur S1, de sorte que le commutateur ouvert S1 est court-circuité en cas d'apparition d'une surtension alors que le montage se trouve dans l'état dépourvu de tension. La fonction de protection contre les surtensions est ainsi garantie même dans l'état dépourvu de tension
du montage.
L'invention n'est pas limitée aux présents exemples de réalisation, mais peut connaître de multiples variations dans le cadre de la présente divulgation. Toutes les nouvelles caractéristiques et combinaisons de
caractéristiques divulguées dans la description et/ou sur les dessins annexés
sont considérées comme essentielles à l'invention.
Claims (7)
1.-Montage pour des réseaux alimentés en tension alternative avec un conducteur de phase (L), un conducteur neutre (N) et un conducteur de protection (PE), des résistances dépendantes de la tension, notamment des varistors (Vl, V2), et un éclateur (F) (protecteur de surtension rempli de gaz) étant connectés comme dispositif de protection contre les surtensions, par le fait que le conducteur de phase (L) et le conducteur neutre (N) sont reliés au conducteur de protection (PE) par l'intermédiaire d'une résistance respective dépendante de la tension et d'un éclateur, de préférence d'un éclateur commun, le dispositif de protection contre les surtensions étant en outre raccordé à l'extrémité ou à proximité de l'extrémité de la branche de ligne constituée du conducteur de phase, du conducteur neutre et du conducteur de protection à laquelle un utilisateur peut être raccordé par l'intermédiaire d'une prise de courant par exemple, la branche de ligne étant, afin de mesurer sa résistance d'isolement, séparée de la source de tension alternative et raccordée à une source de tension continue de mesure, caractérisé en ce qu'un commutateur (S1 ou T1I) est intercalé dans le conducteur de phase (L) ou le conducteur neutre (N) à proximité du point de raccordement (7 ou 8) de la résistance dépendante de la tension (avant ce point dans la direction de passage du courant), ou dans le raccordement de ligne partant du conducteur de phase (L) ou du conducteur neutre (N) pour mener à la résistance dépendante de la tension, commutateur qui permet d'interrompre la liaison électrique entre le conducteur de phase (L) et la résistance dépendante de la tension ou encore entre le conducteur neutre (N) et le conducteur de phase (L), ou encore entre le conducteur neutre (N) et la
résistance dépendante de la tension.
2.- Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le commutateur (S1, T1) est couplé à un organe électrique ou électronique au moyen duquel le commutateur (S1, T1) est fermé lorsque la branche de ligne est connectée à la source de tension alternative et ouvert lorsque la branche de
ligne est connectée à la source de tension continue de mesure.
3.- Montage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le commutateur (S1) est couplé à un relais (K1) comme organe électrique, qui est intercalé dans un raccordement de ligne entre le conducteur de phase (L) et le conducteur neutre (N) et avec lequel sont montés en série un condensateur
(C) et, éventuellement, une résistance préalable (R1).
4.- Montage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le commutateur (T1) est réalisé sous forme de commutateur électronique et un organe de commutation pour le commutateur (T1) est intercalé comme organe électrique dans un raccordement de ligne entre le conducteur de phase (L) et le conducteur neutre (N), un condensateur (C) éventuellement pourvu d'une résistance préalable (R1) étant monté en série avec cet organe de commutation.
5.- Montage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un triac optocoupleur avec organe émetteur de lumière intégré est prévu comme
commutateur électronique et organe de commutation.
6.- Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une diode électroluminescente contenue dans le triac optocoupleur est connectée comme organe émetteur de lumière (LED) par l'intermédiaire d'un montage redresseur constitué d'une résistance préalable capacitive, d'un redresseur et
d'une résistance finale.
7.-Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce qu'un éclateur (F2) est monté en parallèle avec le
commutateur (S1, T1), de sorte que le commutateur ouvert (S1, T1) est court-
circuité en cas d'apparition d'une surtension dans un état autrement dépourvu
de tension du montage.
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