FR2738962A1 - PROTECTION DEVICE FOR OVERVOLTAGE BYPASS - Google Patents

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Abstract

On décrit un dispositif de protection pour dérivateurs de surtensions dans lequel le dispositif de protection est un sectionneur connu, constitué par un transformateur à travers lequel sont guidés un conducteur extérieur allant vers le dérivateur de surtensions et le neutre et dans lequel on a prévu un relais déclencheur qui actionne, via un mécanisme de commutation, les contacts d'interruption dans l'alimentation vers le dérivateur de surtensions. Le câblage du bobinage primaire (15) du transformateur (7) dans le sectionneur (6) est raccordé au neutre (1), est à contre sens par rapport aux câblages des bobinages (14) auxquels sont raccordés les conducteurs extérieurs (2).A protection device for overvoltage taps is described in which the protection device is a known disconnector, consisting of a transformer through which an external conductor is guided going towards the surge diverter and the neutral and in which a relay is provided. trip unit which activates, via a switching mechanism, the interrupt contacts in the power supply to the surge diverter. The wiring of the primary winding (15) of the transformer (7) in the disconnector (6) is connected to the neutral (1), is against the direction of the wiring of the windings (14) to which the outer conductors (2) are connected.

Description

L'invention concerne un dispositif de protection pour un dérivateur deThe invention relates to a protection device for a

surtensions, le dispositif de protection étant un sectionneur connu comportant un  overvoltages, the protection device being a known disconnector comprising a

transformateur à travers lequel sont guidés le conduc-  transformer through which the conduit is guided

teur extérieur allant vers le dérivateur de surtensions  external tor going to the surge arrester

et le neutre et dans lequel on a prévu un relais déclen-  and neutral and in which a trigger relay has been provided

cheur qui actionne, via un mécanisme de commutation, les  cheur which activates, via a switching mechanism,

contacts disjoncteurs dans l'alimentation vers le dériva-  circuit breaker contacts in the supply to the bypass

teur de surtensions.surge suppressor.

Comme protection contre des dégâts provoqués par des surtensions, on utilise souvent des dérivateurs de surtensions avec des varistances comme éléments de  As protection against damage caused by overvoltages, surge arresters with varistors are often used as elements of

limitation de la tension. Les varistances soxit connec-  voltage limitation. Varistors soxit connected

tées entre les bornes pour le neutre ou le conducteur extérieur d'une part et les bornes du conducteur de protection d'autre part ainsi qu'entre celles pour le  tees between the terminals for the neutral or the external conductor on the one hand and the terminals of the protective conductor on the other hand as well as between those for the

neutre et le conducteur extérieur.neutral and the outer conductor.

En foncti.nnement normal, une varistance ne con-  In normal operation, a varistor does not

duit qu'un très faible courant de fuite. Si elle est surchargée par un grand nombre ce petits courants de choc, elle est endommagée de manière irréversible et le courant de fuite augmente. Le courant de fuite provoque un échauffement de la varistance qui, en fonction de  says that a very low leakage current. If it is overloaded by a large number of these small shock currents, it is irreversibly damaged and the leakage current increases. The leakage current causes the varistor to heat up, which, depending on

l'endommagement, peut devenir important et la varis-  damage, can become significant and varis-

tance peut donc présenter un risque d'incendie. Il est  This may therefore present a risk of fire. It is

par conséquent nécessaire que le dérivateur de surten-  therefore necessary that the surge derivator

sions avec un courant de fuite trop élevé soit directe-  sions with too high a leakage current either direct-

ment isolé du réseau. Selon l'état de la technique, on dispose des fusibles présentant par exemple un courant  ment isolated from the network. According to the state of the art, fuses having for example a current are available.

nominal In < 10 A avant le dérivateur de surtensions.  nominal In <10 A before the surge arrester.

Il faut toutefois observer ici qu'un fusible ayant sa  It should however be observed here that a fuse having its

propre caractéristique ne convient pas pour la résolu-  own characteristic is not suitable for solving

tion de ce problème car il déclenche chaque fois qu'il est traversé par un courant de choc nominal (5 kA, 8/20 ks) de telle manière que l'installation qui le suit est sans protection de surtension. En outre, lorsque la  tion of this problem because it triggers each time it is crossed by a nominal shock current (5 kA, 8/20 ks) so that the installation which follows it is without overvoltage protection. Furthermore, when the

varistance est défectueuse, elle n'est séparée du ré-  varistor is defective, it is not separated from the

seau qu'à un courant de fuite très élevé et le risque  bucket only at a very high leakage current and the risk

d'incendie existe donc déjà.therefore already exists.

Selon le document EP-0 350 477 A2, on dispose un sectionneur de conducteur dont le contact est disposé dans le circuit de terre derrière le dérivateur de surtensions. En ce qui concerne ce sectionneur, il s'agit essentiellement d'un commutateur de sécurité du courant de défaut résistant au courant de choc. La coupure du dérivateur de surtensions ne se fait que lorsque le courant de fuite dépasse une certaine valeur dans le circuit du conducteur de protection. Toutes les varistances disposées entre le neutre et le conducteur extérieur ne sont pas surveillées. De même, la coupure  According to document EP-0 350 477 A2, there is a conductor disconnector whose contact is arranged in the earth circuit behind the surge arrester. With regard to this disconnector, it is essentially a safety switch for the fault current resistant to the surge current. The overvoltage divider is only cut off when the leakage current exceeds a certain value in the protective conductor circuit. All the varistors arranged between the neutral and the external conductor are not monitored. Likewise, the cut

des varistances disposées entre le neutre ou le conduc-  varistors arranged between neutral or conductive

teur extérieur et le conducteur de protection n'est pas suffisante car le dérivateur de surtensions n'est coupé  external tor and the protective conductor is not sufficient because the surge arrester is not cut

que du conducteur de protection, pas du réseau d'ali-  only from the protective conductor, not from the supply network

mentation. Un courant de fuite trop élevé peut par conséquent passer à travers les varistances même après un déclenchement du sectionneur. Lorsqu'une varistance disposée entre un conducteur extérieur et le conducteur  mentation. Too high a leakage current can therefore pass through the varistors even after the disconnector has tripped. When a varistor arranged between an external conductor and the conductor

de protection devient conductrice suite à une surchar-  protection becomes conductive following an overload

ge, le sectionneur coupe le dérivateur de surtensions du conducteur de protection. Il s'ensuit que les autres  The disconnector cuts the overvoltage diverter of the protective conductor. It follows that the others

varistances entre un conducteur extérieur et le conduc-  varistors between an external conductor and the conduct-

teur de protection sont surchargées car elles sont  protection are overloaded because they are

soumises en continu à la tension du conducteur exté-  continuously subjected to the voltage of the external conductor

rieur. Le courant de fuite qui se forme alors doit être arrêté par les fusibles placés plus en avant dans le circuit. Un échauffement non permis du dérivateur de  laughing. The leakage current which then forms must be stopped by the fuses placed further in the circuit. Unauthorized heating of the diverter

surtensions est de cette manière préprogrammé.  overvoltages are preprogrammed in this way.

Par le document EP-O 385 832 A1, on connaît des dispositifs dans lesquels la protection contre les  Document EP-O 385 832 A1 discloses devices in which protection against

surtensions est installée après un commutateur de sécu-  overvoltage is installed after a safety switch

rité de courant de défaut sélectif, résistant aux cou-  selective fault current current, resistant to

rants de choc. Dans ces dispositifs, le neutre et le conducteur extérieur sont guidés en série à travers le transformateur du commutateur de sécurité de courant de défaut. Cette disposition ne convient pas non plus pour surveiller les varistances connectées entre le neutre  shock rants. In these devices, the neutral and the external conductor are guided in series through the transformer of the fault current safety switch. This arrangement is also not suitable for monitoring the varistors connected between the neutral

et le conducteur extérieur.and the outside conductor.

En outre, on connaît, par le document DE 41 27 457, des dispositifs dans lesquels le sectionneur et  Furthermore, we know from document DE 41 27 457 devices in which the disconnector and

les varistances sont logés dans un bâti. En ce qui con-  the varistors are housed in a rack. Regarding

cerne le sectionneur, il s'agit ici également essen-  identifies the disconnector, this is also essential

tiellement d'un commutateur de sécurité du courant de défaut. Etant donné qu'il ne faut remplacer que les éléments de protection contre les surtensions suite au vieillissement ou à la surcharge, cette solution n'est pas raisonnable. En outre, cette disposition connue ne protège pas les varistances disposées entre le neutre  tally from a fault current safety switch. Since only the overvoltage protection elements must be replaced following aging or overload, this solution is not reasonable. In addition, this known arrangement does not protect the varistors arranged between the neutral

et le conducteur extérieur à cause du bobinage du cir-  and the outer conductor due to the winding of the circuit

cuit primaire, du neutre et du conducteur extérieur qui  primary, neutral and external conductor which

sont guidés en série à travers le transformateur.  are guided in series through the transformer.

L'objet de l'invention réside en la mise au point d'un dispositif de protection sur base d'un sectionneur qui protège non seulement les varistances reliées au  The object of the invention resides in the development of a protection device based on a disconnector which not only protects the varistors connected to the

conducteur de protection PE mais également les varis-  PE protective conductor but also varis-

tances entre le neutre et les conducteurs extérieurs.  tances between neutral and external conductors.

Ce problème est résolu selon l'invention en ce que, le câblage du bobinage primaire du transformateur dans le sectionneur est raccordé au neutre, est à contre-sens par rapport aux câblages des bobinages auxquels sont  This problem is solved according to the invention in that, the wiring of the primary winding of the transformer in the disconnector is connected to neutral, is against the direction of the wiring of the windings to which are

raccordés les conducteurs extérieurs.  connected the external conductors.

De préférence le sectionneur convient pour le raccordement d'un réseau monophasé ainsi que d'un  Preferably the disconnector is suitable for the connection of a single-phase network as well as a

réseau triphasé.three-phase network.

Les figures du dessin représentent un exemple d'exécution de l'invention qui est explicité dans la suite en se référant aux caractéristiques de techniques  The figures of the drawing represent an exemplary embodiment of the invention which is explained below with reference to the technical characteristics

de commutation connues.known switching devices.

La fig. 1 représente un schéma de connexion d'un déri- vateur de surtensions connu pour un réseau triphasé,  Fig. 1 represents a connection diagram of a known surge arrester for a three-phase network,

la fig. 2 représente un schéma de connexion d'un déri-  fig. 2 shows a connection diagram of a drift

vateur de surtensions connu pour un réseau monophasé et  known overvoltage generator for a single-phase network and

la fig. 3 représente un schéma de connexion du disposi-  fig. 3 shows a connection diagram of the device

tif de protection connu d'un sectionneur de conducteur quadripolaire avec un dérivateur  known protective tif of a quadrupole conductor disconnector with a diverter

de surtensions.overvoltages.

Selon les fig. 1 et 2, on utilise souvent pour la protection contre des endommagements provoqués par des  According to fig. 1 and 2, it is often used for protection against damage caused by

surtensions des dérivateurs de surtensions 10 compor-  overvoltage diverter overvoltages 10 behavior

tant des varistances 11, 12 comme éléments de limita-  both varistors 11, 12 as limiting elements

tion de tension. Ces varistances sont disposées entre les bornes pour le neutre 1 et le conducteur extérieur 2 et pour le conducteur de protection 13 ainsi qu'entre celles pour le neutre et le conducteur extérieur. Comme  tension. These varistors are arranged between the terminals for neutral 1 and the outer conductor 2 and for the protective conductor 13 as well as between those for the neutral and the outer conductor. As

on peut le voir dans la fig. 3, on utilise comme dispo-  it can be seen in fig. 3, we use as a dispo-

sitif de sécurité pour un dérivateur de surtensions 10, un sectionneur 6 qui fonctionne selon le principe connu d'un commutateur de sécurité pour un courant de défaut à temporisation et résistant au courant de choc. Il est constitué par un transformateur 7 à travers lequel sont guidés le neutre 1 et le conducteur extérieur 2. Le bobinage secondaire 9 du transformateur 7 relie le  safety device for an overvoltage diverter 10, a disconnector 6 which operates according to the known principle of a safety switch for a time delay fault current and resistant to the shock current. It consists of a transformer 7 through which the neutral 1 and the external conductor 2 are guided. The secondary winding 9 of the transformer 7 connects the

relais de déclenchement 5 à un comnutateur de tempori-  trigger relay 5 to a timer

sation 8. Le relais de déclenchement 5 actionne un mécanisme de commutation 4 qui ouvre simultanément tous les contacts d'interruption 3. Le neutre i est guidé à contre-sens par rapport aux conducteurs extérieurs 2 à travers le transformateur 7. Lorsque le courant de  sation 8. The trip relay 5 activates a switching mechanism 4 which simultaneously opens all the interrupt contacts 3. The neutral i is guided in the opposite direction to the external conductors 2 through the transformer 7. When the current of

fuite augmente à cause d'un quelconque élément de pro-  leak increases due to any element of pro-

tection contre les surtensions que sont les varistances 11, 12 à cause d'une surcharge ou d'une charge avec des faibles courants de choc à cause d'un endommagement irréversible des varistances 11, 12, cette augmentation du courant de fuite est prise comme une différence par le transformateur 7. On induit ainsi une tension dans le bobinage secondaire 9 qui provoque un déclenchement  protection against overvoltages which are the varistors 11, 12 because of an overload or of a load with low shock currents because of an irreversible damage of the varistors 11, 12, this increase in the leakage current is taken as a difference by the transformer 7. A voltage is thus induced in the secondary winding 9 which causes tripping

temporisé en intégrant la temporisation 8 du relais dé-  time delay by integrating time delay 8 of the relay

clencheur 5 et qui active le mécanisme de commutation 4  trigger 5 and which activates the switching mechanism 4

et sépare le dérivateur de surtensions 10 du réseau.  and separates the surge arrester 10 from the network.

Etant donné que le sectionneur 6 commute au plus tard à un courant de fuite de 30 mA, on exclut un échauffement non autorisé du dérivateur de surtensions 10. Etant donné que le neutre 1 passe, comme mentionné cidessus,  Since the disconnector 6 switches at the latest at a leakage current of 30 mA, an unauthorized heating of the overvoltage diverter 10 is excluded. Since the neutral 1 passes, as mentioned above,

à contre-sens par rapport au conducteur externe à tra-  against the direction of the external conductor through

vers le transformateur 7, le sectionneur 6 décrit ici surveille non seulement les varistances 12 connectées  to the transformer 7, the disconnector 6 described here not only monitors the varistors 12 connected

au conducteur de protection 13 mais également les va-  to the protective conductor 13 but also the

ristances 11 connectées entre le neutre 1 et le conduc-  resistors 11 connected between neutral 1 and the conduct-

teur extérieur 2. La disposition selon l'invention ne permet pas un échauffement non autorisé du dérivateur de surtensions 10 après le déclenchement du sectionneur 6 car tous les pôles du dérivateur de surtensions sont séparés du réseau d'alimentation Ll, L2, L3 et N. Le commutateur à temporisation 8 provoque que le relais déclencheur 5 ne déclenche qu'après une durée d'impulsion donnée de telle manière que le sectionneur  external tor 2. The arrangement according to the invention does not allow unauthorized heating of the overvoltage diverter 10 after the tripping of the disconnector 6 because all the poles of the overvoltage diverter are separated from the supply network Ll, L2, L3 and N The time delay switch 8 causes the trip relay 5 to trip only after a given pulse duration so that the disconnector

6 ne coupe pas le dérivateur de surtensions 10 du cir-  6 does not cut the overvoltage diverter 10 of the circuit

cuit lors de courtes pointes de courant mais uniquement  cooked during short current surges but only

lors de courants de fuite élevés durables.  during long lasting high leakage currents.

De préférence les varistances 11, 12 peuvent être  Preferably the varistors 11, 12 can be

remplacées en une seule pièce.replaced in one piece.

Claims (3)

RevendicationsClaims 1. Dispositif de protection pour un dérivateur de  1. Protection device for a diverter surtensions, le dispositif de protection étant un sec-  overvoltages, the protection device being a sec- tionneur connu comportant un transformateur à travers lequel sont guidés le conducteur extérieur allant vers  known actuator comprising a transformer through which the external conductor going to le dérivateur de surtensions et le neutre et dans le-  the surge arrester and the neutral and in the- quel on a prévu un relais déclencheur qui actionne, via un mécanisme de commutation, les contacts disjoncteurs dans l'alimentation vers le dérivateur de surtensions, caractérisé en ce que le câblage du bobinage primaire (15) du transformateur (7) dans le sectionneur (6) est raccordé au neutre (1), est à contre-sens par rapport aux câblages des bobinages (14) auxquels sont raccordés  which one has provided a trip relay which activates, via a switching mechanism, the circuit breaker contacts in the power supply to the surge arrester, characterized in that the wiring of the primary winding (15) of the transformer (7) in the disconnector ( 6) is connected to neutral (1), is against the direction of the wiring of the windings (14) to which are connected les conducteurs extérieurs (2).the outer conductors (2). 2. Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sectionneur (6) convient pour le raccordement d'un réseau monophasé ainsi que  2. Protection device according to claim 1, characterized in that the disconnector (6) is suitable for the connection of a single-phase network as well as d'un réseau triphasé.of a three-phase network. 3. Dispositif de protection selon la revendication  3. Protective device according to claim 1 et 2, caractérisé en ce que le dérivateur de surten-  1 and 2, characterized in that the surge derivator sions (10) est équipé de varistances (11, 12) comme éléments de surtension qui peuvent être remplacées en  sions (10) is equipped with varistors (11, 12) as overvoltage elements which can be replaced by une seule pièce.one piece.
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