FR2873510A1

FR2873510A1 - Procede et dispositif de sauvegarde d'un circuit de protection contre les surtensions

Info

Publication number: FR2873510A1
Application number: FR0408067A
Authority: FR
Inventors: Michel Cantagrel
Original assignee: CITEL SAS
Current assignee: CITEL SAS
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-01-27
Anticipated expiration: 2024-07-21
Also published as: FR2873510B1

Abstract

Dispositif de sauvegarde d'un circuit de protection (3) connecté à une ligne électrique (1) pour détourner des surtensions transitoires de celle-ci, ledit dispositif comportant un capteur de courant (10) agencé pour mesurer un courant (i) traversant au moins une varistance (7) dudit circuit de protection, caractérisé par le fait qu'il comporte :un générateur de signal image apte à former un signal électrique (U2) qui est une image d'un état de température de ladite au moins une varistance à partir du courant mesuré par ledit capteur,un comparateur de signaux (25) aptes à comparer ledit signal image à un signal de référence (UR) en vue de déclencher un circuit de sécurité, ledit circuit de sécurité (40) étant apte à déconnecter ledit circuit de protection de ladite ligne de transport d'énergie électrique.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de

sauvegarde d'un circuit de protection connecté à une ligne de transport d'énergie électrique pour détourner des surtensions transitoires de celleci, en particulier une ligne à basse tension, par

exemple inférieure à 500V ou une ligne à moyenne tension, par exemple inférieure à 40kV.

Au sens de l'invention, une ligne de transport d'énergie électrique désigne tout conducteur servant à amener de l'énergie électrique à un équipement électrique. Il est courant d'utiliser un circuit de protection connecté à une telle ligne pour protéger les équipements utilisateurs situés en aval contre des surtensions transitoires pouvant avoir diverses origines, comme par exemple la foudre, des perturbations industrielles, etc. On utilise des circuits de protection qui ont normalement une résistance d'isolement très élevée et qui s'amorcent brusquement et deviennent conducteurs avec une résistance plus faible, afin de pouvoir dériver à la terre un fort courant de décharge lorsqu'ils sont soumis à des surtensions transitoires, dont la valeur dépasse un certain seuil, qui est bien entendu un peu supérieur à la tension normale de fonctionnement des équipements électriques à protéger.

Pour réaliser un tel circuit de protection, il est connu d'utiliser des composants hautement non linéaires appelés varistances, éventuellement combinés avec d'autres composants tels que éclateurs à air, éclateurs à gaz, fusibles, diodes, etc. Les varistances modernes sont notamment faites d'oxyde de Zinc. Le courant I à travers une telle varistance s'accroît considérablement plus vite que la tension V à ses bornes, de sorte qu'on peut définir une tension d'écrêtage Ve telle que si V<Ve, le courant I peut être considéré négligeable et, lorsque V atteint Ve, la varistance devient conductrice si brusquement que la tension V ne dépasse quasiment pas +/-Ve. L'énergie qui est absorbée par le circuit de protection au cours d'une décharge est très élevée et peut mener à une destruction thermique des varistances, qui se traduit par une explosion, si la décharge est particulièrement puissante.

US4495459 propose de compter les décharges ayant un effet significatif sur la durée de vie d'un circuit de protection incluant des varistances. Pour cela, on mesure l'échauffement d'une varistance séparée interposée sur la ligne de décharge du circuit de protection à l'aide d'un bilame métallique. Le temps de réponse d'un tel capteur de température est assez long.

US5621309 décrit un procédé pour détecter une varistance défectueuse dans un circuit de protection constitué de deux piles parallèles de varistances à oxyde de zinc branchées en série. Ce procédé consiste à comparer la différence entre les courants traversant chacune des piles avec le courant total traversant le circuit de protection. Il permet d'intervenir pour remplacer une varistance défectueuse avant que ne se produise une destruction complète du circuit de protection.

Dans ces deux exemples antérieurs, seule la dégradation progressive des varistances est prise en compte. Le problème majeur qui est le risque d'une surchauffe soudaine des varistances et de leur passage en emballement thermique n'est pas traité.

La présente invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif permettant de prévenir les risques de surchauffe et de destruction thermique d'un circuit de protection à varistances, en particulier suite à une décharge de durée inférieure au temps de réponse d'un élément fusible ou dans toute autre situation.

Pour cela, l'invention fournit un procédé de sauvegarde d'un circuit de protection connecté à une ligne de transport d'énergie électrique pour détourner des surtensions transitoires de celle-ci, dans lequel on mesure un courant traversant au moins une varistance dudit circuit de protection, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes consistant à : former, à partir dudit courant mesuré, un signal électrique qui est une image d'un état de température de ladite au moins une varistance, comparer ledit signal image à un signal de référence pour déclencher un circuit de sécurité déconnectant ledit circuit de protection de ladite ligne de transport d'énergie électrique.

En déterminant l'état de température de la ou des varistance(s) par un traitement électrique ou électronique d'une mesure de courant, on obtient une estimation de cet état de température avec un meilleur temps de réponse que celui d'un capteur de température classique. Ainsi, la déconnexion du circuit de protection à varistances peut être réalisée en temps utile, c'est-à-dire avant destruction thermique des varistances, ce qui assure effectivement la sauvegarde du circuit de protection. De plus, le procédé peut être mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif très simple tout en obtenant une précision satisfaisante.

De préférence, ledit signal image est formé par intégration dudit courant mesuré.

Avantageusement, on règle une durée de ladite intégration de manière à représenter une dissipation de la chaleur par ladite au moins une varistance.

Selon un mode de réalisation particulier, le signal image est une tension électrique entre les bornes d'une capacité.

Avantageusement, on laisse ladite capacité se décharger dans une durée de décharge représentant une dissipation de la chaleur par ladite au moins une varistance.

De préférence dans ce cas, on règle ladite durée de décharge avec une résistance branchée en parallèle avec ladite capacité entre les 15 bornes de celle-ci.

Avantageusement, on règle ledit signal de référence de manière à représenter un échauffement admissible par ladite au moins une varistance.

De préférence dans ce cas, on règle ledit signal de référence en fonction d'une température ambiante d'un lieu où se trouve ledit circuit de protection. Comme le but recherché est d'éviter que la ou chaque varistance ne dépasse une certaine température absolue, l'échauffement admissible de la varistance est décroissant en fonction de la température ambiante.

Avantageusement, ledit courant est mesuré de manière indépendante de sa polarité. Ceci peut être obtenu en redressant un signal de mesure polarisé.

L'invention fournit aussi un dispositif de sauvegarde d'un circuit de protection connecté à une ligne de transport d'énergie électrique pour détourner des surtensions transitoires de celle-ci, ledit dispositif comportant un capteur de courant agencé pour mesurer un courant traversant au moins une varistance dudit circuit de protection, caractérisé par le fait qu'il comporte: un générateur de signal image apte à former un signal électrique qui est 35 une image d'un état de température de ladite au moins une varistance à partir du courant mesuré par ledit capteur, un comparateur de signaux aptes à comparer ledit signal image à un signal de référence en vue de déclencher un circuit de sécurité, ledit circuit de sécurité étant apte à déconnecter ledit circuit de protection de ladite ligne de transport d'énergie électrique.

De préférence, le générateur de signal image comporte des moyens d'intégration pour intégrer un signal de mesure dudit capteur.

Selon un mode de réalisation particulier, lesdits moyens d'intégration comportent une capacité pour produire ledit signal image en tant que tension électrique entre les bornes de ladite capacité.

Avantageusement, les moyens d'intégration comportent une résistance branchée en parallèle avec ladite capacité entre les bornes de celle-ci pour laisser ladite capacité se décharger dans une durée de décharge représentant une dissipation de la chaleur par ladite au moins une varistance.

Selon un mode de réalisation particulier, le capteur de courant comporte une bobine de Rogowski et un circuit intégrateur pour produire un signal de mesure par intégration d'un courant circulant dans ladite bobine de Rogowski.

De préférence, on prévoit un capteur de température pour mesurer une température ambiante d'un lieu où se trouve ledit circuit de protection et un générateur de signal de référence apte à produire ledit signal de référence en fonction de ladite température ambiante.

Avantageusement, le générateur de signal image comporte des moyens de redressement aptes à redresser un signal de mesure du capteur. De tels moyens de redressement sont par exemple formés d'une diode ou d'un pont de diodes.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins: la figure 1 est un schéma électrique d'un circuit de protection de varistance selon l'art antérieur, la figure 2 est un diagramme représentant différentes zones de fonctionnement du circuit de protection de la figure 1, la figure 3 est un schéma électrique d'un dispositif de sauvegarde selon un mode de réalisation de l'invention, destiné à sauvegarder un circuit de protection connecté à une ligne de transport d'énergie électrique.

La norme CEI 61 643-1 relative aux circuits de protection impose dans le cadre de l'essai de stabilité thermique qu'un dispositif de déconnexion thermique doit éviter l'échauffement exagéré du composant de protection, c'est-à-dire par exemple des varistances. La vérification de ce dispositif de déconnexion se fait de la manière suivante: la valeur du courant traversant le circuit de protection est augmentée selon les pas suivants: 2, 5, 10, 20, 40, 80, 160, 320, 640, 1000 mA efficace. Chaque pas est maintenu jusqu'à ce que l'équilibre thermique soit atteint, c'est à dire jusqu'à ce que la température varie de moins de 2 C sur une durée de 10 min. Cet essai est arrêté si le dispositif de déconnexion fonctionne.

Ce mode de vérification conduit à ne contrôler le dispositif de déconnexion thermique que dans un état thermique quasi stationnaire du circuit de protection et à très faible niveau de courant.

Ce protocole avait été introduit pour prendre en compte la baisse lente mais progressive des propriétés isolantes des varistances à oxyde de zinc sous champ électrique permanent. Ce phénomène se produisait quand la fabrication n'était pas encore bien maîtrisée. L'amélioration des formulations chimiques des matériaux et les progrès dans la maîtrise des procédés industriels de fabrication des varistances a permis d'éliminer totalement ce phénomène. Cet essai n'est donc plus représentatif du comportement actuel des varistances à oxyde de zinc.

Dans la réalité de l'utilisation des protections à base de varistances à oxyde de zinc, on constate qu'un certain nombre de ces produits, munis de protections thermiques conformes à la norme, sont tout de même détruits. Des simulations révèlent que l'état de destruction de ces pièces ne peut être reproduit que par l'application de courants beaucoup plus élevés.

La figure 1 représente un circuit de protection 50 de type connu et conforme à la norme CEI 61 643-1. Ce circuit adapté aux lignes à basse tension est par exemple dimensionné pour supporter des décharges de l5kA (10/35011s), ce qui est similaire à une frappe directe de la foudre. Ce circuit comporte deux terminaux 51 et 52 pour la connexion d'un tronçon amont 63 (côté secteur) et d'un tronçon aval 64 (côté utilisation) de la ligne électrique à protéger et un conducteur 58 assurant la liaison électrique entre les terminaux 51 et 52. Un terminal 53 est prévu pour la connexion d'un câble de liaison à la terre 54. Les composants de protection eux-mêmes, reliés en série entre le conducteur 58 et le terminal 53, sont un élément fusible 55, un réseau série de varistances 56 et un réseau série d'éclateurs à gaz 57. Une liaison thermique 59 permet de transmettre la chaleur produite dans les varistances 56 à l'élément fusible 55 pour déclencher la déconnexion thermique de celui-ci en cas de surchauffe. Un indicateur visuel de déconnexion 60 et un contacteur de télésignalisation 61 sont déclenchés par l'élément fusible 55 en cas de déconnexion thermique. Le contacteur de télésignalisation 61 peut être relié à une ligne de télésignalisation (non représentée) aboutissant par exemple dans un poste de surveillance.

Le comportement du circuit de protection 50 de la figure 1 en fonction du niveau de courant qui le traverse est représenté dans le diagramme de la figure 2. La courbe 70 délimite la frontière supérieure d'une zone 71 où l'énergie dissipée dans les varistances 56 est insuffisante pour que la température de destruction soit atteinte. La zone 72 comprise entre la courbe 70 et la droite 73 en trait interrompu est la zone où la protection thermique constituée de l'élément fusible 55 installé pour satisfaire l'exigence de l'essai de stabilité thermique est active. La zone 74 au dessus de la courbe 75 correspond au fonctionnement d'un fusible supplémentaire de calibre 125A (non représenté) qu'il est conseillé d'implanter en série avec le circuit de protection 50. On constate qu'il a une efficacité quasiment nulle quant à la sauvegarde du circuit de protection 50.

En conclusion on note que toute la zone 76 à droite de la courbe 70 et au dessus de la droite 73 représente un couple courant-temps d'application qui entraîne la destruction des varistances 56 par excès d'échauffement.

On constate par le retour des pièces détruites que les destructions sont liées à un dépassement de la température maximale de fonctionnement, qui se situe par exemple aux environs de 190 C d'après 2873510 7 Bartowiak et al. J. APPL. PHYS. Vol. 79, p8629-8633, qui ont bien analysé les caractéristiques thermiques des varistances à oxyde de zinc.

On va décrire en référence à la figure 3 un dispositif de sauvegarde d'un circuit de protection à varistances, tel que par exemple le circuit de protection 50 de la figure 1, qui permet notamment d'éviter la destruction du circuit de protection lorsqu'il se trouve soumis à une contrainte électrique se situant dans le domaine 76 défini ce dessus. Ce dispositif de sauvegarde est fondé sur les considérations suivantes: - La courbe courant tension d'une varistance montre que la tension ne varie que très faiblement en fonction du courant pour les courants au delà d'un certain seuil, par exemple de 1mA. En première approximation, on peut considérer que cette tension (tension d'écrêtage Ve) est stable et indépendante du courant pour un modèle de varistance donné.

- L'énergie absorbée par la varistance peut donc être décrite par la charge absolue en Coulomb qui traverse la varistance au cours d'une perturbation multipliée par la tension d'écrêtage Ve. Cette tension est connue pour un modèle de varistance donné. L'énergie absorbée par la varistance se traduit par un échauffement de celle ci.

- Pour les impulsions de courte durée, le comportement d'une varistance est adiabatique et toute l'énergie est donc convertie en élévation de température. La capacité calorifique d'une varistance peut être mesurée sans difficulté.

- On peut donc connaître la charge absolue maximale en Coulomb que peut supporter un circuit de protection à base de varistances à oxyde de zinc, sur une durée d'échauffement adiabatique, à partir de sa température maximale de fonctionnement.

Sur la figure 3, une ligne de transport de courant 1 comporte un tronçon côté secteur la et un tronçon côté utilisation lb entre lesquels se trouve une liaison avec un circuit de protection contre les surtensions.

Le circuit de protection 3, du type comportant au moins une varistance, est connecté entre la ligne 1 et une autre ligne conductrice 2, qui peut être par exemple une ligne de terre ou de neutre, par l'intermédiaire d'une ligne de connexion 4 reliant la ligne 1 d'une borne d'entrée du circuit de protection 3 et d'une ligne de connexion 5 reliant une borne de sortie du circuit de protection 3 à la ligne 2. Le circuit de protection 3 comporte une varistance 7 interposée entre les bornes d'entrée et de sortie, ainsi que tout autre composant utile (non représenté), afin de pouvoir écouler les surtensions dépassant un certain seuil depuis la ligne 1 vers la ligne 2, tout en garantissant une haute isolation entre les lignes 1 et 2 en l'absence de surtension transitoire. La varistance 7 peut être aussi une pile de varistances identiques connectées en série ou en parallèle. En fait, le circuit de protection 3 peut être tout circuit comprenant au moins une varistance, quelle que soit sa complexité et ses éventuels autres composants (éclateur à air ou à gaz en série avec des varistances, etc...). A cet égard, la représentation de la figure 3 est purement schématique.

Un dispositif de sauvegarde est prévu pour empêcher une destruction de la varistance 7 du circuit de protection 3 par surchauffe lorsque survient une décharge de niveau d'énergie très élevé. Ce dispositif de sauvegarde comporte un capteur de courant 10 pour mesurer le courant traversant la varistance 7, un circuit redresseur 15 pour redresser le signal de mesure du capteur 10, un circuit intégrateur 20 pour produire un signal image formé de l'intégrale du signal de mesure redressé sur une durée d'intégration déterminée, un générateur de signal de référence 30 pour produire un signal électrique de référence représentant un échauffement admissible par la varistance 7, un circuit comparateur 25 pour comparer le signal image au signal de référence et un circuit de sécurité 40 pour déconnecter le circuit de protection 3 du tronçon côté secteur la de la ligne 1 sous la commande du circuit comparateur 25.

L'ensemble formé des circuits redresseur 15 et intégrateur 20 reçoit un signal d'entrée qui est une mesure du courant i traversant la varistance 7 et produit en sortie un signal image qui est une estimation de l'élévation de température de la varistance 7 créée par le passage du courant i. En effet, la tension aux bornes de la varistance 7 et la capacité calorifique de celle-ci étant constante, la charge absolue en Coulomb qui a traversé la varistance 7 est bien proportionnelle à son échauffement, du moins tant que les calories absorbées par la varistance 7 ne sont pas éliminées par dissipation thermique.

Pour cela, la durée d'intégration du circuit intégrateur 20 est choisie de manière à correspondre sensiblement à la durée pendant laquelle l'échauffement de la varistance 7 traversée par le courant i qu'on mesure n'est pas compensé par les transferts thermiques entre la varistance 7 et son environnement, à savoir une durée d'échauffement adiabatique. Cette durée peut être décrite physiquement comme une constante de temps de dissipation thermique de la varistance 7, qui peut être mesurée sans difficulté particulière avec les techniques connues. Cette constante de temps peut aussi être obtenue par modélisation. On consultera à cet égard Bartkowiak (op. cit.) pour le cas où la dissipation thermique s'effectue de manière prépondérante par diffusion. Par sécurité, la durée d'intégration est choisie de préférence supérieure à la constante de temps de dissipation thermique de la varistance 7.

Le générateur de signal de référence 30 est de préférence relié à un capteur de température 32 qui est agencé de manière à mesurer la température ambiante Ta au niveau du circuit de protection 3, c'est-àdire la température du milieu vers lequel est transférée la chaleur produite dans le circuit de protection 3. A l'aide de la valeur de température reçue par la ligne 31 et d'un seuil de température admissible Tmax prédéterminé dans le générateur de signal de référence 30, celui-ci produit un signal de référence proportionnel à (Tmax Ta), c'est-à-dire à l'échauffement admissible par la varistance 7. Le seuil Tmax est inférieur ou égal à la température de destruction de la varistance 7.

Le circuit de sécurité 40 comporte un coupe-circuit 41 qui est normalement fermé et une borne de commande 28 reliée par une ligne de commande 27 à la sortie du circuit comparateur 25. Lorsque le signal image dépasse le signal de référence, le circuit comparateur 25 produit un signal de sortie qui provoque l'ouverture du coupe-circuit 41 de manière à interrompre la décharge électrique traversant le circuit de protection 3, et donc à interrompre l'échauffement de la varistance 7 avant qu'elle n'atteigne une température de destruction.

Dans l'exemple représenté, le coupe-circuit 41 est agencé entre les tronçons la et lb de la ligne 1, tandis que le circuit de protection 3 est relié électriquement à la ligne 1 en aval du coupe-circuit 41 par un conducteur 6. Ainsi, l'ouverture du coupe-circuit 41 provoque à la fois la déconnexion du circuit de protection 3 et la déconnexion du tronçon côté utilisation lb. En variante, le coupe-circuit 41 peut être agencé au niveau du connecteur 6, afin de déconnecter uniquement le 2873510 10 circuit de protection 3 du tronçon côté secteur la, sans interrompre l'alimentation du tronçon côté utilisation lb de la ligne 1. Ce choix dépend de la stratégie de protection des équipements branchés côté utilisation, c'est-à-dire notamment de la présence éventuelle d'autres dispositifs de protection contre les surtensions.

Dans l'exemple représenté, le capteur de courant 10 se compose d'une bobine de Rogowski 11 placée autour de la ligne de connexion 5 et d'un circuit intégrateur 12 relié à celle-ci. Une bobine de Rogowski est une bobine dont les spires sont distribuées très régulièrement sur un support torique tout autour de celui-ci. On notera qu'une partie de ces spires a été omise sur la figure 3. La tension de sortie de la bobine 11 est proportionnelle à la dérivée du courant i dans la ligne de connexion 5. Le circuit intégrateur 12 intègre cette tension pour produire le signal de mesure, qui est ici une tension U1 entre les lignes de sortie 13 et 14. La combinaison de la bobine de Rogowski 11 et d'un circuit intégrateur fournit un système de mesure de courant très versatile, très linéaire, qui peut être adapté à de vastes plages de fréquence, d'intensité et de taille du conducteur.

Le circuit intégrateur 12 peut être de tout type, par exemple un circuit passif à base de résistances et de capacités, ou un circuit électronique plus complexe, par exemple à amplificateur opérationnel.

Dans l'exemple représenté, la tension Ul est redressée par un pont de diodes formé de quatre diodes 16 branchées de manière à former deux branches parallèles de deux diodes chacune, reliant à chaque fois un fil de masse 17 à une borne d'entrée 29 du circuit intégrateur 20 et n'autorisant la circulation du courant que dans ce sens. Les lignes de sortie 13 et 14 du capteur de courant 10 sont chacune branchées au point milieu d'une des branches du pont de diodes.

On notera que le circuit redresseur 15 est nécessaire lorsque la polarité du courant i est susceptible de changer au cours d'une décharge. Dans le cas inverse, si la polarité de la décharge est constante, par exemple lorsque la surtension a une origine connue comme l'ouverture d'une inductance, aucun circuit redresseur n'est nécessaire.

Dans l'exemple représenté, le circuit intégrateur 20 est un circuit passif à base de résistances et de capacités. Par exemple, il comporte une résistance 21 et un condensateur 22 branchés directement 2873510 11 en série entre la borne d'entrée 29 et le fil de masse 17. On obtient ainsi aux bornes du condensateur 22 une tension U2 qui est proportionnelle à la charge absolue en Coulomb qui a traversé le circuit de protection 3 au cours d'une décharge, et qui constitue donc un signal image représentant l'échauffement enduré par la varistance 7.

La tension U2 est transmise par une ligne de sortie 24 du circuit intégrateur 20 à une borne d'entrée du circuit comparateur 25, dont l'autre borne d'entrée est reliée au générateur de signal de référence 30 par une ligne de sortie 26 sur laquelle le générateur de signal de référence 30 produit le signal de référence sous la forme d'une tension UR.

Une résistance 23 est branchée en parallèle avec le condensateur 22 entre le fil de masse 17 et la ligne de sortie 24.

La résistance 23 a pour fonction d'introduire une constante de temps électrique de décharge du condensateur 22 qui fournit la durée d'intégration du circuit intégrateur 20 et qui est dimensionnée de manière à simuler la dissipation thermique de la varistance 7. De préférence, la résistance 21 est beaucoup plus haute que la résistance 23.

Ainsi, on a mis en place un ensemble de circuits 10, 15, 20 ayant un comportement électrique à l'image du comportement thermique de la varistance du circuit de protection. Il présente l'énorme avantage sur les systèmes de mesure de température déjà proposés d'avoir un temps de réponse très court. Ce temps de réponse réduit permet d'éviter les emballements thermiques destructeurs subis actuellement sur les circuits de protection à varistance.

D'autres types de capteur de courant 10 peuvent être utilisés, par exemple un transformateur électrique ou une fibre optique sensible au courant électrique. D'autres types de circuit intégrateur 20 peuvent être utilisés, par exemple un circuit électronique avec amplificateur opérationnel ou autre.

Il est clair que des composants numériques ou analogiques peuvent être utilisés pour réaliser toutes les fonctions décrites ci-dessus.

En fonctionnement, le coupe-circuit 41 est initialement fermé. Lorsque survient une surtension sur le tronçon côté secteur 1 a et que le seuil d'allumage du circuit de protection 3 est atteint, celui-ci devient passant et écoule une décharge d'intensité i vers la ligne 2. Si, au cours de cette décharge, le signal image U2 dépasse le signal de référence UR, le coupe-circuit 41 est ouvert. Les réglages du signal de référence UR et de la durée d'intégration du circuit intégrateur 20 sont tels que la température de la varistance 7 n'atteint pas sa température de destruction. Le signal U2 peut aussi être amené à dépasser le signal de référence UR à l'issue de plusieurs décharges rapprochées n'ayant pas laissé à la varistance 7 le temps de se refroidir, c'est-à-dire par plusieurs échauffements cumulés.

Le circuit de protection 3 peut être n'importe quel circuit de protection comportant au moins une varistance. Dans le cas d'un circuit de protection comportant plusieurs branches parallèles ayant à chaque fois au moins une varistance, plusieurs agencements sont possibles pour le dispositif de sauvegarde: - il peut se servir du courant total traversant le circuit de protection 3, comme sur la figure 3, lorsque l'échauffement est supposé identique dans toutes les branches, c'est-à-dire que la capacité calorifique et le dimensionnement des varistances sont les mêmes dans chaque branche. Dans ce cas, le signal de référence et/ou le signal image devra tenir compte du nombre de branches, de manière à ne pas confondre l'énergie absorbée par toutes les branches et l'énergie absorbée par chaque branche; - on peut aussi prévoir un dispositif de sauvegarde séparé pour chaque branche, mesurant le courant dans une seule branche, notamment lorsque l'échauffement est supposé hétérogène entre les branches. Dans ce cas, le circuit de sécurité de chaque dispositif de sauvegarde peut être agencé pour déconnecter seulement la branche correspondante, ou bien tout le circuit de protection.

En combinaison ou en alternative au déclenchement du circuit de sécurité,le comparateur de signaux du dispositif de sauvegarde peut être utilisé pour produire un signal d'information ou d'alerte à destination d'un poste de surveillance et/ou d'un dispositif d'enregistrement des évènements.

Les varistances à oxyde de zinc sont à l'heure actuelle les principaux composants que le dispositif de sauvegarde décrit ci-dessus est destiné à sauvegarder. Toutefois, ce dispositif n'est pas limité à cette application et peut servir à sauvegarder tout composant présentant une tension d'écrêtage sensiblement indépendante de l'intensité du courant qui le traverse.

On notera qu'un réglage dynamique du signal de référence en fonction de la température ambiante n'est pas toujours nécessaire, notamment lorsque la température ambiante varie peu et/ou que le signal de référence est fixé à un niveau présentant une marge de sécurité suffisante.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de sauvegarde d'un circuit de protection (3) connecté à une ligne de transport d'énergie électrique (i) pour détourner des surtensions transitoires de celle-ci, dans lequel on mesure un courant (i) traversant au moins une varistance (7) dudit circuit de protection, caractérisé par le fait qu'il comporte: former, à partir dudit courant mesuré, un signal électrique (U2) qui est une image d'un état de température de ladite au moins une varistance, comparer ledit signal image à un signal de référence (UR) pour Io déclencher un circuit de sécurité (40) déconnectant ledit circuit de protection de ladite ligne de transport d'énergie électrique.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit signal image est formé par intégration dudit courant mesuré.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on règle une durée de ladite intégration de manière à représenter une dissipation de la chaleur par ladite au moins une varistance.

4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que ledit signal image est une tension électrique entre les bornes d'une capacité (22).

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on laisse ladite capacité (22) se décharger dans une durée de décharge représentant une dissipation de la chaleur par ladite au moins une varistance.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'on règle ladite durée de décharge avec une résistance (23) branchée en parallèle avec ladite capacité entre les bornes de celle-ci.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on règle ledit signal de référence (UR) de manière à représenter un échauffement admissible par ladite au moins une varistance.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'on règle ledit signal de référence en fonction d'une température ambiante d'un lieu où se trouve ledit circuit de protection (3).

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que ledit courant est mesuré de manière indépendante de sa polarité.

10. Dispositif de sauvegarde d'un circuit de protection (3) connecté à une ligne de transport d'énergie électrique (1) pour détourner des surtensions transitoires de celle-ci, ledit dispositif comportant un capteur de courant (10) agencé pour mesurer un courant (i) traversant au moins une varistance (7) dudit circuit de protection, caractérisé par le fait qu'il comporte: un générateur de signal image (15, 20) apte à former un signal électrique (U2) qui est une image d'un état de température de ladite au moins une varistance à partir du courant mesuré par ledit capteur, un comparateur de signaux (25) aptes à comparer ledit signal image à un signal de référence (UR) en vue de déclencher un circuit de sécurité (40), ledit circuit de sécurité étant apte à déconnecter ledit circuit de protection de ladite ligne de transport d'énergie électrique.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit générateur de signal image comporte des moyens d'intégration (20) pour intégrer un signal de mesure dudit capteur.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'intégration comportent une capacité (22) pour produire ledit signal image (U2) en tant que tension électrique entre les bornes de ladite capacité.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'intégration comportent une résistance (23) branchée en parallèle avec ladite capacité entre les bornes de celle-ci pour laisser ladite capacité se décharger dans une durée de décharge représentant une dissipation de la chaleur par ladite au moins une varistance.

14. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé par le fait que ledit capteur de courant (10) comporte une bobine de Rogowski (11) et un circuit intégrateur (12) pour produire un signal de mesure (U 1) par intégration d'un courant circulant dans ladite bobine de Rogowski.

15. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur de température (32) pour mesurer une température ambiante d'un lieu où se trouve ledit circuit de protection (3) et un générateur de signal de référence (30) apte à produire ledit signal de référence en fonction de ladite température ambiante.

16. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé par le fait que ledit générateur de signal image comporte des moyens de redressement (15) aptes à redresser un signal de mesure du capteur (10).