FR2999294A1 - Detection device for directional detection of ground fault in e.g. insulated neutral balanced three-phase network, has location module including evaluation unit of phase shift between homopolar voltage and homopolar current derivative - Google Patents

Detection device for directional detection of ground fault in e.g. insulated neutral balanced three-phase network, has location module including evaluation unit of phase shift between homopolar voltage and homopolar current derivative Download PDF

Info

Publication number
FR2999294A1
FR2999294A1 FR1261709A FR1261709A FR2999294A1 FR 2999294 A1 FR2999294 A1 FR 2999294A1 FR 1261709 A FR1261709 A FR 1261709A FR 1261709 A FR1261709 A FR 1261709A FR 2999294 A1 FR2999294 A1 FR 2999294A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
voltage
current
homopolar
module
fault
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1261709A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2999294B1 (en
Inventor
Pascal Cumunel
Guillaume Verneau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Electric Industries SAS filed Critical Schneider Electric Industries SAS
Priority to FR1261709A priority Critical patent/FR2999294B1/en
Priority to ES13191328.7T priority patent/ES2535750T3/en
Priority to EP13191328.7A priority patent/EP2741390B1/en
Priority to UAA201314200A priority patent/UA118952C2/en
Priority to RU2013154085A priority patent/RU2633433C2/en
Priority to CN201310757374.3A priority patent/CN103852691B/en
Publication of FR2999294A1 publication Critical patent/FR2999294A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2999294B1 publication Critical patent/FR2999294B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H02H3/167Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass combined with other earth-fault protective arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/40Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to ratio of voltage and current
    • H02H3/402Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to ratio of voltage and current using homopolar quantities

Landscapes

  • Locating Faults (AREA)

Abstract

The device has a first module (20) to provide a signal representative of homopolar voltage (V0) of a set of phases. A second module (40) provides a signal representative of derivative with respect to a time of homopolar current (I0). An activation unit activates the second module according to a detection signal (D) of occurrence of a ground fault in a multiphase medium voltage network. A location module (50) includes an evaluation unit to evaluate a phase shift between the homopolar voltage and the derivative of the homopolar current provided by the second module with respect to pi. Independent claims are also included for the following: (1) an indicator for indicating passage of ground fault (2) a relay for protecting a current line against ground fault (3) a method for directional detection of a ground fault in a multiphase medium voltage network (4) a method for protecting a current line during occurrence of a ground fault.

Description

DETECTION DIRECTIONNELLE D'UN DEFAUT, NOTAMMENT DANS UN RESEAU A NEUTRE COMPENSE DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne la détection directionnelle d'un défaut à la terre, notamment dans un réseau à neutre compensé. En particulier, l'invention est relative à un procédé de détection d'un défaut à la terre dans un réseau permettant en outre de déterminer si le défaut est localisé en amont ou en aval du point de détection. Le procédé selon l'invention repose sur l'analyse du signal en régime établi après défaut. Sous un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de détection apte à mettre en oeuvre le procédé précédent. En particulier, le dispositif de détection directionnelle de défaut à la terre comprend des moyens permettant d'interpréter les signaux de courant et de tension après les perturbations transitoires générées par un défaut afin de lui donner une localisation relative. L'invention concerne enfin un dispositif de signalisation de défaut et un relai de déclenchement comprenant des capteurs du courant et de la tension homopolaires du réseau et fournissant au dispositif de détection précédent les signaux permettant la signalisation, par exemple par voyant, ou le déclenchement d'un dispositif de coupure du réseau.The invention relates to directional detection of a fault in the earth, in particular in a compensated neutral network. In particular, the invention relates to a method for detecting a ground fault in a network that furthermore makes it possible to determine whether the fault is located upstream or downstream of the detection point. The method according to the invention is based on the analysis of the signal in steady state after defect. In another aspect, the invention relates to a detection device adapted to implement the above method. In particular, the directional earth fault detection device comprises means for interpreting the current and voltage signals after the transient disturbances generated by a fault in order to give it a relative location. The invention finally relates to a fault signaling device and a tripping relay comprising sensors for the homopolar current and voltage of the network and supplying the preceding detection device with the signals enabling the signaling, for example by light, or the triggering of a device for breaking the network.

ETAT DE LA TECHNIQUE Les dispositifs de détection de défaut dans les réseaux triphasés permettent de déclencher la protection des charges et/ou d'aider à la localisation desdits défauts. Par exemple, la figure 1 représente un schéma d'un réseau 1 de distribution électrique moyenne tension qui comporte un transformateur 2 triphasé, dont le secondaire peut comporter un conducteur commun de neutre généralement connecté à la terre par une impédance 3 ; alternativement, le neutre peut être isolé, c'est-à-dire qu'il n'existe pas de liaison physique entre le point neutre du réseau et la terre. Le secondaire est par ailleurs connecté à une ligne principale de distribution qui alimente des lignes de départ 4, 4', 4", dont certaines peuvent comporter en tête un disjoncteur ou autre dispositif de coupure 5 les protégeant. Les lignes de départ 4, 4', 4", composées de lignes aériennes et/ou de câbles souterrains, peuvent être sujettes à des défauts variés, qu'il est important de détecter et localiser afin de pallier les problèmes générés : rupture d'alimentation, dégradation de la tenue des matériels d'isolation, sans compter la sécurité des personnes. Un dispositif de détection de défaut 6 installé sur les lignes de départ 4', ou des tronçons de ligne 4, peut servir d'indicateur de passage de défaut, allumant par exemple un voyant lumineux 7; un dispositif 6, peut par ailleurs être associé ou intégré à un relai de protection 8 apte à commander l'ouverture des contacts du disjoncteur 5. Parmi ces défauts, les plus fréquents sont les défauts monophasés, localisés hors du poste source, dans lesquels une phase est en contact avec la terre, ou la rupture d'un câble aérien en cas d'intempérie notamment. Or, entre les conducteurs de ligne 4 et la terre, en particulier si les lignes de départ 4 sont des câbles enterrés, peuvent apparaître des fortes valeurs de capacité 9, à l'origine de la circulation d'importants courants homopolaires Io en cas de défaut à la terre 10. Pour éviter une fausse détection d'un dispositif 6 de détection de défaut à la terre causée par une défaillance d'un départ voisin par liaison capacitive 9, des dispositifs et procédés ont été développés pour distinguer si un défaut 10 est localisé en aval du dispositif de détection 6' ou en amont du dispositif 6,,1. De plus, la mise à la terre 3 du secondaire du transformateur 2 peut elle-même être de nature à limiter l'amplitude d'un défaut terre 10 : sur les réseaux de distribution MT, on parle de défaut terre résistant (ou terre sensible) lorsque le niveau du courant de défaut est faible (et donc difficilement détectable), soit parce que la résistance de défaut est élevée, soit parce que la mise à la terre 3 du neutre au niveau du transformateur du poste source vient limiter ce courant de défaut (cas d'une bobine de compensation ou d'un neutre isolé par exemple), soit parce que le sol est lui-même de nature résistive. Des mesures plus fines du courant (« sensitive earth fault ») doivent être réalisées pour ces défauts très résistants. Les documents EP 1 475 874, EP 1 890 165, FR 2 936 319 ou WO 2006/136520 proposent des dispositifs et procédés pour détecter et localiser la direction de défauts à la terre, qui cependant reposent sur un échantillonnage important pendant la période transitoire de défaut. Le document FR 2 936 378 propose quant à lui une détermination à faible échantillonnage qui cependant n'est pas adaptée pour les câbles tripolaires, étant donné que le courant de chacune des phases n'y est pas disponible. Par ailleurs, dans tous ces cas, l'identification de la présence d'un défaut 10 est basée sur la détection de surintensités dans au moins une phase du réseau 1, et ce sur une durée minimale de défaut, ce qui peut être inapproprié pour les défauts terre sensibles, ou encore dans le cas de réseaux à neutre compensé ou isolé. Il apparaît ainsi que les dispositifs de détection de défaut peuvent être optimisés.STATE OF THE ART Fault detection devices in three-phase networks make it possible to trigger the protection of the loads and / or to assist in locating said faults. For example, FIG. 1 represents a diagram of a medium voltage electrical distribution network 1 which comprises a three-phase transformer 2, the secondary of which may comprise a common neutral conductor generally connected to the ground by an impedance 3; alternatively, the neutral may be isolated, that is, there is no physical connection between the neutral point of the network and the earth. The secondary is also connected to a main distribution line which feeds the start lines 4, 4 ', 4 ", some of which may have a circuit breaker or other cut-off device 5 protecting them at the beginning. ', 4', composed of overhead lines and / or underground cables, may be subject to various defects, which it is important to detect and locate in order to overcome the problems generated: power failure, degradation of insulation materials, not to mention the safety of people. A fault detection device 6 installed on the start lines 4 ', or line sections 4, can serve as a fault passing indicator, for example lighting a warning light 7; a device 6 may also be associated or integrated with a protection relay 8 adapted to control the opening of the contacts of the circuit breaker 5. Among these defects, the most common are the single-phase faults, located outside the source station, in which a phase is in contact with the ground, or the rupture of an aerial cable in case of bad weather in particular. However, between the line conductors 4 and the earth, in particular if the starting lines 4 are buried cables, can appear high capacity values 9, causing the circulation of large homopolar currents Io in case of Ground Fault 10. To avoid false detection of a ground fault detecting device 6 caused by a failure of a capacitive link adjacent feeder 9, devices and methods have been developed to distinguish whether a fault 10 is present. is located downstream of the detection device 6 'or upstream of the device 6,, 1. In addition, the ground 3 of the secondary of the transformer 2 may itself be of such a nature as to limit the amplitude of a ground fault 10: on the MV distribution networks, it is called ground fault (or sensitive earth) ) when the level of the fault current is low (and therefore hardly detectable), either because the fault resistance is high, or because the ground 3 of the neutral at the transformer of the source station comes to limit this current of fault (for example, a compensation coil or isolated neutral), or because the ground itself is resistive in nature. More sensitive measurements of the current ("sensitive earth fault") must be made for these very strong faults. The documents EP 1 475 874, EP 1 890 165, FR 2 936 319 or WO 2006/136520 propose devices and methods for detecting and locating the direction of earth faults, which, however, rely on an important sampling during the transient period of time. default. The document FR 2 936 378 proposes for its part a low sampling determination which, however, is not suitable for three-pole cables, since the current of each of the phases is not available there. Moreover, in all these cases, the identification of the presence of a fault 10 is based on the detection of overcurrents in at least one phase of the network 1, and this over a minimum duration of defect, which may be inappropriate for sensitive earth faults, or in the case of networks with neutral compensated or isolated. It thus appears that the fault detection devices can be optimized.

EXPOSE DE L'INVENTION Parmi autres avantages, l'invention vise à pallier des inconvénients des dispositifs et procédés de détection directionnelle de défaut à la terre existants. En particulier, le principe de directionnalité mis en oeuvre repose sur l'analyse des paramètres du courant homopolaire en régime établi après défaut, qui reste malgré tout adapté pour les réseaux en régime de neutre compensé, et qui ne nécessite pas un échantillonnage important des signaux représentatifs (typiquement, une fréquence d'échantillonnage inférieure à 1 kHz, par exemple de l'ordre de 500 ou 600 Hz, suffit), ce qui permet de pouvoir être mis en oeuvre dans des équipements ne disposant pas de mémoire importante au niveau software et/ou hardware. Sous un de ses aspects, l'invention est relative à un procédé de détection directionnelle d'un défaut à la terre dans un réseau multiphasé, notamment à neutre compensé, utilisant les signaux représentatifs de la tension et de la dérivée du courant homopolaire du réseau, et une comparaison de leur angle relatif, après que le procédé a été déclenché suite à l'obtention d'un signal indicateur de la présence d'un défaut à la terre. Le procédé selon l'invention comprend de préférence une étape préliminaire pour générer ledit signal indicateur de la présence de défaut, comprenant l'obtention d'un signal représentatif de la tension homopolaire du réseau et sa comparaison avec un seuil ; si cette étape est prévue, alors le signal représentatif de la tension homopolaire peut être utilisé également pour la détection directionnelle.DISCLOSURE OF THE INVENTION Among other advantages, the invention aims to overcome the disadvantages of devices and methods for directional detection of existing earth fault. In particular, the directionality principle implemented is based on the analysis of the homopolar current parameters in the steady-state after the fault, which nevertheless remains suitable for the networks in compensated neutral mode, and which does not require an important sampling of the signals. representative (typically, a sampling frequency less than 1 kHz, for example of the order of 500 or 600 Hz, is sufficient), which can be implemented in equipment that does not have significant memory at the software level and / or hardware. In one of its aspects, the invention relates to a method of directionally detecting a ground fault in a multiphase network, in particular with compensated neutral, using the signals representative of the voltage and the derivative of the zero sequence current of the network. , and a comparison of their relative angle, after the process has been triggered following obtaining a signal indicative of the presence of a ground fault. The method according to the invention preferably comprises a preliminary step for generating said signal indicating the presence of a fault, comprising obtaining a signal representative of the homopolar voltage of the network and its comparison with a threshold; if this step is provided, then the signal representative of the homopolar voltage can be used also for directional detection.

Le procédé selon l'invention comprend ainsi l'obtention de signaux représentatifs de la tension homopolaire, respectivement de la dérivée par rapport au temps du courant homopolaire, qui peuvent être issus du traitement direct de signaux représentatifs fournis par des capteurs dédiés, ou d'une étape de calcul desdits signaux à partir de la tension, respectivement du courant, obtenus pour chaque phase du réseau. De préférence, ces signaux sont filtrés, et/ou échantillonnés à une fréquence inférieure à 1 kHz, notamment de l'ordre de 600 Hz. Le procédé comprend par ailleurs la détermination de l'angle entre les signaux représentatifs de la tension et de la dérivée du courant homopolaire, et de préférence de son complémentaire à 180 ° ; l'angle ainsi déterminé est comparé à un paramètre fixé, notamment une gamme angulaire centrée sur 180°, ce qui revient à comparer son complémentaire à un seuil. Suivant le résultat de la comparaison, le procédé selon l'invention indique si le défaut est en amont ou en aval du point d'obtention des signaux, et notamment : si l'angle est proche de 180°, le défaut est considéré comme amont. Selon un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, ledit procédé de détection directionnelle est associé à un actionnement d'un dispositif de coupure pour isoler le tronçon à partir du point en aval duquel un défaut a été détecté.The method according to the invention thus comprises obtaining signals representative of the homopolar voltage, respectively of the time derivative of the homopolar current, which may be derived from the direct processing of representative signals supplied by dedicated sensors, or from a step of calculating said signals from the voltage, respectively the current, obtained for each phase of the network. Preferably, these signals are filtered, and / or sampled at a frequency below 1 kHz, in particular of the order of 600 Hz. The method furthermore comprises determining the angle between the signals representative of the voltage and the voltage. derived from the homopolar current, and preferably from its complementary 180 °; the angle thus determined is compared to a fixed parameter, in particular an angular range centered on 180 °, which amounts to comparing its complementary to a threshold. According to the result of the comparison, the method according to the invention indicates whether the defect is upstream or downstream of the point of obtaining the signals, and in particular: if the angle is close to 180 °, the defect is considered as upstream . According to a preferred embodiment of the method according to the invention, said directional detection method is associated with an actuation of a cut-off device for isolating the section from the point downstream of which a fault has been detected.

L'invention a par ailleurs pour objet un dispositif de détection directionnelle d'un défaut à la terre, adapté pour un réseau moyenne tension multiphasé, et notamment lorsque le réseau est à neutre compensé. Le dispositif de détection directionnelle selon l'invention peut être associé à des capteurs de courant et de tension qui lui fournissent les signaux représentatifs correspondants. Le dispositif de détection directionnelle peut en outre faire partie d'un indicateur de passage de défaut, par exemple par activation de moyens d'alerte de type voyant si un défaut aval aux capteurs est détecté. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, le dispositif de détection directionnelle selon l'invention est associé à un relai de protection de la ligne, les moyens d'alerte provoquant l'actionnement d'un dispositif de coupure de la ligne permettant d'isoler le tronçon sur lequel un défaut a été détecté.The invention also relates to a directional detection device for a ground fault, suitable for a multiphase medium voltage network, and in particular when the network is neutral compensated. The directional detection device according to the invention can be associated with current and voltage sensors which provide it with the corresponding representative signals. The directional detection device may furthermore be part of a fault-passing indicator, for example by activating light-type warning means if a defect downstream to the sensors is detected. In a particularly preferred embodiment, the directional detection device according to the invention is associated with a protection relay of the line, the warning means causing the actuation of a cutoff device of the line to isolate the section on which a fault has been detected.

Le dispositif selon l'invention comprend un premier module apte à fournir un signal représentatif de la tension homopolaire du réseau ; de préférence, le premier module comprend des moyens pour recevoir le signal représentatif de la tension de chacune des phases et des moyens de sommation pour fournir ladite tension homopolaire. Le premier module peut comprendre des moyens d'échantillonnage, notamment à fréquence inférieure à 1 kHz, et/ou des moyens de filtrage comme un filtre analogique. Le dispositif selon l'invention comprend un deuxième module apte à fournir un signal représentatif de la dérivée par rapport au temps du courant homopolaire. De préférence, le deuxième module comprend des moyens pour recevoir un signal représentatif du courant homopolaire et un bloc de dérivation ; les moyens pour recevoir un signal représentatif du courant homopolaire peuvent comprendre des moyens pour recevoir le signal représentatif du courant de chacune des phases et des moyens de sommation pour fournir ledit courant homopolaire. Le deuxième module peut comprendre des moyens d'échantillonnage, notamment à fréquence inférieure à 1 kHz, et/ou des moyens de filtrage comme un filtre analogique. Le dispositif selon l'invention comprend en outre des moyens d'activation du deuxième module en fonction d'un signal de détection de l'occurrence du défaut. De préférence, le dispositif comprend des moyens pour fournir ledit signal de détection reliés au premier module et comprenant un comparateur du signal représentatif de la tension homopolaire à un seuil de détection. Le dispositif selon l'invention comprend enfin un module de localisation relié aux premier et deuxième modules, comprenant des moyens de détermination de l'angle entre la tension homopolaire et la dérivée du courant homopolaire, et des moyens pour comparer ledit angle à un paramètre fixé, qui est en particulier une plage de valeurs centrée sur 180°. De préférence, le dispositif comprend des moyens de détermination du complémentaire à 180° dudit angle, et les moyens de comparaison sont adaptés pour comparer ledit complémentaire à un seuil. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatifs, représentés dans les figures annexées.The device according to the invention comprises a first module capable of providing a signal representative of the homopolar voltage of the network; preferably, the first module comprises means for receiving the signal representative of the voltage of each of the phases and summing means for supplying said homopolar voltage. The first module may comprise sampling means, in particular at a frequency below 1 kHz, and / or filtering means such as an analog filter. The device according to the invention comprises a second module capable of supplying a signal representative of the derivative with respect to the time of the homopolar current. Preferably, the second module comprises means for receiving a signal representative of the homopolar current and a shunt block; the means for receiving a signal representative of the homopolar current may comprise means for receiving the signal representative of the current of each of the phases and summing means for supplying said homopolar current. The second module may comprise sampling means, in particular at a frequency below 1 kHz, and / or filtering means such as an analog filter. The device according to the invention further comprises means for activating the second module as a function of a signal for detecting the occurrence of the fault. Preferably, the device comprises means for providing said detection signal connected to the first module and comprising a comparator of the signal representative of the homopolar voltage at a detection threshold. The device according to the invention finally comprises a locating module connected to the first and second modules, comprising means for determining the angle between the homopolar voltage and the derivative of the homopolar current, and means for comparing said angle with a fixed parameter. which is in particular a range of values centered on 180 °. Preferably, the device comprises means for determining the 180 ° complement of said angle, and the comparison means are adapted to compare said complementary to a threshold. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other advantages and features will become more clearly apparent from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of illustration and in no way limiting, represented in the appended figures.

La figure 1, déjà décrite, représente un réseau électrique dans lequel des dispositifs de détection de défaut terre peuvent être utilisés. La figure 2 montre de façon schématique et filtrée des signaux représentatifs des courants, dérivées du courant et tensions homopolaires, ainsi que l'angle relatif, lors de l'apparition d'un défaut à la terre respectivement à l'aval et à l'amont du dispositif de détection. La figure 3 illustre le procédé de détection selon un mode de réalisation préféré de l'invention.Figure 1, already described, shows an electrical network in which earth fault detection devices can be used. Figure 2 shows schematically and filtered representative signals of the currents, derived from the current and zero sequence voltages, as well as the relative angle, at the occurrence of a fault to the earth respectively downstream and to the upstream of the detection device. Figure 3 illustrates the detection method according to a preferred embodiment of the invention.

La figure 4 représente un schéma bloc d'un dispositif de détection de défaut terre selon un mode de réalisation préféré de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PREFERE L'invention sera décrite pour un réseau triphasé équilibré 1 à neutre compensé, dans lequel chaque ligne 4, 4', 4" comprend trois conducteurs de phase 4A, 4B, 4c souterrains, le secondaire du transformateur 2 est relié à la terre par une bobine de Petersen 3, et le courant homopolaire Io est nul en l'absence de défaut. Par courant homopolaire Io (ou « zero sequence current » selon la terminologie anglo-saxonne), on entend, à un éventuel facteur trois près, la sommation vectorielle des différents courants de phase, ou encore le courant correspondant à la résultante instantanée des courants de phase, parfois appelé courant résiduel, qui correspond éventuellement au courant de défaut à la terre (« ground default current » selon la terminologie anglo-saxonne) ou au courant de fuite. 11 est à noter qu'il est possible de s'écarter de cette situation, avec notamment un courant/une tension homopolaire non nul, et le réseau peut comprendre un autre nombre de phases. De plus, le régime de neutre peut ne pas être compensé, et par exemple neutre isolé.Figure 4 shows a block diagram of a ground fault detection device according to a preferred embodiment of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT The invention will be described for a compensated neutral balanced three-phase network 1, in which each line 4, 4 ', 4 "comprises three underground phase conductors 4A, 4B, 4c, the secondary Transformer 2 is connected to earth by a Petersen coil 3, and the homopolar current Io is zero in the absence of a fault By homopolar current Io (or "zero sequence current" according to the English terminology), is meant, to a possible factor of three, the vector summation of the different phase currents, or the current corresponding to the instantaneous resultant of the phase currents, sometimes called the residual current, which possibly corresponds to the ground fault current. According to the English terminology) or the leakage current It should be noted that it is possible to deviate from this situation, in particular with a non-zero homopolar current / voltage, e the network may comprise another number of phases. In addition, the neutral regime may not be compensated, and for example neutral neutral.

Lors de l'apparition d'un défaut à la terre 10 sur une des phases, le courant de ladite phase devient idéalement nul en aval du défaut 10 et voit son amplitude augmenter en amont : il y a donc apparition d'un courant et d'une tension homopolaires Io, Vo en aval du défaut 10.When an earth fault occurs on one of the phases, the current of said phase ideally becomes zero downstream of the fault and sees its amplitude increase upstream: there is therefore a current and a a homopolar voltage Io, Vo downstream of the fault 10.

Cependant, tel qu'illustré en figure 2, on note l'apparition fréquente d'un courant également en amont du défaut par liaison capacitive 9 ; de plus, après une période transitoire très brève, de l'ordre de 20 à 40 ms, la bobine de compensation 3 du point neutre ramène rapidement le courant de défaut Io à moins de 30 A crête, c'est-à-dire 20 A rms, valeur qui peut être difficile à détecter. En particulier, si la compensation du réseau est assez fine, la période transitoire est trop courte pour une détection fiable, et le courant homopolaire Io reste très faible en régime établi, en amont ou en aval : la détection de l'occurrence dudit défaut 10 nécessiterait une comparaison avec un seuil très bas, menant à des faux positifs, ou le défaut 10 n'est tout simplement pas identifié par la protection 6, 8.However, as illustrated in FIG. 2, the frequent occurrence of a current also upstream of the capacitive connection fault 9 is noted; moreover, after a very short transient period of the order of 20 to 40 ms, the compensation coil 3 of the neutral point quickly reduces the fault current I o to less than 30 at peak, i.e. 20 A rms, value that can be difficult to detect. In particular, if the network compensation is fine enough, the transient period is too short for reliable detection, and the homopolar current Io remains very low in steady state, upstream or downstream: detection of the occurrence of said fault 10 would require a comparison with a very low threshold, leading to false positives, or the fault 10 is simply not identified by the protection 6, 8.

Il est à noter que la compensation générée par la bobine 3 n'est pas parfaite, et que la tension V après défaut 10 reste quant à elle notable : en pratique, après la phase transitoire, et avant déclenchement de la protection 8 amont du départ 4, cette tension reste de l'ordre de plusieurs kilovolts (au moins 20 % de la tension de ligne), soit suffisante pour une détection en régime établi. L'invention se propose donc d'utiliser la mesure de la tension homopolaire Vo pour la détection D d'un défaut terre, en comparant la valeur à un seuil So. La tension homopolaire Vo peut être mesurée directement par un capteur approprié 12, ou calculée à partir de la mesure des tensions de phase VA, VB, Vc réalisée par ailleurs par un équipement de protection de type VPIS («Voltage Presence Indicator System») localisé sur le transformateur 2. Par ailleurs, bien que le courant homopolaire Io soit très faible en régime établi après défaut 10, l'invention se propose d'utiliser ce stade pour la localisation relative du défaut 10. De fait, la figure 2 montre également que, selon que le défaut est en amont ou en aval du point de détection, après les perturbations transitoires, le déphasage entre la tension et le courant est différent : le déphasage de Io est en avance de n/2 sur Vo en aval du défaut 10, alors que le déphasage est différent de n/2 en amont. Un traitement des données relatives à la tension homopolaire Vo et au courant Io détecté par des capteurs adaptés 14 en régime établi est utilisé selon l'invention. En particulier, l'invention utilise le signal correspondant à la dérivée du courant homopolaire dIo/dt en régime post-transitoire, ce qui permet : « d'agrandir » le signal Io de faible amplitude en raison de la compensation par la bobine 3 de point neutre, en le multipliant par la pulsation angulaire w du réseau 1, pour une meilleure perception ; de positionner directement ce signal dIo/dt par rapport à l'axe de la tension homopolaire V0: dans le cas d'un défaut en amont uniquement, les deux valeurs sont sur le même axe, aux erreurs de déphasage introduites par les capteurs 12, 14 près. Du fait de la détection en régime établi, il est possible d'utiliser un échantillonnage plus bas, notamment inférieur à 1 kHz, par exemple de 12 points par période (correspondant à une fréquence d'échantillonnage f -ech = 600 Hz pour un réseau 1 de fréquence F = 50 Hz), ce qui allège les calculs et diminue le coût des équipements comparé à l'échantillonnage haute fréquence, typiquement de 2500 à 3000 Hz, nécessaire pour une mesure en régime transitoire au début du défaut 10.It should be noted that the compensation generated by the coil 3 is not perfect, and that the voltage V after defect 10 remains significant: in practice, after the transient phase, and before triggering the protection 8 upstream of the departure 4, this voltage remains of the order of several kilovolts (at least 20% of the line voltage), which is sufficient for detection in the steady state. The invention therefore proposes to use the measurement of the homopolar voltage Vo for the detection D of a ground fault, by comparing the value with a threshold So. The homopolar voltage Vo can be measured directly by an appropriate sensor 12, or calculated from the measurement of the phase voltages VA, VB, Vc also produced by a protection equipment type VPIS ("Voltage Presence Indicator System") located on the transformer 2. Moreover, although the zero sequence current Io is very low in steady state after defect 10, the invention proposes to use this stage for the relative location of the defect 10. In fact, FIG. that, depending on whether the fault is upstream or downstream of the detection point, after the transient disturbances, the phase difference between the voltage and the current is different: the phase shift of Io is in advance of n / 2 on Vo downstream of the defect 10, while the phase shift is different from n / 2 upstream. A processing of the data relating to the homopolar voltage Vo and to the current Io detected by adapted sensors 14 in steady state is used according to the invention. In particular, the invention uses the signal corresponding to the derivative of the homopolar current dIo / dt in the post-transient mode, which makes it possible: "to enlarge" the signal Io of small amplitude due to the compensation by the coil 3 of neutral point, multiplying it by the angular pulsation w of the network 1, for a better perception; to directly position this signal dIo / dt with respect to the axis of the homopolar voltage V0: in the case of an upstream fault only, the two values are on the same axis, to the phase shift errors introduced by the sensors 12, 14 near. Due to the steady-state detection, it is possible to use a lower sampling, in particular less than 1 kHz, for example 12 points per period (corresponding to a sampling frequency f -ech = 600 Hz for a network 1 of frequency F = 50 Hz), which alleviates the calculations and reduces the cost of the equipment compared to the high frequency sampling, typically from 2500 to 3000 Hz, necessary for a transient measurement at the beginning of the fault 10.

Ainsi, dans un procédé selon un mode de réalisation préféré selon l'invention schématisé en figure 3, dans un premier temps, un signal représentatif de la tension homopolaire Vo est acquis, de préférence filtré Voir. L'acquisition du signal peut être effectuée directement, via un capteur 12 dédié, ou par l'intermédiaire de la sommation de trois valeurs des tensions de phase VA, VB, Vc, signaux eux aussi de préférence filtrés et échantillonnés VAf*, VBf*, Vcf*. Le signal de tension homopolaire est comparé à un seuil S0: si le seuil n'est pas dépassé, aucun défaut 10 n'est considéré comme présent sur la ligne 4 et le procédé de localisation n'est pas enclenché ; sinon, un défaut 10 est considéré comme détecté D. Outre que tout moyen approprié peut donner une indication quant à la détection D, une fois le défaut 10 détecté, la dérivée par rapport au temps des signaux représentatifs des courants IA, IB, Ic de phase est déterminée, par exemple par dérivation logicielle ou matérielle de signaux fournis par des capteurs de courant 14A, 14B, 14C. De préférence, les signaux représentatifs des dérivées des courants sont filtrés et échantillonnés, l'ordre de ces étapes pouvant être différent de celui indiqué (par exemple, le filtrage peut avoir lieu avant la dérivée). Les trois signaux sont additionnés de façon à obtenir un signal représentatif de la dérivée du courant homopolaire échantillonné filtré dIof*/dt. Alternativement, le courant homopolaire Io pourrait être mesuré directement par l'intermédiaire d'un tore dédié 14, puis échantillonné, filtré et dérivé : une telle mesure directe du courant homopolaire est plus précise et permet d'éviter de cumuler les erreurs de capteurs lors de la sommation des mesures de chaque courant de ligne. Pour obtenir une mesure fiable, il est préféré de mesurer le signal pendant deux périodes.Thus, in a method according to a preferred embodiment according to the invention shown schematically in FIG. 3, in a first step, a signal representative of the homopolar voltage Vo is acquired, preferably filtered. The acquisition of the signal can be carried out directly, via a dedicated sensor 12, or through the summation of three values of the phase voltages VA, VB, Vc, which signals are also preferably filtered and sampled VAf *, VBf * , Vcf *. The zero sequence voltage signal is compared with a threshold S0: if the threshold is not exceeded, no fault 10 is considered to be present on line 4 and the location method is not engaged; otherwise, a fault 10 is considered to be detected D. In addition to any suitable means can give an indication as to the detection D, once the fault has been detected, the derivative with respect to time of the signals representative of the currents IA, IB, Ic of phase is determined, for example by software or hardware derivation of signals provided by current sensors 14A, 14B, 14C. Preferably, the signals representative of the derivatives of the currents are filtered and sampled, the order of these steps possibly being different from that indicated (for example, the filtering may take place before the derivative). The three signals are summed to obtain a signal representative of the derivative of the sampled sampled homopolar current of Iof * / dt. Alternatively, the homopolar current Io could be measured directly via a dedicated torus 14, then sampled, filtered and derived: such a direct measurement of the homopolar current is more accurate and avoids cumulative sensor errors when summation of the measurements of each line current. To obtain a reliable measurement, it is preferred to measure the signal for two periods.

De préférence, la même durée est utilisée pour l'acquisition de la tension homopolaire, mais ce n'est pas indispensable. Du fait du décalage introduit par la dérivation du courant homopolaire Io, le signal dIo/dt est en opposition de phase (180°) avec la tension Vo dans le cas d'un défaut situé en amont de la détection, puisque dans ce cas le courant est d'origine capacitive 9. Le procédé comprend ainsi une étape de détermination de l'angle p entre la dérivée du courant homopolaire dIo/dt et la tension homopolaire Vo, ou de son complément a = 180 - p. Cette détermination peut être réalisée par toute méthode connue : mesure graphique ou logicielle ou calculatoire des passages des signaux par zéro, respectivement au minimum ou au maximum, ou représentation elliptique, ou même calcul de phaseur, etc., ou toute combinaison. Le complémentaire a de l'angle p entre la dérivée de la tension homopolaire dIo/dt et la tension homopolaire Vo est alors comparé à un seuil d'angle Sa : sous le seuil S, l'angle a peut être considéré comme nul aux imprécisions dues aux capteurs près, et le défaut est localisé L comme en amont du point de mesure ; si l'angle a est supérieur au seuil, la localisation L indiquera le défaut comme en aval du point de mesure. Le seuil Sa peut être déterminé en fonction de la précision I', des capteurs 12, 14 utilisés, et de la fréquence d'échantillonnage f - ech retenue. De fait, dans le cas d'un échantillonnage à x points par période, chaque échantillon couvre un secteur angulaire de 360°/x, correspondant à une précision de ± 360°/2x: ainsi, l'amplitude du secteur angulaire autour de 180° entre les signaux considérés peut être considérée comme ( 0 max Pr, 360 x F' = Sa , avec F fréquence du réseau 1, c'est-à-dire qu'un défaut amont - ' 2 x fech ) correspond à f3 e [180- Sa, 180 + Sa], ou 1 al< °max. Il est possible que les capteurs de courant 14 et de tension 12 soient de nature à introduire eux-mêmes des déphasages (qui sont dans ce cas classiquement de ± 90° dans le cas de ponts inductif ou capacitif), ou que les signaux I et V soient obtenus par l'intermédiaire d'autres équipements introduisant eux aussi un déphasage : le principe décrit peut être facilement adapté en ajustant le seuil Sa de manière appropriée.Preferably, the same duration is used for the acquisition of the homopolar voltage, but it is not essential. Due to the shifting introduced by the shunt of the homopolar current Io, the signal dIo / dt is in phase opposition (180 °) with the voltage Vo in the case of a fault located upstream of the detection, since in this case the current is of capacitive origin 9. The method thus comprises a step of determining the angle p between the derivative of the homopolar current dIo / dt and the homopolar voltage Vo, or its complement a = 180 - p. This determination can be carried out by any known method: graphical or software or computationally measurement of the passages of the signals by zero, respectively at minimum or maximum, or elliptical representation, or even calculation of phaser, etc., or any combination. The complement a of the angle p between the derivative of the homopolar voltage dIo / dt and the homopolar voltage Vo is then compared to a threshold of angle Sa: under the threshold S, the angle a can be considered as zero to the inaccuracies due to the sensors, and the fault is located L as upstream of the measuring point; if the angle a is greater than the threshold, the location L will indicate the fault as downstream of the measuring point. The threshold Sa can be determined according to the precision I ', the sensors 12, 14 used, and the sampling frequency f - ech selected. In fact, in the case of sampling at x points per period, each sample covers an angular sector of 360 ° / x, corresponding to an accuracy of ± 360 ° / 2x: thus, the amplitude of the angular sector around 180 ° between the considered signals can be considered as (0 max Pr, 360 x F '= Sa, with F frequency of the network 1, that is to say that an upstream fault -' 2 x fech) corresponds to f3 e [180-Sa, 180 + Sa], or 1 al <max. It is possible for the current and voltage sensors 12 to be capable of introducing themselves phase shifts (which are in this case typically of ± 90 ° in the case of inductive or capacitive bridges), or that the I and V are obtained via other equipment also introducing a phase shift: the described principle can be easily adapted by adjusting the threshold Sa appropriately.

Le procédé selon l'invention peut être mis en place dans un relai de protection 8, dans un indicateur de défaut 6 avec système d'alerte 7, par implémentation dans un dispositif de détection directionnelle de défaut à la terre 100 adapté. Un dispositif 100 selon un mode de réalisation préféré de l'invention est schématisé en figure 4. Il comprend un premier module 20 permettant d'obtenir un signal représentatif de la tension homopolaire Vo à partir d'informations fournies par des capteurs de tension 12A, 12B, 12C adaptés, par exemple ceux du VPIS. Le premier module 20 comprend de préférence, dans un ordre indifférencié, des moyens 24 de filtrage des signaux VA, VB, Vc comme un filtre analogique et des moyens 26 d'échantillonnage, fonctionnant avantageusement à moins de 1 kHz ; les signaux échantillonnés filtrés VAf*, VBf*, Vcf* sont traités par des moyens de sommation 28 permettant de déterminer la tension homopolaire Vof*. Alternativement, les moyens de sommation 28 peuvent être adaptés pour traiter directement les signaux reçus via les capteurs 12A, 12B, 12C, le filtrage et l'échantillonnage lui succédant.The method according to the invention can be implemented in a protection relay 8, in a fault indicator 6 with warning system 7, by implementation in a suitable directional earth fault detection device 100. A device 100 according to a preferred embodiment of the invention is shown diagrammatically in FIG. 4. It comprises a first module 20 making it possible to obtain a signal representative of the homopolar voltage Vo from information supplied by voltage sensors 12A. 12B, 12C adapted, for example those of the VPIS. The first module 20 preferably comprises, in undifferentiated order, means 24 for filtering signals VA, VB, Vc as an analog filter and sampling means 26, advantageously operating at less than 1 kHz; the filtered sampled signals VAf *, VBf *, Vcf * are processed by summation means 28 making it possible to determine the homopolar voltage Vof *. Alternatively, the summing means 28 can be adapted to directly process the signals received via the sensors 12A, 12B, 12C, filtering and sampling succeeding it.

Alternativement, si le réseau est muni d'un capteur 12 adapté, le signal représentatif de la tension homopolaire Vo peut être reçu directement par le premier module 20 du dispositif 100 selon l'invention, dont les modules 24, 26 de filtrage et d'échantillonnage sont alors adaptés pour traiter le signal.Alternatively, if the network is provided with a sensor 12 adapted, the signal representative of the homopolar voltage Vo can be received directly by the first module 20 of the device 100 according to the invention, including the modules 24, 26 for filtering and sampling are then adapted to process the signal.

Le premier module 20 est ainsi apte à fournir une valeur Vo de la tension homopolaire, et le dispositif selon l'invention comprend des moyens 30 de détection de défaut, notamment un module de comparaison de la tension homopolaire Vo obtenue par le premier module 20 avec un seuil So. Si le seuil est dépassé, alors un défaut D est détecté : le dispositif 100 peut être muni de moyens pour indiquer le défaut, par exemple un indicateur lumineux ou sonore, des relais de contact ou une liaison de communication.The first module 20 is thus able to supply a value Vo of the homopolar voltage, and the device according to the invention comprises means 30 for detecting a fault, in particular a module for comparing the homopolar voltage Vo obtained by the first module 20 with a threshold So. If the threshold is exceeded, then a fault D is detected: the device 100 may be provided with means for indicating the fault, for example a light or audible indicator, contact relays or a communication link.

De plus, les moyens 30 de détection de défaut sont adaptés pour activer un deuxième module 40 du dispositif 100 selon l'invention permettant d'obtenir un signal représentatif de la dérivée par rapport au temps du courant homopolaire Io. Le deuxième module 40 comprend un bloc de dérivation 42 pour déterminer la dérivée par rapport au temps des signaux représentatifs des courants de phase IA, IB, IC fournis par des capteurs 14A, 14B, 14C adaptés, par exemple des tores de détection. Dans le mode de réalisation illustré, les dérivées dIA/dt, dIB/dt, dIc/dt sont filtrées par des moyens adaptés 44 comme un filtre analogique, puis les signaux filtrés dIAddt, dIBf/dt, dIcf/dt sont conditionnés par échantillonnage via des moyens d'échantillonnage 46, fonctionnant avantageusement à moins de 1 kHz. Les signaux échantillonnés filtrés dIAf*/dt, dIBf*/dt, dIcf*/dt sont traités par des moyens de sommation 48 du deuxième module 40 pour déterminer la dérivée du courant homopolaire dIof*/dt. Il est à noter que les différents moyens de traitement du deuxième module 40 peuvent être organisés différemment : notamment, les moyens de sommation 48 peuvent être adaptés pour traiter directement les signaux reçus depuis les capteurs 14A, 14C, 14B, le bloc de dérivation 42 pouvant alors lui succéder ; de même, le filtrage et l'échantillonnage peuvent être agencés différemment.In addition, the fault detection means 30 are adapted to activate a second module 40 of the device 100 according to the invention making it possible to obtain a signal representative of the derivative with respect to the time of the homopolar current Io. The second module 40 comprises a shunt block 42 for determining the derivative with respect to time of the signals representative of the phase currents IA, IB, IC provided by suitable sensors 14A, 14B, 14C, for example detection cores. In the illustrated embodiment, the derivatives dIA / dt, dIB / dt, dIc / dt are filtered by suitable means 44 as an analog filter, and then the filtered signals of IAddt, dIBf / dt, dIcf / dt are conditioned by sampling via sampling means 46, advantageously operating at less than 1 kHz. The filtered sampled signals dIAf * / dt, dIBf * / dt, dIcf * / dt are processed by summation means 48 of the second module 40 to determine the derivative of the homopolar current of Iof * / dt. It should be noted that the different processing means of the second module 40 can be organized differently: in particular, the summing means 48 can be adapted to directly process the signals received from the sensors 14A, 14C, 14B, the shunt block 42 being able to then succeed him; similarly, filtering and sampling can be arranged differently.

Alternativement, si le réseau est muni d'un capteur 14 adapté, le signal représentatif du courant homopolaire Io peut être reçu directement par le deuxième module 40 du dispositif 100 selon l'invention, dont les moyens 42, 44, 46 de dérivation, de filtrage et d'échantillonnage sont alors adaptés pour traiter le signal représentatif du courant homopolaire Io directement.Alternatively, if the network is provided with a sensor 14 adapted, the signal representative of the homopolar current Io can be received directly by the second module 40 of the device 100 according to the invention, the means 42, 44, 46 of derivation, of filtering and sampling are then adapted to process the signal representative of homopolar current Io directly.

Les résultats des traitements des premier et deuxième modules 20, 40 sont communiqués à un module 50 de localisation relative du défaut 10. Le module de localisation 50 comprend des premiers moyens 52 de calcul de l'angle p entre les deux valeurs fournies, à savoir la tension homopolaire Vo et la dérivée du courant homopolaire dIo/dt ; avantageusement, les premiers moyens sont adaptés pour calculer le complémentaire a, différence entre n/2 et (3, dudit angle. Le module 50 comprend ensuite des moyens de comparaison 54 pour déterminer la localisation relative, par exemple des moyens permettant de comparer à un seuil Sa la valeur de l'angle complémentaire a, et la communiquer. Le dispositif 100 de la figure 4 peut être avantageusement associé à un relai de protection 8 pour des réseaux électriques, ou à un indicateur de passage de défaut pour des lignes 4 moyenne tension souterraines ou aériennes connectées en réseau 1, la sortie du module de localisation 50 déclenchant la coupure d'un disjoncteur 5, l'allumage d'un voyant ou tout autre moyen de sécurité et/ou d'alerte. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent donc : - une détection directionnelle de défaut terre sur un réseau moyenne tension 1, y compris à neutre compensé, sur la base des informations de tension homopolaire et courant homopolaire ; une détection directionnelle de défaut terre sans besoin d'échantillonnage haute fréquence du fait de l'utilisation des caractéristiques du réseau 1 en régime établi après défaut, et non en régime transitoire ; une détection directionnelle de défaut terre qui s'affranchit des problématiques de seuil de réglage, de niveau de courant capacitif selon les départs 4, et évite de « manquer » des défauts en cas de compensation précise du réseau 1, du fait de son initiation sur un seuil de tension homopolaire, et non sur le courant homopolaire ; une détection directionnelle de défaut terre qui permet une amplification des données véhiculées par le courant en exploitant la dérivée du courant homopolaire et non le courant proprement dit ; une détection directionnelle de défaut terre qui permet la simplification des calculs et traitement des signaux, du fait de l'utilisation de la dérivée du courant homopolaire qui permet d'aligner cette grandeur directement dans l'axe de la tension homopolaire dans le cas d'un défaut en amont du dispositif, en évitant le recours au calcul des phaseurs de courants et tensions ou de l'angle de polarisation pour définir un plan de déclenchement amont/aval.The results of the processing of the first and second modules 20, 40 are communicated to a relative positioning module 50 of the defect 10. The locating module 50 comprises first means 52 for calculating the angle p between the two values provided, namely the homopolar voltage Vo and the derivative of the homopolar current dIo / dt; advantageously, the first means are adapted to calculate the complement a, difference between n / 2 and (3, of said angle, the module 50 then comprises comparison means 54 for determining the relative location, for example means making it possible to compare with a The value of the complementary angle a has the value Sa, and the device 100 of FIG. 4 can be advantageously associated with a protection relay 8 for electrical networks, or with a fault-passing indicator for lines 4 average. underground or aerial voltages connected in network 1, the output of the locating module 50 triggering the breaking of a circuit breaker 5, the lighting of a light or any other means of security and / or warning. according to the invention thus allow: - a directional earth fault detection on a medium voltage network 1, including compensated neutral, on the basis of the homopolar voltage information and homopolar current: a directional earth fault detection without the need for high frequency sampling due to the use of the characteristics of the network 1 in steady state after a fault, and not in a transient regime; a directional earth fault detection that overcomes the problems of adjustment threshold, of capacitive current level according to the departures 4, and avoids "missing" defects in the event of precise compensation of the network 1, because of its initiation on a homopolar voltage threshold, and not the zero sequence current; a directional earth fault detection which allows an amplification of the data conveyed by the current by exploiting the derivative of the homopolar current and not the actual current; a directional earth fault detection which allows the simplification of the calculations and signal processing, because of the use of the homopolar current derivative which allows to align this magnitude directly in the axis of the homopolar voltage in the case of a fault upstream of the device, avoiding the recourse to the calculation of the phasors of currents and voltages or the polarization angle to define an upstream / downstream trip plan.

Bien que l'invention ait été décrite en référence à un réseau de distribution triphasé dans lequel le neutre est mis à la terre par impédance compensée, elle ne s'y limite pas : d'autres types de réseaux multiphasés peuvent être concernés par l'invention ; en particulier, tout régime de neutre est approprié. Par ailleurs, bien que décrit avec détermination et traitement de la tension homopolaire instantanée Vo pour la détection du défaut, le procédé selon l'invention peut utiliser la variation de ladite tension Vo par rapport à sa valeur déterminée sur une période préalable : cette variante s'avère particulièrement intéressante dans le cas de réseaux présentant un léger déséquilibre entre phases, dont la tension homopolaire Vo est donc non nulle en situation hors défaut.Although the invention has been described with reference to a three-phase distribution network in which the neutral is grounded by compensated impedance, it is not limited thereto: other types of multiphase networks may be concerned by the invention; in particular, any neutral scheme is appropriate. Moreover, although described with determination and treatment of the instantaneous homopolar voltage Vo for the detection of the fault, the method according to the invention can use the variation of said voltage Vo with respect to its value determined over a prior period: this variant s is particularly interesting in the case of networks having a slight imbalance between phases, whose homopolar voltage Vo is non-zero in non-default situation.

De fait, les différents circuits, modules et fonctions présentés dans le cadre du mode de réalisation préféré de l'invention peuvent être réalisés en composants analogiques, numériques ou sous une forme programmable opérant avec des microcontrôleurs ou des microprocesseurs, et les signaux représentatifs décrits peuvent avoir des formes de signaux électriques ou électroniques, de valeurs de données ou d'information dans des mémoires ou des registres, de signaux optiques visualisables notamment sur des voyants ou des écrans, ou de signaux mécaniques agissant avec des actionneurs. De même, les capteurs de courant peuvent être différents des tores décrits, comme des capteurs à effet Hall ou à effet Faraday, ou des magnétorésistances ; la tension peut être détectée par transformateurs de potentiel, diviseur capacitif, diviseur résistif, encore par des capteurs à effet Pockels.In fact, the various circuits, modules and functions presented in the context of the preferred embodiment of the invention can be made of analog, digital or programmable components operating with microcontrollers or microprocessors, and the representative signals described can having forms of electrical or electronic signals, data or information values in memories or registers, optical signals that can be displayed in particular on LEDs or screens, or mechanical signals acting with actuators. Likewise, the current sensors may be different from the described toroids, such as Hall effect or Faraday effect sensors, or magnetoresistors; the voltage can be detected by potential transformers, capacitive divider, resistive divider, again by Pockels effect sensors.

Claims (15)

REVENDICATIONS1. Dispositif (100) de détection directionnelle d'un défaut à la terre (10) dans un réseau moyenne tension multiphasé (1) comportant : un premier module (20) apte à fournir un signal représentatif de la tension homopolaire (Vo) de l'ensemble des phases ; un deuxième module (40) apte à fournir un signal représentatif de la dérivée par rapport au temps du courant homopolaire (Io) ; des moyens d'activation dudit deuxième module (40) en fonction d'un signal (D) de détection de l'occurrence d'un défaut à la terre dans le réseau (1) ; un module de localisation (50) comprenant des moyens (52) de détermination de l'angle (f3) entre la tension homopolaire (Vo) fournie par le premier module (20) et la dérivée du courant homopolaire (dIo/dt) fournie par le deuxième module (40), et des moyens de comparaison dudit angle (f3) avec un paramètre fixé pour déterminer si le défaut est en amont ou en aval du dispositif (100).REVENDICATIONS1. Directional detection device (100) for a ground fault (10) in a multi-phase medium voltage network (1) comprising: a first module (20) capable of supplying a signal representative of the zero sequence voltage (Vo) of the all phases; a second module (40) capable of providing a signal representative of the time derivative of the zero sequence current (Io); means for activating said second module (40) as a function of a signal (D) for detecting the occurrence of a ground fault in the network (1); a locator module (50) including means (52) for determining the angle (f3) between the zero sequence voltage (Vo) provided by the first module (20) and the derivative of the zero sequence current (dIo / dt) provided by the second module (40), and means for comparing said angle (f3) with a fixed parameter to determine whether the defect is upstream or downstream of the device (100). 2. Dispositif de détection directionnelle (100) selon la revendication 1 dans lequel le premier module (20) comprend des moyens pour recevoir le signal représentatif de la tension (VA, VB, Vc) de chacune des phases du réseau (1) et des moyens de sommation (28) pour fournir ladite tension homopolaire (Vo).Directional detection device (100) according to claim 1 wherein the first module (20) comprises means for receiving the signal representative of the voltage (VA, VB, Vc) of each of the phases of the network (1) and the summing means (28) for providing said homopolar voltage (Vo). 3. Dispositif de détection directionnelle (100) selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel le deuxième module (40) comprend des moyens pour recevoir un signal représentatif d'un courant (I) du réseau (1) et un bloc de dérivation (42) adapté pour fournir la dérivée par rapport au temps (dI/dt) d'un signal représentatif d'un courant (I).3. directional detection device (100) according to one of claims 1 or 2 wherein the second module (40) comprises means for receiving a signal representative of a current (I) of the network (1) and a block of derivation (42) adapted to provide the derivative with respect to the time (dI / dt) of a signal representative of a current (I). 4. Dispositif de détection directionnelle (100) selon la revendication 3 dans lequel les moyens pour recevoir un signal représentatif d'un courant sont adaptés pour recevoir le signal représentatif du courant (IA, IB, Tc) de chacune des phases du réseau (1) et dans lequel le deuxième module (40) comprend des moyens de sommation (48) pour fournir un signal représentatif du courant homopolaire (Io).Directional detection device (100) according to claim 3, in which the means for receiving a signal representative of a current are adapted to receive the signal representative of the current (IA, IB, Tc) of each of the phases of the network (1). and wherein the second module (40) includes summing means (48) for providing a signal representative of the zero sequence current (Io). 5. Dispositif de détection directionnelle (100) selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel le premier et/ou le deuxième module (20, 40) comprennent des moyens d'échantillonnage (26, 46) et/ou un filtre analogique (24, 44).5. directional detection device (100) according to one of claims 1 to 4 wherein the first and / or the second module (20, 40) comprise sampling means (26, 46) and / or an analog filter (24, 44). 6. Dispositif de détection directionnelle (100) selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel le module de localisation (50) comprend des moyens (52) de détermination du complémentaire (a) à 180° de l'angle (f3) entre la tension homopolaire (Vo) et la dérivée du courant homopolaire (dIo/dt), et les moyens de comparaison (54) sont adaptés pour comparer ledit complémentaire (a) à un seuil (Se).6. Directional detection device (100) according to one of claims 1 to 5 wherein the locating module (50) comprises means (52) for determining the complementary (a) 180 ° angle (f3). between the homopolar voltage (Vo) and the derivative of the homopolar current (dIo / dt), and the comparison means (54) are adapted to compare said complementary (a) with a threshold (Se). 7. Dispositif de détection directionnelle (100) selon l'une des revendications 1 à 6 comprenant en outre des moyens (30) de détection de l'occurrence d'un défaut à la terre dans le réseau reliés au premier module (20) et aux moyens d'activation du deuxième module (40), lesdits moyens de détection (30) comprenant un comparateur du signal représentatif de la tension homopolaire (Vo) à un seuil de détection (S0).7. directional detection device (100) according to one of claims 1 to 6 further comprising means (30) for detecting the occurrence of a ground fault in the network connected to the first module (20) and the activation means of the second module (40), said detection means (30) comprising a comparator of the signal representative of the homopolar voltage (Vo) at a detection threshold (S0). 8. Indicateur de passage de défaut à la terre (6) comprenant des capteurs de courant et de tension (12, 12A, 12B, 12C, 14, 14A, 14B, 14C) disposés sur une ligne (4, 4A, 4B, 4C) d'un réseau électrique (1) à surveiller et comprenant un dispositif de détection directionnelle de défaut (100) selon l'une des revendications 1 à 7 connecté auxdits capteurs (12, 12A, 12B, 12C, 14, 14A, 14B, 14C) pour recevoir les signaux représentatifs de courant et tension.8. Ground fault indication indicator (6) comprising current and voltage sensors (12, 12A, 12B, 12C, 14, 14A, 14B, 14C) arranged on a line (4, 4A, 4B, 4C) ) an electrical network (1) to be monitored and comprising a directional fault detection device (100) according to one of claims 1 to 7 connected to said sensors (12, 12A, 12B, 12C, 14, 14A, 14B, 14C) for receiving signals representative of current and voltage. 9. Relai (9) de protection à la terre comprenant au moins un indicateur de défaut selon la revendication 8 et des moyens d' actionnement d'un dispositif de coupure (5) en fonction des résultats du module de localisation (50) du dispositif de détection directionnelle (100) de l'indicateur.9. Earth protection relay (9) comprising at least one fault indicator according to claim 8 and means for actuating a cutoff device (5) according to the results of the location module (50) of the device directional detection device (100) of the indicator. 10. Procédé de détection directionnelle (D, L) d'un défaut à la terre (10) dans un réseau multiphasé (1) comprenant le déclenchement, suite à l'obtention d'un signal (D) indicateur de la présence dudit défaut à la terre (10), de la déterminationdirectionnelle (L) du défaut (10), ladite détection directionnelle comprenant les étapes successives de : - obtention de signaux représentatifs de la tension homopolaire (Vo) et de la dérivée par rapport au temps du courant homopolaire (dIo/dt) ; - détermination de l'angle (f3) entre les signaux représentatifs de la tension homopolaire (Vo) et de la dérivée par rapport au temps du courant homopolaire (dIo/dt) ; - comparaison dudit angle (3) avec un paramètre fixé pour indiquer si le défaut détecté (D) se situe en aval ou en amont de l'endroit où les signaux représentatifs ont été obtenus.10. A method for directionally detecting (D, L) a ground fault (10) in a multiphase network (1) comprising triggering, after obtaining a signal (D) indicating the presence of said defect to the earth (10), the directional determination (L) of the defect (10), said directional detection comprising the successive steps of: - obtaining signals representative of the homopolar voltage (Vo) and the derivative with respect to the time of the current homopolar (dIo / dt); - determining the angle (f3) between the signals representative of the zero sequence voltage (Vo) and the time derivative of the zero sequence current (dIo / dt); comparing said angle (3) with a fixed parameter to indicate whether the detected fault (D) is downstream or upstream of the place where the representative signals were obtained. 11. Procédé de détection directionnelle selon la revendication 10 dans lequel le signal (D) indicateur de la présence d'un défaut à la terre (10) est obtenu par la comparaison du signal de tension homopolaire (Vo) à un seuil de détection de défaut (S0).The directional detection method according to claim 10 wherein the signal (D) indicative of the presence of a ground fault (10) is obtained by comparing the zero sequence voltage signal (Vo) with a detection threshold of default (S0). 12. Procédé de détection directionnelle selon l'une des revendications 10 à 11 dans lequel l'obtention d'un signal représentatif de la tension homopolaire (Vo), respectivement d'un signal représentatif de la dérivée par rapport au temps du courant homopolaire (dIo/dt), consiste à calculer ladite tension, respectivement ledit courant, en fonction des signaux représentatifs de chacune des tensions, respectivement chacun des courants de phase (IA, Is, Tc).12. Directional detection method according to one of claims 10 to 11 wherein obtaining a signal representative of the homopolar voltage (Vo), respectively of a signal representative of the derivative with respect to the time of the zero sequence current ( dIo / dt), consists in calculating said voltage, respectively said current, as a function of the signals representative of each of the voltages, respectively each of the phase currents (IA, Is, Tc). 13. Procédé de détection directionnelle selon l'une des revendications 10 à 12 dans lequel la comparaison de l'angle (3) entre les signaux représentatifs de la tension homopolaire (Vo) et de la dérivée par rapport au temps du courant homopolaire (dIo/dt) comprend la comparaison de son complément (a) à 180° avec un seuil (Se).13. Directional detection method according to one of claims 10 to 12 wherein the comparison of the angle (3) between the signals representative of the homopolar voltage (Vo) and the derivative with respect to the time of the homopolar current (dIo / dt) includes the comparison of its complement (a) at 180 ° with a threshold (Se). 14. Procédé de détection directionnelle selon l'une des revendications 10 à 13 dans lequel l'obtention de signaux représentatifs de la tension homopolaire (Vo) et de la dérivée par rapport au temps du courant homopolaire (dIo/dt) comporte un échantillonnage à fréquence inférieure à 1 kHz.14. Directional detection method according to one of claims 10 to 13 wherein the obtaining of signals representative of the zero sequence voltage (Vo) and the time derivative of the zero sequence current (dIo / dt) comprises a sampling at frequency below 1 kHz. 15. Procédé de protection d'une ligne de courant (5) lors de l'apparition d'un défaut à la terre (10) comprenant l'actionnement d'un dispositif de coupure (6) de ladite ligne (5) si un défaut à la terre (10) a été détecté par un procédé selon l'une des revendications 10 à 14 à l'aval dudit dispositif de coupure (6).5A method of protecting a current line (5) upon occurrence of a ground fault (10) comprising actuating a cut-off device (6) of said line (5) if a earth fault (10) has been detected by a method according to one of claims 10 to 14 downstream of said cut-off device (6).
FR1261709A 2012-12-06 2012-12-06 DIRECTIONAL DETECTION OF A DEFECT, IN PARTICULAR IN A NETWORK WITH NEUTRAL COMPENSATION Active FR2999294B1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1261709A FR2999294B1 (en) 2012-12-06 2012-12-06 DIRECTIONAL DETECTION OF A DEFECT, IN PARTICULAR IN A NETWORK WITH NEUTRAL COMPENSATION
ES13191328.7T ES2535750T3 (en) 2012-12-06 2013-11-04 Directional detection of a defect, particularly in a neutral or compensated neutral network
EP13191328.7A EP2741390B1 (en) 2012-12-06 2013-11-04 Directional detection of a fault, in particular in a network with compensated or insulated neutral
UAA201314200A UA118952C2 (en) 2012-12-06 2013-12-05 DETECTION OF THE DIRECTION OF A LOCK ON THE NETWORK, PARTICULARLY IN A GROUNDED SYSTEM WITH COMPENSATED OR ISOLATED NEUTRAL
RU2013154085A RU2633433C2 (en) 2012-12-06 2013-12-05 Directional detection of fault in network, in particular, in system with grounded compensated or insulated neutral
CN201310757374.3A CN103852691B (en) 2012-12-06 2013-12-06 The oriented detection of failure in the network of compensation or the earthed system for the neutral point that insulate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1261709A FR2999294B1 (en) 2012-12-06 2012-12-06 DIRECTIONAL DETECTION OF A DEFECT, IN PARTICULAR IN A NETWORK WITH NEUTRAL COMPENSATION

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2999294A1 true FR2999294A1 (en) 2014-06-13
FR2999294B1 FR2999294B1 (en) 2015-01-02

Family

ID=48128434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1261709A Active FR2999294B1 (en) 2012-12-06 2012-12-06 DIRECTIONAL DETECTION OF A DEFECT, IN PARTICULAR IN A NETWORK WITH NEUTRAL COMPENSATION

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2999294B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107782949A (en) * 2016-08-25 2018-03-09 浙江万胜智能科技股份有限公司 A kind of zero sequence current measurement device of distribution line

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2058166A1 (en) * 1969-08-11 1971-05-28 Compteurs Comp D
WO2005038474A1 (en) * 2003-10-22 2005-04-28 Abb Oy Method and apparatus for identifying intermittent earth fault
US20080211511A1 (en) * 2007-01-26 2008-09-04 Myongji University Industry And Academia Cooperation Foundation Method of Generating Fault Indication in Feeder Remote Terminal Unit for Power Distribution Automation System

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2058166A1 (en) * 1969-08-11 1971-05-28 Compteurs Comp D
WO2005038474A1 (en) * 2003-10-22 2005-04-28 Abb Oy Method and apparatus for identifying intermittent earth fault
US20080211511A1 (en) * 2007-01-26 2008-09-04 Myongji University Industry And Academia Cooperation Foundation Method of Generating Fault Indication in Feeder Remote Terminal Unit for Power Distribution Automation System

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107782949A (en) * 2016-08-25 2018-03-09 浙江万胜智能科技股份有限公司 A kind of zero sequence current measurement device of distribution line

Also Published As

Publication number Publication date
FR2999294B1 (en) 2015-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2741390B1 (en) Directional detection of a fault, in particular in a network with compensated or insulated neutral
EP2687860B1 (en) Directional detection of a sensitive medium-voltage earth fault by linear correlation
EP2169799B1 (en) Directional detection of a ground fault
EP2421110B1 (en) Directional detection of an earth fault with a single sensor
EP2383856B1 (en) Identification and directional detection of a defect in a three-phase network
EP3126783B1 (en) Device for measuring at least one physical quantity of an electric installation
EP3814788B1 (en) System and method for fault localisation on a polyphase power system using the evolution of forward and reverse voltage
EP2533060B1 (en) Directional detection of resistive earth fault and medium-voltage conductor breakage
EP1890165B1 (en) Method of directional detection of a fault in the ground connection and device for implementing the same
EP2720333A2 (en) Method and device for protecting an electrical network of an aircraft
FR2936319A1 (en) Current line ground fault directional-detection device for three-phase network in ground protection relay, has calculation device to calculate average and standard deviation, and comparison device to compare average and deviation
EP3106887B1 (en) Method and device for detecting a fault in an electrical network
FR3026492A1 (en) DIRECTIONAL DETECTION OF EARTH FAULT IN AN ELECTRICAL DISTRIBUTION NETWORK
EP1475874A1 (en) Device and method for detecting an earth fault and relay with such a device
FR2936378A1 (en) Directional detection device for ground fault passage indicator of power line protection relay, has interpretation unit to interpret signal processing results, and comprising comparison unit to compare norm average with norms of phases
EP2910958A1 (en) Detecting a fault, in particular a transient fault, in an electrical network
EP3123187B1 (en) Method of testing a transformer, electrical testing system, short-circuiting circuit and anodizing assembly
EP0537066B1 (en) Method for the selective detection of resistive defects in power-distribution networks
FR2999294A1 (en) Detection device for directional detection of ground fault in e.g. insulated neutral balanced three-phase network, has location module including evaluation unit of phase shift between homopolar voltage and homopolar current derivative
FR2999295A1 (en) Detection device for directional detection of ground fault in e.g. insulated neutral balanced three-phase network, has location module including evaluation unit of phase shift between homopolar voltage and homopolar current derivative
WO2009147078A1 (en) Method and system for the differential protection of an electrical link in a medium-voltage, high-voltage or very high-voltage network
WO2001096889A1 (en) Method for detecting resistive faults
CA3004694A1 (en) Method and device for switching on a power transformer
EP1083644B1 (en) Earth fault protection device sensitive to arc currents, trip device and circuit breaker comprising such a device
FR2969845A1 (en) Restricted earth fault protection device for protecting e.g. transformer against insulation faults in three-phase medium voltage network, has comparison unit comparing bias and differential currents to generate fault indicating signal

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12