3.1 Protections de surcharges.

Vitrine 3D Suite

Lignes aériennes :
Afin essentiellement  d’assurer la sécurité des personnes et des biens, la hauteur des câbles au-dessus du sol, doit être supérieure à des valeurs réglementaires. Pour cela, leur température ne doit pas dépasser certaines valeurs (Par exemple 60°C en régime permanent et 75°C en régime transitoire). Cette température dépend du courant dans la ligne mais aussi des conditions climatiques.
Dès le début des années 1950, afin de contrôler leur charge, des lignes THT* ont été équipées de protections dites de surcharge. Cet équipement émet une alarme lorsque le courant dépasse la valeur admissible en permanence, puis provoque normalement le déclenchement de la ligne si la charge n’est pas redevenue normale. Avec au début un seul seuil d’alarme (temporisé à 10 s)  et de déclenchement (temporisé à 10 mn) et la possibilité d’avoir un déclenchement rapide : 15 s, en cas de courant inadmissible. Afin d’optimiser l’exploitation, cette protection a évolué**, avec selon les lignes, jusqu’à 3 seuils de courant et 4 régimes climatiques (été, inter-saison, hiver 1, hiver 2).
La protection de surcharge est installée sur une seule phase et à une seule extrémité de la ligne car les courants de transit sont pratiquement identiques sur les trois phases et à chaque extrémité de la ligne.

* Les lignes HT dont on maitrise bien la charge ne sont normalement pas équipées de protections de surcharges.
** Situation à l’entrée du 3ème millénaire ; ce n’est probablement pas fini !

Autotransformateurs, transformateurs :
Le fonctionnement à une température anormalement élevée provoque un vieillissement rapide des isolants* et peut même provoquer des avaries. Pour les mêmes raisons, à aucun moment la température du cuivre des bobinages ne doit normalement pas dépasser 140°C.
A partir du début des années 1960, les autotransformateurs 400/225 kV et les transformateurs 225/HT sont normalement équipés, selon les appareils, de protections de surcharges à 2 ou 3 seuils et 2 ou 3 régimes climatiques, sans ou avec prise en compte de la température effective de l’huile**.

 * On considère que la vitesse de vieillissement double chaque fois que la température augmente de 6°C.
** Il y a eu des protections comportant un dispositif qui réalisait une image thermique de l’appareil.

Fonctionnement :
La technologie et les fonctionnalités ont évolué mais le principe de fonctionnement est resté le même : des relais ampèremétriques précis, à faible écart de retour, alimentés par le courant d’une seule phase.  Leur fonctionnement démarre les différentes temporisations  des  alarmes  et déclenchement associées.

RJL modèle 8 – Siemens – Années 1940 – Largeur : 23 cm.
Relais de surcharge, avec résistance additionnelle.
Courant nominal : 4.8 – 5,05 – 5,35 A.
Temporisation : pour 1.08  IN, fonctionnement en 2 à 3 mn, pour 1,5 IN, réglable de 4 à 76 s.
Un mécanisme à différentiel réalise le seuil et la temporisation.

ST – BBC – Années 1940 – 10 cm.
Relais thermique basé sur une image thermique de l’appareil ou du câble protégé. Avec déclenchement instantané sur surintensité élevée.
Des volets de signalisation indiquent le déclenchement thermique ou instantané.

Surcharge lignes et transformateur – Albert Le Bœuf – 1950 – 33 cm.
4 Schéma de câblage surcharge Le Bœuf
Surcharge avec image thermique* extérieure. Une seule saison, deux seuils :
– alarme et déclenchement temporisé ;
– déclenchement rapide.
Le relais  de surveillance du courant de transit est du type  galvanométrique « balance ».
*Dispositif, installé sur le transformateur, qui réalise une « image » de la température du bobinage. La mesure est faite par l’intermédiaire d’une sonde dont la résistance est fonction de la température.

Surcharge ligne – Albert le Bœuf – Années 1950 – 52 cm.
A subi par la suite plusieurs modifications.
Deux saisons : été, hiver.

 

Surcharge ligne – Fabrication « locale » – Années 1970 – 14 cm.
Une saison, un seuil.

 

PML 1 – ICE – 1979 – 19″.
Surcharge ligne. Trois saisons, deux seuils.

 

PML 201 – ICE –  Années 1980 – 66 cm.
Surcharge ligne. Trois saisons : été, hiver 1, hiver 2. Deux seuils.
Télécommandable.
Relais de mesure électronique.

PML 33 – ICE – Années 1980 – 66 cm.
Surcharge ligne : trois saisons : été, hiver 1, hiver 2, trois seuils.
Télécommandable.
Relais de mesure électronique.

PST PMCT 10 – ICE – Années 1980 – 19″.
Surcharge autotransformateurs et certains transformateurs avec le contrôle de la température de l’huile.
Deux seuils, deux saisons.
Avec une version en coffret pour être installée sur châssis.

PMTS 22 – ICE – 1985 – 19″.
Surcharge transformateur : deux  seuils, deux saisons.
Télécommandable.

 

PMLS 345 – ICE – 1986 – 19″.
Surcharge ligne : trois seuils, quatre saisons (été, intersaison, hiver 1, hiver 2).
Télécommandable.
Plusieurs versions : à connecteur, à laisses, à bornier, en coffret avec découplages, afin de pouvoir être installée dans toutes les fileries.