Aperçu du produit
Définition fonctionnelle
Les transformateurs de courant homopolaire des séries LJ-2, LJ-4 et LJ-7 sont des dispositifs électromagnétiques destinés à une installation intérieure, conçus pour la détection du courant résiduel (homopolaire) dans les systèmes à neutre isolé ou à faible courant de terre. Ils sont couramment utilisés pour la protection contre les défauts à la terre des alternateurs, des compensateurs synchrones et des moteurs, et sont généralement associés à des relais DD-11/60 afin de constituer un système complet de protection contre les défauts à la terre.
En fonctionnement triphasé normal, la somme vectorielle des courants de phase traversant la fenêtre du noyau est approximativement nulle, et la sortie secondaire est minimale. Lorsqu’un défaut à la terre se produit dans la zone protégée, le courant résiduel génère un flux magnétique net dans le noyau toroïdal, induisant un courant secondaire qui actionne le relais pour signaler ou déclencher en cas de défaut.
| Élément | Spécification |
|---|---|
| Application | Détection du courant résiduel (homopolaire) pour la protection contre les défauts à la terre dans les systèmes à neutre isolé ou à faible courant de terre |
| Environnement d’installation | Installation intérieure uniquement |
| Portée typique du système | Réseaux alternatifs 50/60 Hz, généralement appliqués dans les réseaux de classe ≤ 35 kV (selon le projet) |
| Équipements protégés | Alternateurs, compensateurs synchrones, moteurs et départs câblés (protection contre les courants résiduels) |
| Relais associés typiques | Relais homopolaire DD-11/60 (ou relais équivalent à courant résiduel selon la conception du projet) |
| Isolation primaire | Assurée par l’isolation du câble traversant ; le transformateur est généralement évalué uniquement pour les performances d’isolation de l’enroulement secondaire |
| Isolation de l’enroulement secondaire | Tension de tenue à fréquence industrielle de 3 kV par rapport à la terre (1 min) |
| Diamètre extérieur maximal du câble supporté | ≤ 50 mm (pour des diamètres plus importants, choisir un modèle avec une fenêtre plus grande) |
Principe de fonctionnement
Les transformateurs de courant homopolaire fonctionnent sur le principe de l’induction électromagnétique. Tous les conducteurs de phase du circuit protégé (ainsi que le neutre, si requis par le schéma de protection) traversent la fenêtre du TC. En conditions équilibrées, le flux magnétique résultant est proche de zéro. En cas de défaut à la terre, le courant résiduel crée un flux net dans le noyau toroïdal, induisant un courant secondaire proportionnel à la composante résiduelle, permettant ainsi aux relais connectés de détecter de manière sensible le défaut à la terre.
Position dans le système
- Protection des alternateurs : Protection contre les défauts à la terre des circuits statoriques ou des départs d’alternateur
- Protection des moteurs : Détection des défauts à la terre pour les moteurs moyens et grands
- Protection des compensateurs synchrones : Surveillance du courant résiduel dans les équipements de compensation d’énergie réactive
- Protection des départs câblés : Détection du courant résiduel sur les départs câblés multicâbles ou en parallèle
Aperçu structurel
La série LJ utilise un noyau magnétique toroïdal (annulaire) assurant une distribution uniforme du flux et une haute sensibilité. L’enroulement secondaire est réparti de façon homogène pour garantir des caractéristiques de sortie stables. Une bride de fixation dotée de trous pré-percés permet une installation rapide et une fixation mécanique fiable dans les armoires intérieures, les locaux d’appareillage ou les tranchées à câbles.
Désignation des modèles
Explication du code modèle
- L — Transformateur de courant (TC)
- J — Application en protection homopolaire / contre les défauts à la terre
- 2 / 4 / 7 — Nombre de câbles supportés (référence typique d’application)
Variantes de modèle
La série LJ propose trois variantes standard selon la capacité en câbles et la taille de la fenêtre :
- LJ-2 : Pour 1 à 2 câbles ; rapport typique 20/1
- LJ-4 : Pour 3 à 4 câbles ; rapport typique 20/1
- LJ-7 : Pour 5 à 7 câbles ; rapport typique 40/1
Conditions de service
Les transformateurs de courant homopolaire de la série LJ sont conçus pour une utilisation en intérieur dans des conditions normales de service.
- Environnement d’installation : Installation intérieure uniquement
- Fréquence nominale : 50 Hz ou 60 Hz
- Altitude : Ne dépassant pas 1000 m au-dessus du niveau de la mer (les altitudes supérieures nécessitent une validation technique)
- Température ambiante : −5 °C à +40 °C
- Humidité relative : Les environnements intérieurs à humidité élevée sont acceptables à condition qu’aucune condensation ne se produise sur les parties sous tension
- Conditions environnementales : Absence de gaz corrosifs, de substances explosives ou inflammables, de vibrations sévères, de chocs mécaniques ou d’impacts
Construction
Conception de la construction
- Structure : Noyau toroïdal annulaire
- Noyau : Matériau magnétique à haute perméabilité pour une sensibilité optimale
- Enroulement : Enroulement secondaire uniformément réparti sur le noyau
- Fixation : Bride avec trous de fixation pré-percés
- Isolation : Isolation primaire assurée par la gaine du câble ; l’enroulement secondaire supporte une tension de tenue à fréquence industrielle de 3 kV par rapport à la terre
Enroulements et repérage des bornes
- Circuit primaire : Conducteurs de phase traversant l’ouverture du noyau (pas de bornes primaires électriques)
- Bornes secondaires : Repérées pour la connexion à l’entrée du relais à courant résiduel
Respectez les repères des bornes secondaires et les exigences de polarité afin d’assurer un fonctionnement correct du relais et des performances stables de la protection.
Données techniques
Cette section fournit les paramètres techniques couramment utilisés pour les transformateurs de courant homopolaire LJ-2, LJ-4 et LJ-7 employés avec des relais à courant résiduel. Les valeurs finales doivent être conformes à la plaque signalétique et au rapport d’essai d’usine correspondant à la commande spécifique.
Paramètres électriques (orientés relais)
| Modèle | Capacité en câbles |
Résistance de la boucle secondaire (Ω) |
Courant de réglage/ de consigne (A) |
Sensibilité (A) |
Rapport nominal typique (A) |
|---|---|---|---|---|---|
| LJ-2 | 1–2 | 10 | 0.03 | 1–3 | 20/1 |
| LJ-4 | 3–4 | 10 | 0.03 | 1–3 | 20/1 |
| LJ-7 | 5–7 | 10 | 0.03 | 1–3 | 40/1 |
Dimensions
| Modèle | A (mm) | B (mm) | H (mm) | ΦD (mm) | Φd (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| LJ-2 | 150 | 200 | 295 | 230 | 110 |
| LJ-4 | 220 | 280 | 335 | 285 | 140 |
| LJ-7 | 220 | 300 | 375 | 300 | 180 |
Normes et références normatives
| Norme | Titre | Application |
|---|---|---|
| IEC 61869-1 | Transformateurs de mesure – Partie 1 : Exigences générales | Exigences générales |
| IEC 61869-2 | Transformateurs de mesure – Partie 2 : Exigences supplémentaires pour les transformateurs de courant | Exigences pour les TC (remplace la IEC 60044-1) |
| GB 1208-2006 | Transformateurs de courant | Norme nationale pour les TC (lorsqu’exigée par le projet) |
| GB/T 20840.1 | Transformateurs de mesure – Partie 1 : Exigences générales | Norme nationale alignée sur la IEC 61869-1 |
| GB/T 20840.2 | Transformateurs de mesure – Partie 2 : Transformateurs de courant | Norme nationale alignée sur la IEC 61869-2 |
Conformité aux essais d’usine
- Essais de routine conformément aux normes applicables, incluant la vérification du marquage et les contrôles électriques de base
- Essai d’isolation secondaire (tension de tenue à fréquence industrielle par rapport à la terre) tel que spécifié
- Inspection visuelle et dimensionnelle, incluant la qualité de fabrication et l’intégrité de la fixation
- Essais de type et essais spéciaux selon les exigences du cahier des charges du projet
Installation et dimensions
- Utilisez les trous de fixation de la bride pour une installation sécurisée sur des structures stables.
- Faites passer tous les conducteurs de phase du circuit protégé à travers la fenêtre du TC ; maintenez un agencement compact des conducteurs et évitez toute séparation inutile à l’intérieur de la fenêtre.
- Pour les câbles en parallèle par phase, assurez-vous que tous les conducteurs parallèles traversent la même fenêtre du TC afin d’éviter une indication erronée de courant résiduel.
- Acheminez le câblage secondaire vers le relais avec une identification claire et une protection mécanique adéquate.
Informations pour la commande
Lors de la commande, précisez les paramètres suivants en fonction des exigences du système et du cahier des charges du projet :
- Choix du modèle : LJ-2, LJ-4 ou LJ-7 selon le nombre de câbles et la taille de la fenêtre
- Nombre de câbles / disposition des conducteurs : y compris la configuration des câbles en parallèle par phase
- Diamètre extérieur maximal des câbles : confirmer ≤ 50 mm ou indiquer la nécessité d’une fenêtre plus grande
- Type de relais : ex. DD-11/60 ou exigence équivalente d’entrée de relais à courant résiduel
- Environnement d’installation : température, humidité, altitude et contraintes de montage en intérieur
- Exigences particulières : langue de la documentation, certificats, marquage ou essais spécifiques au projet
Comment choisir : (1) Confirmez combien de câbles doivent traverser la fenêtre du TC et leur diamètre extérieur maximal ; (2) Sélectionnez LJ-2 (1–2 câbles), LJ-4 (3–4 câbles) ou LJ-7 (5–7 câbles) ; (3) Vérifiez les exigences d’entrée du relais et les conditions de la boucle secondaire ; (4) Confirmez l’exigence d’isolation secondaire (3 kV/1 min par rapport à la terre, typiquement) ; (5) Validez les contraintes d’installation et les exigences documentaires avant la mise en production.