)

FiK. l. Re!.is arnperemetrique temporise type Rl. (40832)

Pour la protection contre les courts-circuits des ma-chines, transformateurs et lignes, ASEA fabrique desrelais amperemetriques a temps inverse, types RI etRIS, ainsi que des relais amperemetriques a tempsconstant, type RIDA. La presente brochure se rap-porte aux relais du premier type, tandis que le relaistype RIDA est decrit dans la brochure 7573 F.

Pour la protection contre les surcharges thermiques,ASEA recommande l'utilisation de relais thermiquesRV AA (brochure 7415 F), RVC (instruction d'en-tretien 5609 002 F), etc.

Caracteristiques principales:

* Aucune integration, puisque le mecanisme tem-porisateur n'entre en action que lorsque le couranta atteint la valeur de reglage.

* Retour instantane å la position initiale si, avantque les contacts n'agissent, le courant retombe åmains de 85 % de la valeur de reglage.

* Declenchement instantane aux fortes surintensites.Ce dispositif est reglable et peut aussi etre elimine.

* Le courant de fonctionnement et le temps de fonc-tionnement sant relativement independants de laforme de l'onde de courant.

'* Le temps de ralentissement est court: maximum50 ms.

* Le courant de fonctionnement et le temps de fonc-tionnement sant reglables independamment l'unde l'autre, meme en service.

*' Voyants signalant l'embrayage et le declenche-ment.

7022 FcReg. 5621

* A mesure que l'intensite augmente, le temps dedecIenchement diminue pour atteindre ensuite unevaleur sensiblement constante.

'* La forme de la courbe de temporisation est inde-pendante du reglage en intensite.

Fig. 2. ReIais amperemetrique temporise type RI, capat enleve (40833)

)

Fig. 3. Relais amperemetrique temporise type RI, plaque signaletique et capot enleves. (29812)

2

Ce mode de fonctionnement est le meme pour lerelais RIS, mais les bagues de court-circuit sant rem-placees par des enroulements auxiliaires, qui doiventetre court-circuites pour que le disque d'inductionpuisse toumer.

Divers types

La difference entre les relais RI et RIS est que le

relais RI possede des bagues de dephasage serties dansles surfaces polaires de I'electro-aimant tandis quedans le relais RIS, ces bagues sont remplacees par UDenroulement auxiliaire, normalement ouvert, qlU doitetre ferme avant que le relais puisse fonctionner. LeRIS est generalement utilise dans les protections am-

peremetriques directionnelles. Un relais directionndautorise alors le fonctionnement du relais RIS encourt-circuitant I' enroulement auxiliaire.

Reglage du courant

On modifie le reglage du courant par changementdu nombre de spires de la bobine, en deplac;ant uneriche, Cp) a la fig. 3. Ce reglage peut s'effectuer enservice, en toute securite, sans risque d'ouvrir le crr-cuit secondaire du transformateur de courant, etantdonne que la prise correspondant au courant de re-glage maximum est mise automatiquement en servicelorsqu'on retire la riche d'une prise de reglage.Principe et mode

de fonctionnementLe mecanisme de commande du RI, represente

schematiquement a la tig. 4, est constitue d'unelectro-aimant (a) avec bagues de court-circuit, ser-

Reglage du temps de fonctionnement

Le reglage du temps de fonctionnement s' effectueen modifiant la position de depart du secteur dente,å l'aide de la vis de reglage situee au-dessus del'echelle de reglage (repere t de la fig. 3).

Declenchement instantane

En agissant sur la vis de reglage, (m) de la fig. 3,iI est possible de faire varier l'entrefer de l'armaturede declenchement, ce qui permet d'obtenir le fonc-tionnement instantane aux fortes surintensites.

La vis de reglage est graduee pour fonctionnement

g. Armature qui maintientla vis sans fin en priseavec le secteur dente

B. Electro-Bimant d. Etrierb. Disque d.induction e. Ressortc. Axe de I'etrier f. Aimant permanent

ties dans les extremites polaires, et d'un disque d'in-duction (b). Lorsque le courant traversant la bobineatteint environ 20 % de la valeur de reglage, le disquecommence a tourner. L' etrier (d) supportant le dis-que peut osciller autour de I'axe (c) et lorsque lecourant atteint la valeur de reglage, la resultante dela force motrlce exercee par l'electro (a) et de laforce exercee par I'aimant permanent (f) est suffi-sante pour deplacer le disque vers I' avant. Le de-placement du disque vers l'avant fait engrener la vissans fin (h), tig. 31 montee sur l'axe du disque, avecle secteur dente U). Apres un temps bien determine,ce secteur agit sur la balance magnetique de declen-chement (l) qui se deplace brusquement et actionneles contacts du relais.

Fig. 5 a. Dispositif electromagne-tique avec armature de declen-chement et vi. de reglage dudispositif de fonctionnement in-

stantane. [43141)

Fig. 5 b. Reglage du fonctionne-ment instantane a 6 fois le cou-

rant de reglage. (43142)

3

instantane du relais a 4, 6 et 8 fois le courant dereglage. Si le fonctionnement instantane n'est pasdesire, on place la vis de reglage sur la graduation00. La tig. 5 montre le dispositif de fonctionnementinstantane.

Contacts

Les relais normaux possedent deux contacts a fer-meture ou un contact a fermeture et un contact aouverture (Kl-Kz et K3-K.) , dant la dispositionressort de la tig. 6. En devissant l'equerre du contactfixe Kz et en la retoumant, on peut aisement trans-former le contact Kl-Kz en contact a ouverture etvice versa. Le remplacement des contacts est des plusaises.

tandis que celui du voyant jaune se fait au morend'un bouton dispose sous cette fenetre. Les relaispeuvent etre mums d'un voyant supplementaire quin'apparait qu'en cas de declenchement temporise(type D). Le rearmement de ce voyant s'effectue al' aide du bouton du voyant rouge normal.

Une variante nommee CK possede, de meme quele dispositif C, un voyant jaune et un rouge, mais cedernier comporte un contact de signalisation a rear-mement manuel.

La signification des divers voyants et leurs mar-ques d'identification sont donnees au tableau ci-apres.

Dispositif de blocage

Afin de proteger les parties internes pendant letransport, les relais sont munis d'un dispositif deblocage. Lorsque le relais est bloque, un voyant rouge,(n) a la fig. 3, apparait a la partie inferieure gauchede la glace du capot. Apres avoir monte le relais, onenleve le capot et on debloque le relais en toumantde 45°, dans le sens horaire, le voyant de blocage.

Fig. 6. Disposition des contacts des relais RI et RIS. Les contacts santmontes sur une plaque a bornes en matiOre isolante. (41841)

Voyants de signalisation

Le dispositif de signalisation normal (type C) con-siste en un voyant jaune et un voyant rouge. Levoyant jaune apparait dans la fenetre du relais desque la vis sans fin engrene avec le secteur dentetandis que le voyant rouge n'apparait que lorsquel'armature de declenchement est attiree. Le rearme-ment du voyant rouge s'effectue å l'aide d'un boutonmolete monte au-dessus de la fenetre du boitier,

Boitier et montage

Les relais sant montes sur un socle en alliage d'alu-minimum, laque noir, et renfermes dans un boitierd'aluminium, laque noir, etanche aux poussieres etpourvu d'une fenetre. Les dimensions du relais ainsique celles des cadres necessaires a l'encastrement santdonnees a la page IS.

Les bornes du relais se trouvent a l' arriere, majsil est possible de prevoir une disposition avec bornesa 1'avant.

Les vis de fixation et les prolongateurs de bornessant prevus pour des panneaux d'une epaisseur maxi-mum de 5 mm.

Signification et marques d'identification des voyants

L1

Ca racteristiq ues

Declenchement instantaneLa graduation du fonctionnement instantane a 4,6

et 8 fois le courant de reglage s'effectue toujours avecla fiche de reglage du courant dans la position corres-pondant au courant nominal du relais. Aux autrespositions de la fiche, l'ecart de la valeur du courantde fonctionnement instantane par rapport a la valeurtheorique est donne par la fig. 7. Pour chaque relais,la valeur moyenne du courant de fonctionnement

Courant de fonctionnement A Reglage, Temps de fonctionnement

(ms)

400140

~

8120

lon Ifl 200

80

+

60 100

80

604fJ

Contact åfermeture

40

Contact åouverture

20

°4 5 6 8 16 12 15Echelle des intensites 4-15 A, 50 Hz. Courant de

(468599) reglage A

Fig. 7. Courbes de fonctionnement instantane a divers reglages deI'intensite.

-1 2 ,- 4 5fois le courant de reglage du fonctionnement instantane

Fig. 8. Temps de fonctionnement en oas de fonctionnement instantane.(Tko 15002)~ fo;s le courant de reglage, fixe å l'echelle des intensites.

5

Valeurs de fonctionnement et de retour

Le disque commence a tourner aux environs de20 % de la valeur du courant de reglage, majs l'em-brayage ne se produit qu'a 100:t2 % de la valeurdu courant de reglage.

Si le courant traversant le relais est coupe ou re-tombe a une valeur inferieure a environ 85 % ducourant de reglage avant que les contacts n' agissent,toutes les parties du relais reviennent instantanementa leur position de depart. Par contre, si r armaturea deja ete attiree par l' electro-aimant et a actionnele contact, elle ne revient a sa position initiale quelorsque le courant est tombe a environ 55 % de lavaleur de reglage.

Les relais RIS retournent immediatement a leurposition initiale, quelle que soit la valeur du courant,si les enroulements auxiliaires sant ouverts, avantque les contacts n'agissent. Avec les enroulementsauxiliaires fermes, les conditions de retour sont lesmemes que pour le RI, c.-a-d. 85 et 55 %.

(p.ex. pour 10 declenchements) est situee dans labande ombree. n existe en outre une dispersion quifait qu'une valeur de fonctionnement peut differerde maximum :t 10 % de la valeur moyenne.

La fig. 8 donne le temps de fonctionnement en casde fonctionnement instantane.

Si le relais seTt au declenchement par bobine enserie dans une installation ou l' on peut craindre descourants de court-circuit tres eIeves, le contact durelais pourrait etre endommage par surcharge si lefonctionnement instantane etait regle sur 00. Dansce cas, il ne faut pas utiliser ce reglage.

n faut noter que les relais RIS fonctionnent in-stantanement meme si l'enroulement auxiliaire estouvert. La graduation est valable pour enroulementauxiliaire ouvert et si cet enroulement est ferme, lesvaleurs de fonctionnement sant superieures d'en-viran 25 %.

Consommation et indice de surcharge

La bobine du relais a un indice de surcharge eleveet une faible consornmation en V A. Au courant defonctionnement 1 la consomrnation est la meme quelleque soit la valeur de reglage et elle est renseigneeau tableau I page 10. A la page Il, on indique lafa~on de calculer la consomrnation a toute autre

valeur de l'intensite.

vant la valeur du courant. Toutefois, si le courantdepasse environ 6 fois la valeur de reglage, la tem-porisation devient pratiquement constante, c'est-a-dire independante du courant. Cette valeur limite,appelee "temporisation au court-circuit", est generale-ment situee aux environg du 1/3 de la temporisationde reglage. C'est une caracteristique indispensableque doit presenter tout relais a maximum faisantpartie d'un systeme de protection selective contreles courts-circuits.

La tig. 9 montre les caracteristiques de temporisa-tian des relais type RI et RIS. Ces courbes, qui santreproduites sur la plaque signaletique du relais, mon-trent clairement la relation existant entre le tempsde declenchement et la surintensite, aux differentsreglages de la temporisation. Toutefois, on a constatequ'en pratique il est plus commode d'utiliser lescaracteristiques suivant tig. 10-13 pour etudier lessystemes de protection amperemetrique. Chaquedroite montre la relation existant entre la tempori-sation fixee sur r echelle des temps et le temps defonctionnement pour une valeur determinee de lasurintensite. Aux valeurs intermediaires de la sur-intensite, le temps de fonctionnement s'obtient, avecune precision suffisante, par interpolation.

Les temps de fonctionnement indiques par lescourbes sant donnes pour des surintensites atteignantleur valeur instantanement, le relais etant parcouruen regime normal par une intensite dant la Valeurest environ la moitie de l'intensite de reglage. Lavaleur du courant circulant dans le relais, avant sonfonctionnement, n'a toutefois qu"ti~ effet tout a faitnegligeable sur le temps de fonctionnement. Parexemple, si le relais est parcouru par une intensitedant la valeur se situe immediatement en dessous dela valeur de reglage, le temps de fonctionnement est

Courbes de temporisationLes echelles des temps des relais RI et RIS sont

graduees en temps de fonctionnement nominauxcorrespondant a peu pres aux temps obtenus sousun courant egal au courant de reglage. Si le couranttraversant la bobine du relais est suptlrieur au cou-rant de reglage choisi, la temporisation diminue sui-

6

Tcmps de fonctionnements

Temps de fonctionnement.

Fig. 10. Courbes de temporisation des relais RI et RIS avec echelledes temps 0,5-3 s, 5() Hz et 0,5-2,5 s, 60 Hz. (1223 208)

o 1 2 3 4 5 6sCourant=n fois le courant de reglage Reglage en temps

Fig. 11. Courbes de temporisation des relais RI et RIS avec ech~lledes temps 1-6 s, 50 Hz ~t 1-5 s, 60 Hz. (1223 208)

--o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20s

Courant=n Eois le courant de reglage Reglage en temps

Fig. 13. Courbes de temporisation des retais RI et RIS avec echelledes temps 3-20 s, 50 Hz et 3-16 s, 60 Hz. (1223 794)

7

Fig. 14. Resistanc. non lineair.MXAA 1001. Encombrem.nt ap-

proximatif 75XI20X75 mm.(42584)

d'environ 0,02 seconde plus court que celui donnepar les courbes.

Les erreurs de graduation et de reglage de l'echelIedes temps ainsi que la dispersion sont indiqueesau tableau de la page 13. Ges erreurs sont valablespour des surintensites superieures a 2 fois le courantde reglage. Pour les surintensites de faible valeur,la pente de la courbe etant tres accentuee, la memeprecision ne peut etre obtenue mais pratiquementcela presente peu d'importance dans le cas de pro-tections contre les courts-circuits.

Les echelles pouvant etre realisees sont donnees autableau III page 13.

liser une protection selective, on peut prendre commeregle de negliger le temps de ralentiSsement et netenir compte que du temps de fonctionnement desdisjoncteurs, en adoptant une certaine marge pourtenir compte de la dispersion des relais.

Sensibilite aux harmoniques

Comparativement å beaucoup d'autres relais am-peremetriques temporises du type å induction, lesrelais RI sont tres peu sensibles aux harmoniques.Pour un relais RI de frequence nominale 50 Hz, parexemple, la valeur du courant de fonctionnement estreduite de 5 å 7 % et le temps de fonctionnementaugmente de 4 å 5 % lorsque le courant contientenviron 35 % d'harmonique 3 et en meme temps,environ IS % d'harmonique 5, ces resultats etantobtenus avec une onde de courant en dent de scie.

Contacts

Les caracteristiques des contacts sant donnees autableau II page 12. Si l'on adopte le declenchementpar bobine en serie, le relais doit etre equipe d'uncontact a ouverture. Ce contact peut couper environ100 A si I'impedance de la bobine de declenchementn'excede pas 4 ohms. Si le produit du courant parl' impedance de la bobine excede 400 V, I' on doitconnecter, en parallele avec le contact, une resistancenon lineaire de protection MXAA 1001 (voir tig. 15).La resistance est representee a la tig. 14, doit etremontee separement et reliee au contact du relais parune connexion dant la resistance est inferieure a0,1 ohm.

lnfluence de la frequence

Pour des ecarts de :t 5 % autour de la frequencenominale, le courant de fonctionnement et le tempsde fonctionnement ne varient pas de plus de :J= 3 %.A une varition positive de la frequence, correspondune variation negative des courants et temps defonctionnement.

lnfluence de la temperature

L' erreur provenant des variations de temperaturene depasse pas :t 2 % pour l'intensite de fonctionne-ment et :t l % pour le temps de fonctionnement pourles echelles 2-10 s ou 3-20 s et:t 2 % pour les echel-les 0,5-3 s ou 1-6 s lorsque les ecarts autour d'unetemperature ambiante normale de 20 o C ne depassent

pas :t 10°C.

Isolement

Les relais sont essayes sous 2 500 V entre partiesparties sous tension et le socle. Toutefois, les enroule-ments auxiliaires des RIS, tout comme le capot etautres parties de l' appareil qui ne sont pas sous ten-sion, sont mis a la masse par l'intermediaire d'un desboulons de fixation.

Temps de ralentissement

Si la surintensite retombe en dessous de la valeurde retour apres que le relais a commence a fonction-ner et meme s'il ne reste que 0,05 s avant que le relaisdeclenche, le relais re arme sans agir sur le contact.Lorsqu'on determine les reglages des relais pour rea-

Entretien et essais

Utilise normalement, le relais ne requiert d'autrecntretien que la lubrification des paliers tous lesans. Si l'atmosphere contient des gaz corrosifs, de la

8

RST

5 4::E=:~= ::E ~ .

'6 'Id D

3

SM!:~&rSM~

Connexion type FlDiagramme N° 7431010

Figo 150 Protection a maximum dOintensite utilisant des relais RI et le declenchement serie. (4247q3)

l. Disjoncteur automatique2. Transformateurs de courant3. Rela;s RI4. Commutateur d'...ai OBAS. Emplacement des apparei!s de

mesure

6. Emplacement des relais protectionde terre (6a ou Gb)

7. Resistance de protection typeMXAA. N'est necessaire quo si lecourant secondaire de court-circuitest superieur a environ 100 A

9

ses connexions normales de service ses connexionsd'essai aboutissant sur le panneau, e une seule ope-

I

ration. Le dispositif ;d' essai R 11 e t tres pratiquepour res essais; il pE1l"ffiet en effet e mesurer a lafois les intensites, les! tensions et le temps.

Si I' on campare le$ resultats des essais effectuesa intervalles regulier$, on peut se endre compte,d'apres les modificatibns eventuelles des valeurs defonctionnement, si un~ revision est n cessaire. Il fautremarquer que le coutant minimum quelle disquecommence a tourner peut depass sensiblement20 % du courant de reglage, valeur qui s'appliquea un relais nouvellem~nt regle, sans u'il en resulteune modification des valeurs de foncti nnement. A lasortie d'usine, les relais sant regles de telle sorte quela courbe de temporis~tion soit exact pour un cou-rant egal a 3 fois le aourant de regl ge. Par conse-quent, les essais de controle doivent ssi s'effectuera ce courant et de pr~ference pour u reglage elevede la temporisation. :

Si un contact a ete ~oumis a des rcharges tellesque les surfaces en soi~nt piquees ou bimees, on lesnettoiera a I'aide d'u~e lime fine. ne faut pasutiliser du papier emeri ou tout autre ateriau de cegenre car des particul~ isolantes peu ent rester surles surfares de contact jet provoquer u e coupure ducircuit. I

poussiere, ou si le degre d'humidite est tres eleve,les relais doivent etre examines plus frequemment.

Il est important de ne pas exposer les relais a lacrasse ou a une quantite anormale de poussieres. Lecapot doit donc toujours etre convenablement serreet on ne doit jamais le retirer sans necessite.

Il n'est pas absolument necessaire de demonter lerelais pour lubrifier les pivots. Le pivot inferieur dl!disque peut etre retire sans outil, ce qui permetegalement d'avoir acces au pivot superieur. A cetteoccasion, on peut lubrifier en meme temps les pivotsde I' etrier. Cette operation est plus facile si le relaisrepose horizontalement sur son socle, mais on peutle faire lorsque le relais est monte, en devissant lescoussinets et en y introduisant une goutte d'huile.Il faut toujours utiliser de I'huile ASEA speciale pourgraissage des relais.

Les paliers doivent etre graisses a la premiere miseen service du relais ou apres un temps d' arret assezlong.

La rotation du disque indique que le relais est enparfait etat de fonctionnement. On doit neanmoinsverifier au moins deux fois par an les valeurs descourants et temps de fonctionnement. Ces essais decontr6le doivent etre effeCtues sans demonter le relaiset la maniere la plus simple consiste a utiliser uncommutateur d' essai OBA qui commute le relais de

Tableau I. Echelles des t:mps \ normales

et consommatlonp

Fig, 16, Representation d. la non-linearited. l'impedanc., (1223 !X>1)

10

Colcul de lo consommotion,

Le tableau I renseigne la consommation S du relais la puissance et du facteur d~ surcharge de trans-au courant de fonctionnement fixe ir. La consomma- formateurs de courant. "

i

tion Sn au courant nominal in du secondaire du trans- \formateur de courant se calcule a l'aide de la formule Exemp1e: Suivant tableau I, " le RI, 50 avec

echelle de temporisation de 1-tG s a une cong ma-tian S = II VA. Si le courant nominal est 5 et le

reglage 10 A, n=0,5 et par «::onsequent p= 08.La consommation au courant ",nominal sera rs

S..=(~)2. sLlr 100

SI\=O/s2~~~3 VA

La valeur de p est donnee a la fig. 16 ou n=in/ir

L'impedance Zr de la bobine du relais pour un cou-rant donne i, est

100

L'impedance de la bobine du relais å 6 fois le f ant nominal, par exemple, c'est-å-~re 30 A, sera onc,

puisque n~30/l0=3 et par Cf(Jnsequent p-

II 70 IZr=1Q2. WO ~OjO77 .Q

s 'p

Zr=i;'lOö

ou p est donne par la fig. 16 et n=i/ir

Les valeurs de Sn et Zr sont necessaires au calcul de

Il

T ableau II. Schemas et Caracteristiques I des cont~cts

Caract~ri.tique. des contacts 1)

~

Tension max.admissible

V

Courant deI "

2)regtmeI

A

(;ontact

~

!rype nonnal

~l-1(3-

lY20 15 s 1.2 0,.5

A t ec declenche- me t serie, le con-

ta t peut couperenv. on 100 A (voir

page 8).

RI

contact desi .sation KJ-K~ I

.rearme ~ laIn en meme

te s que le voyant,e toumant le

bo on fixe sur lec ot du relais.

lAve declenchementse e, le contact

"1- 2 peut couperax. 100 A.

-o

'"I"

1'-1-

lYv

206

156

56

0,45

1,5

!.l

500600

L nroulementI au ' 'aire 1-4 doit

letre erme pour que

i le relais puissei fo tionner avec

tern risation. AvecQecl chement serie.le ntact Kl-Klpeu couper max.

100 A.

':':1-

Ix:\"RIS 10 20 5 5 0,45

l) Le tableau ci-dessus donne le pouvoir de coupure en oas de coupures peu frequentes (quelques manotvres par heure). I

') En cas de declenchement serie, le contact a ouverture Kl-K, peut supporter 300 A pendant max. 0,15 set 120 A pendant m~x. l s.

12

-K,

-K,

Tableau III. Echelles d'intensite normales et indice de surchqrgeTypes RI et ~S

Inten$ite .dmi$sible dansla bobine du relais

A

Reglagespossibles

A En permaneqce Pendant ~ s

1,8 2,22,63

3,4

901,2

J,4

3,8

4,2

125

4,5 ISO

4,4

4,7

5,,-

170

6

6,8200

230

575

275

7,58,2

5,5

6,3

7,38

8,59

10

6

7

9

10

12300

8

1014

17400

101213

151617

19

500

Il13

1417

650

20

2326

650

I) D'autres ti:helles d'intensite avec 7 reglages possibles peuvent etre fournies sur demande.

13

100 :t 2 % du courant ~e reglage

Approx.! 85 % du cour , de reglage Approx'l 55 % du cour de reglage

max. 0,01; s

Courant de fonctionnement Valeur du courant de retour

J\vantfonctionnenlentdes contac~ J\pres fonctionnement des contacts Temps de ralentissement Influence des harmoniques

avec une onde en dent de scie, 35 % d'harmonique 3

et IS % d'harmonique 5:

Le courant de fonctionnement Letempsdefonctionnement Influence de la frequence

pour une variation de frequence de :!: 5 %

Le courant de fonctionnement varie de Le temps de fonctionnement varie de Influence de la temperature

pour une variation de :!: 10°C

Le courant de fonctionnement varie de Le temps de fonctionnement pour les echelles 2-10 s ou 3-20 s

varie de Le temps de fonctionnement pour les echelles 0,5-3 s ou 1-6 s

varie de Declenchement instantane

Courant de fonctionnement, correction aux divers reglages

et dispersion Temps de fonctionnement, dispersion comprise

diminue Ide 5-7 %augmen~ de 4-5 %

max. +13%max. + 3 %

approx. l:t 2 %

%approx +

approx. ~ 2 %

voir p. ~: DeClenChementl instantane

voir tig. 8

)

14

Dimensions d'encombrement

15