SBC223 Relais statique de défaut disjoncteur

RELAIS STATIQUE DE
DÉFAUT DISJONCTEUR
TYPE SBC 223
GEK-106578

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Table des matières Page
DESCRIPTION DU PRODUIT 3
APPLICATION 4
FONCTIONNEMENT 5
CALIBRAGE 9
RÉGLAGE DES TEMPORISATIONS 9
PORTÉES 9
DESCRIPTION DU MATÉRIEL 10
CONSTRUCTION 10
RÉCEPTION, MANUTENTION ET ENTREPOSAGE 10
INSTALLATION 10
Terre de surtension 10
ESSAIS DE RÉCEPTION 11
GÉNÉRALITÉS 11
MATÉRIEL D’ESSAI 11
DESSINS 11
MISE À LA TERRE DU MATÉRIEL 11
ESSAIS GÉNÉRAUX DU RELAIS 11
T1 - DÉMARRAGE 11
T2 - DÉCLENCHEMENT INDÉPENDANT (IT) 12
T3 - DÉSEXCITATION 12
T4 - IT, BFT1 et BFT2 12
T5 - LOGIQUE BFT (SBC223C ET SBC223C SEULEMENT) 13
T6 - RETARD BFT, TEMPORISATEUR B/0 (SBC223C SEULEMENT) 13
T7 - LOGIQUE IT (SBC223B ET SBC223C SEULEMENT) 13
T8 - ANNONCIATEURS 13
ESSAIS PÉRIODIQUES 14
GÉNÉRALITÉS 14
MATÉRIEL D’ESSAI 14
DESSINS 14
MISE À LA TERRE DU MATÉRIEL 14
ESSAIS GÉNÉRAUX DU RELAIS 14
T1 - DÉMARRAGE 14
T2 - DÉCLENCHEMENT INDÉPENDANT (IT) 15
T3 - DÉSEXCITATION 15
T4 - IT, BFT1 et BFT2 15
T5 - LOGIQUE BFT (SBC223B ET SBC223C SEULEMENT) 15
T6 - RETARD BFT, TEMPORISATEUR B/0 (SBC223C SEULEMENT) 15
T7 - LOGIQUE IT (SBC223B ET SBC223C SEULEMENT) 16
T8 - ANNONCIATEURS 16
ENTRETIEN 16
REMPLACEMENT DES CARTES 16
PIÈCES DE RECHANGE 17
FICHE TECHNIQUE 18
GRANDEURS NOMINALES 18
CONSOMMATION 19
DONNÉES SUR LES CONTACTS 19
DISPOSITIFS DE SURINTENSITÉ 19
TEMPORISATEURS 19
PRÉCISION 19
BOÎTIER 19
DIMENSIONS 19
POIDS 19

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DESCRIPTION
Les relais de la série SBC223 sont des relais statiques de défaut disjoncteur conçus pour assurer une protection
secours réseau en cas de défaillance du disjoncteur. Les relais SBC223A, SBC223B et SBC223C remplacent
respectivement les relais SBC23A, SBC23B et SBC23C. Ils sont conçus pour les montages de déclenchement
tripolaires et satisfont aux exigences des dispositifs de protection contre les défaillances de disjoncteurs : degré de
sécurité élevé et élimination rapide du défaut. Ces relais sont applicables avec toutes les configurations courantes jeu
de barres/disjoncteur et à une vaste gamme de courants de défaut. Il faut prévoir un relais SBC par disjoncteur.
Les composants et les caractéristiques de base des relais SBC223 sont :
1. Entrée d’amorçage par contact, qui établit l’alimentation.
2. Détecteur de niveau avec des courants d’excitation pour phases (Ia, Ib, Ic) et de neutre (3I0) réglables
individuellement et avec un temps de réarmement de 3 millisecondes.
3. Temporisation(s) réglable(s), pour accorder un temps de fonctionnement suffisant au disjoncteur.
4. Trois circuits de sortie de contact (BFT) électriquement séparés, qui assurent le déclenchement des
disjoncteurs, avec deux des trois dotés d'annonciateurs électromécaniques montés en série.
5. Fonction du circuit (IT) instantanée, électriquement séparée, qui assure de façon autonome le déclenchement
du disjoncteur ainsi que la stabilisation du signal d’excitation par dérivation du circuit du contact
d’amorçage.
6. Source d’alimentation régulée.
7. Limiteur de surtension sur tous les circuits d’entrée c.a. et c.c.
Le SBC223B se distingue du SBC223A par l’entrée du convertisseur de contact (CC) et quelques opérations logiques
supplémentaires. Le SBC223C reprend les caractéristiques du SBC223B, avec quelques opérations logiques en plus.
Les schémas de la logique de fonctionnement et des connexions externes (figures 1, 2 et 3) des trois relais mettent
leurs différences en évidence.
Dans les conditions normales, le relais SBC n’est pas alimenté en courant continu. Il est donc insensible à tout
transitoire électrique. L’alimentation c.c. n’est établie que lorsqu'un défaut survient dans une ligne associée avec
disjoncteur protégé.
La source d’alimentation des relais SBC est conçue de sorte que la tension c.c. doit dépasser 60 % de la tension
normale pour que le relais fonctionne. Cette caractéristique prévient les déclenchements intempestifs que
provoqueraient la décharge d’un condensateur ou l’effet du diviseur de tension des voyants de défauts à la terre, dans
le cas où les bornes d’entrée c.c. du SBC seraient accidentellement mises à la terre.

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APPLICATION
La méthode la plus pratique de détecter une défaillance de disjoncteur est de lui donner suffisamment de temps pour
fonctionner convenablement. Si le disjoncteur n’a pas éliminé un défaut à l’échéance du temps qui lui est alloué, la
sortie du relais de défaillance du disjoncteur provoque le déclenchement du défaut disjoncteur. La figure 4 montre les
principaux éléments d’un montage de protection contre les défaillances de disjoncteur. Le fonctionnement du montage
repose sur une temporisation, que met en marche le circuit d’amorçage de défaillance de disjoncteur, identifié BFI. Le
circuit BFI est associé au jeu de barres de déclenchement du disjoncteur et produit une sortie chaque fois que les
relais tentent de déclencher le disjoncteur. La temporisation est arrêtée par le réarmement du détecteur de niveau ou
du circuit BFI. Le détecteur de niveau a pour fonction d’indiquer la position du disjoncteur. Si le disjoncteur
fonctionne correctement, le détecteur de niveau interrompt son signal et provoque ainsi l’arrêt de la temporisation. Si
le disjoncteur ne réussit pas à fonctionner, le détecteur de niveau garde la temporisation sous tension; et après un
temps spécifié, la temporisation opère les sorties de déclenchement pour cause de défaillance du disjoncteur (BFT).
Les sorties BFT lancent le cycle de déclenchement des défauts disjoncteurs. L’itinéraire des sorties BFT dépend de la
configuration jeu de barre/disjoncteur; il sera décrit plus en détails ci-après.
Le détecteur de niveau est considéré comme le moyen le plus fiable pour déterminer la position du disjoncteur.
Lorsque le disjoncteur s’ouvre, le détecteur de niveau se réarme, puisque le courant circulant dans le disjoncteur
tombe à zéro ou, dans certains cas, à une valeur prédéfinie déterminée par les résistances insérées. On doit fixer le
seuil de sensibilité du détecteur de niveau de manière à ce qu’il réagisse à tous les défauts que doit éliminer le
disjoncteur. Cependant, pour certains défauts, comme ceux survenant entre les spires d’un transformateur, le courant
de défaut n'est pas suffisant pour faire réagir le détecteur de niveau. Dans ce cas, les commutateurs auxiliaires (52/a)
du disjoncteur peuvent indiquer la position du disjoncteur. Il faut être conscient du fait que la position d’un
commutateur auxiliaire du disjoncteur ne constitue pas une indication parfaitement fiable de la position du disjoncteur
puisqu’il correspond à la position du mécanisme du disjoncteur, pas nécessairement à la position de ses contacts
principaux.
La méthode utilisée habituellement pour définir la valeur de réglage de la temporisation consiste à coordonner
diverses temporisations, comme on peut le voir dans le tableau de coordination des temps, à la figure 5. Le temps
total d’élimination de la défaillance du disjoncteur est la période comprise entre l’apparition du défaut et son
élimination par les défauts disjoncteurs; il doit être inférieur au temps maximal admissible d’élimination de défaut
nécessaire pour assurer la stabilité du réseau et la coordination avec les relais de protection à distance de secours. De
toute évidence, la temporisation choisie doit être suffisante pour permettre l’élimination normale du défaut. Elle doit
aussi comprendre (avec une marge d’erreur généreuse) le temps de désexcitation du détecteur de niveau. La marge
permet de prévenir les erreurs dues aux anomalies probables, par exemple : temps de coupure du disjoncteur
supérieur au temps nominal, variation du temps d’excitation du circuit BFI, dépassement de course de la
temporisation et risque de fluctuation du fonctionnement du temporisateur en raison de changements de température,
de la variation de la tension ou d’autres causes.*
Composants et caractéristiques du relais de base :
1. Entrée d'amorçage par contacts, qui établit l’alimentation du relais. L’utilisation de cette entrée augmente le
degré de sécurité du montage puisque le relais défaut disjoncteur n’est exposé à aucune source c.c. jusqu'à ce
que les relais de protection associés essaient de déclencher le disjoncteur surveillé. En général, l’amorçage des
contacts est assuré par les contacts BFI, 62X et/ou 62Y, ou les deux. Les contacts BFI sont situés dans de
relais de ligne statiques. Ces contacts 62X et 62Y proviendraient de relais de ligne électromécaniques. Ces
contacts se fermeront chaque fois que les relais de ligne associés produisent un signal pour déclencher le
disjoncteur.
2. Détecteur de niveau (LD) avec deux réglages ajustables indépendants pour la phase (Ia, Ib et Ic) et le courant
neutre (3I0). Le détecteur présente un temps de désexcitation très rapide, environ 3 millisecondes, lorsque le
courant d’entrée chute soudainement à 90 % de la grandeur d’excitation ou moins (voir la figure 11).
*Les relais de sortie d’un relais SBC présentent un temps d’excitation de 6 à 10 ms et un temps de désexcitation
de 3 à 5 ms.

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3. Temporisateur de défaillance de disjoncteur (A/0) prévu pour donner le temps au disjoncteur associé de
fonctionner correctement. Dispositif précis, le temporisateur présente un dépassement de course négligeable;
son temps d’excitation est réglable de 10 à 1 650 millisecondes en incréments de 10 millisecondes.
4. Trois contacts de sortie électriquement séparés pour le déclenchement des défauts disjoncteurs. Deux des
contacts sont dotés d’annonciateurs électromécaniques montés en série.
5. Fonction de déclenchement indépendante (IT). L’un des contacts de sortie peut servir à envoyer un signal de
déclenchement distinct et autonome au disjoncteur associé. Dans les conditions de fonctionnement normales
du SBC, le disjoncteur associé aurait déjà reçu un signal de déclenchement du relais de protection. Le signal
de déclenchement distinct fourni par l’IT sert de signal supplémentaire pour déclencher correctement le
disjoncteur en cas d’une défaillance quelconque des circuits de déclenchement des relais de protection. On
évite ainsi de déclencher inutilement les défauts disjoncteurs. L’autre sortie de la fonction IT peut servir à
verrouiller les contacts d’amorçage (voir ci-dessous).
On peut se procurer trois versions du relais de protection contre les défaillances de disjoncteur : les types SBC223A,
SBC223B et SBC223C.
FONCTIONNEMENT
On peut voir à la figure 1 le schéma simplifié de la logique de fonctionnement du relais SBC223A. À l’apparition
d’un défaut, le contact d’amorçage établit l’alimentation du relais. Une fois le relais alimenté, le détecteur de niveau
(LD) produit un signal de sortie qui excite le temporisateur A/0. Si le temporisateur reste excité pendant une période
supérieure à son temps de réglage, c’est l’indication que le disjoncteur n’a pas éliminé le défaut. Le temporisateur
envoie alors une sortie qui provoque l’envoi des sorties BFT. Si le disjoncteur avait éliminé le défaut, le signal
d’amorçage (BFI, 62X, 62Y) ou celui du détecteur de niveau se serait interrompu avant la fin du temps du
temporisateur, et aucun déclenchement des défauts disjoncteurs n'aura lieu.
Les relais SBC223B et SBC223C contiennent toutes les composants et caractéristiques du SBC223A, mais
présentent en plus une combinaison des options suivantes :
1. Entrée convertisseur de contact (CC) servant au contrôle du temporisateur de défaillance de disjoncteur. Le
CC a pour fonction de convertir une opération de contact en un signal compatible avec le circuit logique du
relais SBC.
2. Temporisateur secondaire qui, en association avec l’autre temporisateur, permet de faire varier les réglages
du temps en fonction des conditions d'entrée.
Dans le relais SBC223B (figure 2), un convertisseur de contact (CC) s’ajoute aux composants de la version A. La
fermeture d’un contact externe alimente en courant continu le convertisseur. Son signal contrôle le temporisateur A/0
selon l’une de deux séquences logiques, fonction de la position de la barrette précédant le temporisateur. Si la barrette
est placée à la position AND (« ET »), la fonction logique AND1 n’autorise le fonctionnement du temporisateur qu’à
la réception de la sortie du détecteur de niveau ET de celle du convertisseur de contact. Le temporisateur s’arrête si
l’un des deux signaux est interrompu. Si la barrette est placée à la position OR (« OU »), le temporisateur se met en
marche s’il reçoit la sortie du détecteur OU celle du convertisseur. Dans ce cas, le temporisateur A/0 ne s’arrête que
si les deux signaux sont interrompus. Bien entendu, le réarmement du contact d’amorçage (BFI ou 62X) provoque
aussi l’arrêt du temporisateur.
On peut utiliser le mode AND pour obtenir un déclenchement rapide des défauts disjoncteurs dans des conditions
extrêmes où la stabilité est menacée, par exemple dans le cas de défauts triphasés à courant élevé. Le cas le plus
grave est celui où aucun des trois pôles du disjoncteur n’arrive à couper le circuit, ce qui ne se produit que si le
mécanisme du disjoncteur est inopérant. Puisque le commutateur auxiliaire 52/a indique la position du mécanisme du
disjoncteur, il s’agit de la composante la plus indiquée pour assurer l’excitation du convertisseur de contact dans de
telles conditions. Pour plus de sécurité, il est préférable de fixer à une valeur élevée le seuil de sensibilité du détecteur
de niveau afin de limiter la portée à la zone où le défaut peut causer de l’instabilité. Ainsi, le temporisateur A/0 ne
reste excité que si le courant de défaut est d’une intensité suffisante pour faire réagir le détecteur de niveau et si le
mécanisme du disjoncteur est inopérant, ce que révèle l’état du commutateur auxiliaire 52/a. Si le mécanisme du