Essai du relais à minimum de tension (dispositif 27) : seuil, temporisation et déclenchement

De quoi il s’agit

Un relais à minimum de tension, fonction 27, surveille une tension, généralement prélevée sur un transformateur de potentiel d’un jeu de barres, d’un départ ou d’un moteur, et fonctionne lorsque cette tension reste sous son réglage assez longtemps. On le trouve dans les appareillages et les centres de commande de moteurs, dans les schémas de transfert automatique et de délestage, sur les génératrices et les interconnexions avec le réseau, et partout où un creux doit se distinguer du fonctionnement normal. Le relais peut être électromécanique, avec un disque ou une armature qui retombe quand la tension de la bobine diminue, ou à semi-conducteurs ou à microprocesseur, où le réglage réside dans le micrologiciel. L’essai sur le terrain applique une tension connue aux bornes à partir d’une source étalonnée et observe le point et la rapidité avec lesquels le contact de sortie change d’état, en plus des vérifications d’identification et d’isolement qui accompagnent tout relais.

Pourquoi on le fait

Une basse tension est un danger silencieux. Les moteurs qui continuent de tirer de la puissance durant un creux profond surchauffent, calent ou ne redémarrent pas de façon ordonnée, et les équipements de commande sensibles se déconnectent de manière imprévisible. L’élément à minimum de tension est la protection qui délaste la charge, bloque un redémarrage, lance un transfert de jeu de barres ou isole une génératrice d’un réseau en effondrement. Si son seuil a dérivé, si sa temporisation est erronée ou si son contact n’atteint pas le circuit de déclenchement, le schéma réagit à des perturbations inoffensives et interrompt un procédé, ou reste muet lors d’un véritable effondrement. Comme l’élément demeure inactif pendant des années, seul un essai délibéré prouve qu’il agira, et il permet aussi de déceler les erreurs de réglage introduites à la mise en service ou lors d’une mise à jour du micrologiciel.

Le principe

L’élément compare la tension appliquée à une référence interne. Dans une unité électromécanique, le couple de la bobine diminue avec la tension jusqu’à ce qu’un ressort l’emporte et que le contact se déplace; le relais fonctionne donc à la baisse et revient à la hausse. Le retour se produit à une tension plus élevée que le fonctionnement, et cet écart est le rapport de retour, qui empêche le relais de vibrer près de son réglage. Dans un relais numérique, la tension échantillonnée est traitée pour en tirer une grandeur comparée à un seuil, puis une minuterie démarre. La temporisation peut être à temps défini, soit un délai fixe une fois le seuil franchi, ou à temps inverse, où un creux plus profond déclenche plus vite. Plusieurs relais supervisent l’élément par un blocage qui empêche le fonctionnement en l’absence totale de tension, de sorte qu’un jeu de barres hors tension ne soit pas traité comme un défaut. Seuil, retour et délai sont donc trois comportements distincts, vérifiés chacun séparément.

Comment on le réalise

Le relais étant isolé du réseau sous tension et ses sorties de déclenchement désactivées ou bloquées, afin qu’aucun disjoncteur ne bouge par inadvertance, le technicien identifie l’unité et consigne ses réglages à partir de la plaque signalétique ou du fichier de réglages. Une valise d’essai triphasée, ou une source monophasée pour les éléments à tension unique, est raccordée aux entrées de tension, et le contact de sortie est surveillé avec l’entrée de chronomètre de la valise. On applique d’abord une tension saine, puis on la réduit lentement, par petits paliers, jusqu’à ce que le contact change d’état, ce qui donne le point de seuil. On la relève ensuite lentement jusqu’au retour du contact, ce qui donne le point de retour. Pour le temps, la valise fait passer la tension de sa valeur normale à une fraction choisie du réglage et mesure l’intervalle jusqu’à l’action du contact, répété à plus d’un niveau lorsque la caractéristique est inverse. Lorsque le schéma le permet, le contact est ensuite relié au circuit réel de déclenchement ou de transfert, le disjoncteur en position d’essai, pour confirmer que la sortie atteint sa destination. La précision de l’instrument, la stabilité de la source et la pureté de l’onde influent sur le résultat et sont notées.

Ce qui est consigné

Le relevé indique l’identité du relais et le groupe de réglages, les tensions de seuil et de retour trouvées, les résultats de temps à chaque niveau appliqué et si une fonction de blocage ou de supervision a été sollicitée. Il nomme la valise d’essai et son état d’étalonnage, les conditions ambiantes lorsqu’elles comptent, ainsi que l’état des réglages tels que trouvés et tels que laissés. Il précise aussi si le contact de sortie a été vérifié jusqu’au circuit de déclenchement ou de transfert et tout ajustement effectué, afin qu’un essai ultérieur puisse être comparé à celui-ci.

Comment les résultats sont jugés

Les résultats sont comparés au réglage établi par l’étude de protection, et non à une valeur universelle, car le seuil approprié dépend du réseau et de l’équipement protégé. Les critères prennent ces formes : un seuil mesuré qui concorde avec le réglage dans la précision annoncée par le fabricant, un retour qui respecte le rapport publié avec le seuil, une temporisation conforme au réglage ou à la courbe publiée, et un contact qui fonctionne proprement sans vibrer. Les résultats d’entretien sont aussi suivis par rapport à l’essai précédent et à la référence de réception. La portée des essais de relais est décrite dans ANSI/NETA ATS-2025 pour la réception et dans ANSI/NETA MTS-2023 pour l’entretien. Pour les tolérances et le détail des articles, consultez votre propre exemplaire sous licence de ces normes ainsi que les données du fabricant du relais.