Protection
Le relais d’équilibre des courants, fonction ANSI 46, déclenche ou signale lorsque les courants de phase d’une charge, généralement un moteur, deviennent inégaux. L’essai injecte des courants volontairement déséquilibrés, trouve le seuil de l’élément, prouve son délai et vérifie le contact de sortie.
Un relais d’équilibre des courants, fonction 46, compare les trois courants de phase d’un circuit et fonctionne lorsqu’ils diffèrent trop les uns des autres. On l’applique le plus souvent aux moteurs et aux départs qui les alimentent, où une phase perdue, un fusible sauté, un contact défaillant ou une perturbation du réseau laissent la machine tourner avec des courants inégaux. Certains relais jugent le rapport entre le plus petit et le plus grand courant de phase, d’autres comparent chaque phase à la moyenne et d’autres encore examinent l’écart par rapport à la phase la plus élevée. L’unité peut être un petit module électromécanique ou à semi-conducteurs, ou l’une des fonctions d’un relais de protection de moteur. L’essai sur le terrain utilise une source triphasée de courant dont les voies se commandent indépendamment, de sorte qu’on puisse créer volontairement des courants inégaux, avec un chronomètre sur le contact de sortie.
Un moteur qui fonctionne avec des courants déséquilibrés chauffe de façon inégale. Le courant supplémentaire ne se répartit pas également entre les phases, et la composante déséquilibrée circule dans le rotor à haute fréquence, produisant des pertes que la protection de surcharge ordinaire ne reconnaît pas toujours assez vite. La marche sur deux phases est le cas grave : le moteur continue de tourner, surchauffe et brûle souvent. Un élément d’équilibre des courants reconnaît le schéma anormal et sépare le moteur, ou avertit les opérateurs, avant que des dommages ne surviennent. Si sa sensibilité ou son délai ont dérivé, ou si un transformateur de courant est mal raccordé, l’élément peut ne pas voir une vraie phase perdue ou déclencher pour des variations inoffensives. Comme la situation est rare, la seule preuve fiable de l’élément est un essai où le déséquilibre est créé volontairement.
Le relais mesure la grandeur de chaque courant de phase et en tire une mesure de déséquilibre. Une méthode divise le plus petit courant de phase par le plus grand, ce qui donne l’unité pour une charge parfaitement équilibrée et tend vers zéro lorsqu’une phase est perdue. Une autre retranche la moyenne de chaque phase et exprime le plus grand écart en proportion de la moyenne. Les deux sont indifférentes à la charge absolue et ne réagissent qu’au schéma. Un seuil de courant minimal empêche habituellement l’élément de fonctionner lorsque la charge est si légère que de petits écarts absolus paraissent grands en proportion, et une temporisation évite le fonctionnement sur de brefs transitoires de démarrage. Comme cet élément ne regarde que les grandeurs, il se distingue de l’élément à composante inverse, qui tient aussi compte des angles de phase des courants.
Le relais étant isolé et sa sortie de déclenchement bloquée, le technicien consigne l’identité et les réglages du niveau de déséquilibre, du délai et du seuil qui active l’élément. La valise d’essai triphasée de courant est raccordée aux entrées de courant du relais, chaque voie alimentant une phase, le contact de sortie étant chronométré par la valise. Les trois courants sont d’abord réglés égaux à un niveau de charge sain, et le relais doit rester au repos. Une phase est ensuite réduite lentement, par petits paliers, jusqu’à ce que la sortie fonctionne, ce qui donne le seuil exprimé dans la mesure de déséquilibre propre au relais, et l’opération est répétée pour chaque phase afin que chaque entrée soit vérifiée. Le retour se trouve en ramenant le courant. Pour mesurer le délai, la valise passe brusquement de l’équilibre à un déséquilibre choisi et enregistre l’intervalle jusqu’au fonctionnement. Une condition monophasée est aussi appliquée pour prouver la réaction à une phase ouverte. Le seuil d’activation se vérifie en répétant un essai à charge plus faible. Si possible, le contact est vérifié jusqu’au circuit de déclenchement.
Le relevé indique l’identité du relais et les réglages vérifiés, les courants injectés dans chaque cas, le déséquilibre trouvé au seuil pour chaque phase, le retour et le délai chronométré. Il note si le seuil d’activation et la réaction à une phase ouverte ont été vérifiés, la valise d’essai et son état d’étalonnage, ainsi que les réglages tels que trouvés et tels que laissés. Les ajustements effectués et la confirmation que la sortie a atteint son circuit y figurent aussi.
Les résultats sont comparés aux réglages de l’étude de protection, car le déséquilibre acceptable dépend du moteur et de l’alimentation. Les critères prennent ces formes : un seuil qui concorde avec le réglage sur chaque phase dans la précision annoncée par le fabricant, un délai conforme au réglage, une activation et un blocage corrects à faible courant, une réaction nette à une phase ouverte et un contact net. Les résultats d’entretien sont aussi suivis par rapport aux essais antérieurs. 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 et les données du fabricant.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
Principalement contre les moteurs qui tournent avec des courants de phase inégaux, y compris la marche monophasée après un fusible sauté ou un contact perdu. Il déclenche ou signale avant qu’un échauffement inégal n’endommage l’enroulement.
L’élément d’équilibre compare les grandeurs des courants de phase. L’élément à composante inverse, ici la fonction 46N, dérive une composante symétrique qui reflète aussi les angles de phase et qui est courante sur les génératrices.
À faible charge, de petits écarts absolus de courant peuvent sembler grands en proportion. Un seuil d’activation garde l’élément au repos dans ce cas; il faut donc l’essayer à des niveaux normaux et légers.
Une voie de courant est ramenée à zéro pendant que les deux autres restent à un niveau sain. Le relais doit fonctionner dans son temps réglé, ce qui confirme qu’il reconnaît la marche sur deux phases.
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