Présentation générale
Les transformateurs de courant homopolaire des séries LJ-2, LJ-4 et LJ-7 sont des dispositifs électromagnétiques d’intérieur conçus pour détecter avec sensibilité les courants résiduels (homopolaires) dans les systèmes à neutre isolé. Ils jouent un rôle essentiel dans les schémas de protection contre les défauts à la terre des alternateurs, compensateurs synchrones, moteurs et départs câblés, généralement associés à des relais différentiels DD-11/60 ou équivalents pour assurer une signalisation ou un déclenchement fiable.
En régime triphasé équilibré normal, la somme vectorielle des courants de phase est quasi nulle, ce qui entraîne une sortie secondaire négligeable. En cas de défaut à la terre dans la zone protégée, le courant résiduel génère un flux magnétique net dans le noyau toroïdal, induisant un courant secondaire proportionnel qui active le relais connecté pour une réponse rapide et précise au défaut.
Aperçu des caractéristiques principales
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Application | Détection de courant résiduel pour la protection contre les défauts à la terre |
| Environnement d’installation | Intérieur uniquement |
| Fréquence du système | 50/60 Hz |
| Diamètre extérieur max. du câble | <= 50 mm |
| Isolation secondaire | Tenue à 3 kV en tension alternative (1 min) |
| Relais typique associé | DD-11/60 ou équivalent |
| Équipements protégés | Alternateurs, moteurs, compensateurs synchrones, départs câblés |
| Isolation primaire | Assurée par la gaine du câble |
| Plage de sensibilité | 1–3 A |
| Courant de réglage | 0,03 A |
Désignation des modèles
- L : Transformateur de courant (TC)
- J : Application homopolaire / protection contre les défauts à la terre
- 2 / 4 / 7 : Nombre de câbles supportés (référence d’application typique)
Construction
La série LJ utilise un noyau toroïdal annulaire fabriqué en matériau magnétique à haute perméabilité, garantissant une répartition uniforme du flux et une grande sensibilité aux courants résiduels. L’enroulement secondaire est réparti de manière homogène autour du noyau afin d’assurer des caractéristiques de sortie stables dans toutes les conditions de fonctionnement.
L’installation mécanique est simplifiée grâce à une bride de fixation robuste dotée de trous pré-percés, permettant une fixation sécurisée dans les armoires de distribution intérieures, salles de commande ou tranchées à câbles. L’isolation primaire est assurée par la gaine du câble, tandis que l’enroulement secondaire est conçu pour supporter une tension de tenue de 3 kV en fréquence industrielle à la terre pendant une minute.
Caractéristiques techniques
Conditions 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
- Température ambiante : -5 °C à +40 °C
- Humidité relative : Acceptable en environnement intérieur humide à condition qu’il n’y ait pas de condensation
- Conditions environnementales : Absence de gaz corrosifs, d’atmosphères explosives, de vibrations sévères ou de chocs mécaniques
Données techniques
| Modèle | Capacité câbles |
Résistance boucle secondaire (Ω) |
Courant de réglage (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 |
Installation et câblage
Schéma d’installation
Fixez solidement le transformateur à l’aide de la bride fournie et des trous pré-percés sur une structure stable en intérieur. Faites passer tous les conducteurs de phase du circuit protégé à travers la fenêtre du TC — en les maintenant groupés et centrés — et assurez-vous que les conducteurs parallèles d’une même phase traversent la même fenêtre afin d’éviter des lectures résiduelles erronées. Raccordez le câblage secondaire au relais avec une identification claire et une protection mécanique.
Cotes d’encombrement
| 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 |
Sélection et questions fréquentes
Guide de sélection
- Choisissez le modèle LJ-2, LJ-4 ou LJ-7 en fonction du nombre, du diamètre extérieur et de la disposition physique des câbles parallèles, puis vérifiez que l’ouverture (110 mm, 140 mm ou 180 mm) convient.
- Vérifiez que le courant minimal de défaut à la terre attendu est compatible avec la plage de sensibilité de 1 à 3 A et le courant de réglage de 0,03 A selon l’étude de protection.
- Associez le rapport nominal typique (20/1 A pour LJ-2/LJ-4 ou 40/1 A pour LJ-7) à l’entrée du relais différentiel DD-11/60 ou équivalent.
- Vérifiez que la résistance maximale de la boucle secondaire (10 Ω), la longueur des câbles et la charge du relais permettent un fonctionnement fiable de l’ensemble du circuit secondaire.
- Prévoyez une fixation en intérieur, le passage de tous les conducteurs de phase, une mise à la terre unique du secondaire et un dispositif de court-circuit pour la maintenance sûre du relais.
Foire aux questions
Q1 : Quels équipements les modèles LJ-2/4/7 peuvent-ils protéger ?
Cette série fournit des signaux de courant résiduel pour la protection contre les défauts à la terre des alternateurs, compensateurs synchrones, moteurs et départs câblés dans les systèmes intérieurs à neutre isolé.
Q2 : Quelle est la principale différence entre les modèles LJ-2, LJ-4 et LJ-7 ?
Ils sont dimensionnés pour différents groupes de câbles : typiquement 1–2, 3–4 et 5–7 câbles, avec des ouvertures nominales respectives de 110 mm, 140 mm et 180 mm. La compatibilité doit être vérifiée selon les dimensions réelles des câbles.
Q3 : Quel relais peut être raccordé ?
L’application standard utilise un relais différentiel DD-11/60 ou un appareil équivalent dont l’entrée, la plage de déclenchement et la charge sont compatibles avec le TC sélectionné.
Q4 : Quels sont les rapports de courant typiques ?
Les modèles LJ-2 et LJ-4 ont généralement un rapport de 20/1 A, tandis que le LJ-7 est typiquement à 40/1 A. La conception de la protection doit également valider les données de sensibilité (1–3 A) et de courant de réglage (0,03 A).
Q5 : Comment doivent être acheminés les câbles parallèles ?
Tous les conducteurs de phase du circuit protégé, y compris les conducteurs parallèles, doivent traverser la même ouverture dans le même sens et rester groupés de façon compacte.
Q6 : Le TC assure-t-il l’isolation du système primaire ?
Non. L’isolation sous tension du système primaire est assurée par la gaine du câble. L’enroulement secondaire du TC présente une tenue spécifiée de 3 kV en tension alternative à la terre pendant une minute.
Q7 : Que faut-il faire avant de déconnecter le câblage du relais ?
Appliquer une procédure de verrouillage/étiquetage, mettre le circuit primaire hors tension et court-circuiter le secondaire du TC via une borne homologuée avant d’ouvrir le circuit. Mettre le secondaire à la terre en un seul point conformément à la norme du projet.