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Dispositif de contact adapté pour faciliter la réparation
des connexions électriques boulonnées
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne le domaine technique des
connexions électriques et des dispositifs qui permettent
d'améliorer la conductivité électrique à travers ces
connexions et concerne en particulier un dispositif de
contact adapté pour faciliter la réparation des connexions
électriques boulonnées.
Etat de la technique
Dans le domaine de l'électrotechnique de puissance, les
connexions électriques sont soumises à des courants de haute
intensité et à des températures élevées. Lorsque les
surfaces en contacts se dégradent du fait de l'érosion ou de
l'oxydation, les contacts électriques chauffent et les
pertes électriques ne font qu'augmenter avec le temps. Leur
rénovation est primordiale. En règle générale, une
maintenance est nécessaire également pour toutes les
connexions électriques où des pièces métalliques sont en
contact et pas seulement pour les connexions traversées par
des courants de grande intensité. Le dispositif de contact
décrit dans les demandes n W02004049515 et W02012007701
permet d'améliorer la conductance électrique des connexions
électriques et de ralentir la dégradation des surfaces en
contact. Pour être le plus efficace possible le dispositif
de contact doit avoir la taille de la surface en contact de
la connexion électrique. Lorsqu'il s'agit d'une connexion
électrique boulonnée, le dispositif de contact dispose d'une
ouverture circulaire de façon à faire passer le boulon. La
mise en place du dispositif de contact impose donc le
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démontage complet de la connexion boulonnée. De même,
lorsqu'il s'agit d'une opération de maintenance courante
traditionnelle telle qu'un ré-usinage des surfaces en
contact, le démontage complet du contact est obligatoire.
Lorsque ces connexions sont placées en hauteur, sur les
sorties de transformateur ou dans des positions d'accès
difficiles, le risque de perte d'écrous, de rondelles ou de
boulons est accru. De plus, le port d'équipements de
sécurité obligatoires tel que gants et harnais restreint
l'habilité manuelle de l'opérateur. On estime entre 10 et
20% la proportion de chantiers affectés par les aléas de
chute d'éléments de serrage. De plus, la chute d'un élément
de serrage dans un système électrique peut induire un court
circuit et impose l'arrêt de l'installation pour procéder à
sa recherche afin de l'extraire. La perte de temps et
l'arrêt de production qui en découle peuvent être très
importants et très coûteux. En outre, l'utilisation répandue
de boulonnerie amagnétique en aluminium ou en inox, limitant
les échauffements en courant alternatif, empêche leur
extraction par aimant pour les endroits inaccessibles ce qui
complexifie encore l'opération d'extraction. Ce risque de
chute est tellement important que les actions de maintenance
courantes sont traitées pour les connexions électriques qui
s'échauffent à 100 C et plus et différées pour les autres.
I1 en résulte que la température moyenne des circuits est
élevée ce qui réduit le rendement électrique puisque la
résistance du cuivre ou de l'aluminium augmente de 40% pour
100 C. La température élevée des circuits participe à la
dégradation des contacts électriques, diminue fortement la
sécurité et contribue à un système autodégradant.
En outre, lorsqu'il s'agit de mettre en place un
élément conducteur de mousse métallique entre les deux
surfaces de contact de la connexion électrique défectueuse,
l'opérateur doit également desserrer et enlever le boulon
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avec les risques de perte d'éléments de contact. De plus,
les câbles et les barres portés par les connexions peuvent
être lourds et les maintenir lors d'une déconnexion complète
peut nécessiter des efforts importants et du matériel de
manutention encombrant dans des zones souvent difficiles
d'accès.
Exposé de l'invention
C'est pourquoi, le but de l'invention est de fournir un
dispositif de contact pour améliorer les connexions
électriques boulonnées et faire baisser leur température et
dont l'installation ne nécessite pas le désassemblàge
complet du contact.
L'objet de l'invention est donc un dispositif de contact
adapté pour être intercalé entre les deux surfaces de
contact de deux conducteurs d'une connexion électrique
pourvu d'au moins un boulon, le dispositif étant constitué
d'une plaque de mousse métallique de porosité et de
déformabilité élevées afin de réduire la résistance
électrique de la connexion. Selon les caractéristiques
générales de l'invention :
- la surface de la plaque de mousse métallique est au
moins égale à la surface en contact des deux conducteurs,
- la plaque de mousse métallique comporte au moins une
ouverture circulaire destinée à contenir le boulon et au
moins une première prédécoupe située entre l'ouverture et un
bord extérieur du dispositif de contact, la prédécoupe étant
réalisée par découpage de la plaque de mousse sur une partie
de son épaisseur de façon à la fragiliser et la rendre
sécable facilement le long de la prédécoupe, la prédécoupe
permettant le passage du boulon lors de la mise en place du
dispositif de contact entre les deux surfaces de contact des
deux conducteurs.
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Description brève des figures
Les buts, objets et caractéristiques de l'invention
apparaîtront plus clairement à la lecture de la description
qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels :
La figure 1 représente le dispositif selon l'invention
selon un premier mode de réalisation,
La figure 2 représente le dispositif selon l'invention
selon un second mode de réalisation,
La figure 3 représente la mise en place du dispositif
selon l'invention selon le second mode de réalisation dans
une connexion électrique boulonnée,
La figure 4 représente une connexion électrique
boulonnée équipée du dispositif selon l'invention selon le
second mode de réalisation,
La figure 5 représente le dispositif selon l'invention
selon une variante du premier mode de réalisation,
La figure 6 représente le dispositif selon l'invention
selon une variante du second mode de réalisation,
La figure 7 représente la mise en place du dispositif
selon l'invention dans une connexion électrique à trois
boulons selon le premier mode de réalisation,
La figure 8 représente le dispositif selon l'invention
selon un troisième mode de réalisation,
La figure 9 représente la mise en place du dispositif
selon l'invention selon le troisième mode de réalisation
dans une connexion électrique boulonnée.
Description détaillée de l'invention
En référence à la figure 1, le dispositif selon
l'invention est un dispositif de contact 10 constitué d'une
plaque de mousse métallique 11 connue sous la dénomination
ECOCONTACT (marque déposée), de forme circulaire. La plaque
de mousse de métallique 11 comporte une ouverture 12 et au
moins une première prédécoupe 18. La prédécoupe 18 forme un
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segment droit dont une première extrémité est située sur le
bord de l'ouverture 12 et dont la seconde extrémité est
située sur le bord extérieur inférieur de la plaque de
mousse 11. Un moyen de préhension 21 situé en dehors de la
5 surface circulaire et le long du bord extérieur de la plaque
de mousse 11 permet la prise en main de l'élément 10.
La figure 2 illustre un second mode de réalisation du
dispositif selon l'invention. Le dispositif selon
l'invention est un dispositif de contact 20 constitué d'une
plaque de mousse métallique 11 de forme rectangulaire. La
plaque de mousse métallique 11 comporte une ouverture
circulaire 12, une première prédécoupe 28 et une seconde
prédécoupe 29. Les deux prédécoupes 28 et 29 forment deux
segments dont les premières extrémités sont situées sur le
bord de l'ouverture 12 et dont les secondes extrémités sont
situées sur le bord extérieur inférieur de la plaque de
mousse 11. De plus, les prédécoupes 28 et 29 sont parallèles
et distantes d'une largeur de préférence égale au diamètre
de l'ouverture 12. Un moyen de préhension 21 situé en dehors
de la surface rectangulaire et le long du bord supérieur de
la plaque de mousse 11 permet la prise en main de l'élément
20.
Dans les deux modes de réalisation décrits précédemment
et dans la suite de la description, la réalisation d'une
prédécoupe consiste à découper la mousse sur une partie de
son épaisseur de façon à la fragiliser et la rendre sécable
facilement le long de la prédécoupe. Les prédécoupes sont
réalisées au laser, par pressage, par poinçonnage ou par
tout autre moyen.
Dans le deuxième mode de réalisation, la partie de la
plaque de mousse délimitée par les deux prédécoupes 28 et
29, par une partie du bord de l'ouverture 12 et par une
partie du bord inférieur de la plaque de mousse forme un
morceau de mousse détachable 23.
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Comme on peut le voir sur la figure 3, le dispositif de
contact 20 est conçu pour être intercalé entre deux
conducteurs 32 et 34 connectés électriquement par contact
serré grâce à un moyen de serrage tel qu'un boulon de
serrage 37 traversant les deux conducteurs ainsi que la
plaque de mousse 11 par l'ouverture 12. La forme de la
plaque de mousse correspond à la forme des surfaces en
contact des deux conducteurs. Ainsi, pour chaque connexion
électrique boulonnée, la taille et la forme de la plaque de
mousse sont adaptées à la surface de contact de la connexion
électrique. Le moyen de préhension 21 est de forme
quelconque pourvu qu'il dépasse de la connexion électrique
lorsque le dispositif de contact est intercalé entre les
surfaces en contact de la connexion électrique. Donc pour
tous les modes de réalisation décrits, le moyen de
préhension est situé en dehors de la surface de la plaque de
mousse 11 destinée à entrer en contact avec les surfaces de
contact des deux conducteurs de la connexion électrique.
Pour intercaler le dispositif de contact 20 entre les
deux conducteurs 32 et 34 le boulon a été desserré afin
d'écarter les conducteurs d'une distance au moins égale à
l'épaisseur de la mousse et le morceau détachable 23 de
mousse a été enlevé de la plaque de mousse 11. Pour mettre
en place le dispositif de contact 20 entre les deux
conducteurs l'opérateur le tient par son dispositif de
préhension 21 et vient intercaler le dispositif de contact
20 à cheval sur le boulon 37 jusqu'à ce que le boulon se
place dans l'emplacement de l'ouverture 12. L'opérateur peut
également intercaler le morceau 23 dans l'espace laissé
libre entre les prédécoupes 28 et 29 et resserrer le boulon
37. Une fois ces opérations réalisées, seul le dispositif de
préhension 21 du dispositif de contact 20 dépasse de la
connexion électrique comme on peut le voir sur la figure 4.
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La figure 5 représente une variante de réalisation du
premier mode de réalisation destinée à une surface de
contact d'une connexion électrique à plusieurs boulons. Dans
l'exemple représenté, le dispositif selon l'invention est un
dispositif de contact 30 constitué d'une plaque de mousse
métallique 11 de forme rectangulaire. La plaque de mousse
métallique 11 comporte trois ouvertures 12 et au moins une
première prédécoupe 18 par ouverture. Chaque prédécoupe 18
est un segment droit dont une première extrémité est située
sur le bord d'une des ouvertures 12 et dont la seconde
extrémité est située sur le bord extérieur de la plaque de
mousse 11. Une prédécoupe 18 est reliée à chaque ouverture.
Un élément de préhension 21 situé en dehors de la surface
rectangulaire de la plaque de mousse 11 permet la prise en
main de l'élément 30. Le long de la prédécoupe 18 et du côté
de sa seconde extrémité, la plaque de mousse peut également
comporter deux angles arrondis comme représentés sur la
figure 5.
De même la figure 6 représente une variante de
réalisation du second mode de réalisation destinée à une
surface de contact d'une connexion électrique à plusieurs
boulons. Le dispositif selon l'invention est un dispositif
de contact 40 constitué d'une plaque de mousse métallique 11
de forme rectangulaire. La plaque de mousse métallique 11
comporte trois ouvertures circulaires 12 et au moins une
première prédécoupe 28 et une seconde prédécoupe 29 par
ouverture 12. Pour chaque ouverture 12, les deux prédécoupes
28 et 29 sont des segments droits dont une première
extrémité est située sur le bord de l'ouverture 12 et dont
la seconde extrémité est située sur le bord inférieur de la
plaque de mousse 11. Les prédécoupes 28 et 29 sont
parallèles et distantes d'une largeur de préférence égale au
diamètre de l'ouverture 12. Le dispositif de contact 40
comprend également un élément de préhension 21.
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La figure 7 représente la mise en place du dispositif
selon l'invention dans une connexion électrique à trois
boulons selon le mode de réalisation représenté sur la
figure 5. Selon la figure 7, le dispositif de contact 30 est
intercalé entre les deux conducteurs 32 et 34. Pour cela,
les boulons 37, 38 et 39 ont été desserrés afin d'écarter
les conducteurs d'une distance au moins égale à l'épaisseur
de la mousse et la plaque de mousse a été découpée sur toute
son épaisseur le long de chaque prédécoupe 18. Pour mettre
en place le dispositif de contact 30 entre les deux
conducteurs, l'opérateur écarte et plie légèrement les deux
parties de mousse de part et d'autre de chaque ancienne
prédécoupe 18 de façon à écarter leurs bords pour qu'un
boulon puisse passer entre eux. L'opérateur tient le
dispositif de contact 30 par son dispositif de préhension 21
et vient l'intercaler entre les deux éléments conducteurs 32
et 34, chaque ouverture 12 venant à cheval sur les boulons
37, 38 et 39. Le dispositif de contact est mis en place
lorsque chaque boulon est placé dans une ouverture 12.
L'opérateur sert alors les boulons et lors du rapprochement
des deux surfaces de contact des conducteurs 32 et 34, la
plaque de mousse 11 est aplatie et les bords légèrement
pliés des parties de part et d'autre de chaque ancienne
prédécOupes 18 s'aplatissent aussi et viennent recouvrir
toute la surface de contact de la connexion. Une fois ces
opérations réalisées, seul le dispositif de préhension 21 du
dispositif de contact 30 dépasse de la connexion électrique.
Selon la figure 8 représentant un troisième mode de
réalisation de l'invention, le dispositif de contact 50 est
constitué d'une plaque de mousse métallique 11 de forme
rectangulaire. La plaque de mousse métallique 11 comporte
une ouverture 12, une première prédécoupe 18 et une seconde
prédécoupe 19. La prédécoupe 18 est un segment droit dont
une première extrémité est située sur le bord de l'ouverture
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12 et dont la seconde extrémité est située sur le bord
extérieur et inférieur de la plaque de mousse 11. La
prédécoupe 19 se situe dans le prolongement de la prédécoupe
18. La prédécoupe 19 est un segment droit dont la première
extrémité est située sur le bord de l'ouverture 12 et dont
la seconde extrémité est située sur le bord extérieur et
supérieur de la plaque de mousse 11. Un élément de
préhension 31 situé en dehors de la surface rectangulaire de
la plaque de mousse 11 permet la prise en main de l'élément
50. De plus, le moyen de préhension 31 est situé sur le bord
extérieur supérieur du dispositif de contact 50 et maintient
la plaque de mousse même quand elle est découpée sur toute
la longueur des prédécoupes 18 et 19. La plaque de mousse
peut également comporter une prédécoupe supplémentaire 16
parallèle au bord portant le moyen de préhension 31 et
proche de celui-ci. Cette prédécoupe 16 est de préférence
perpendiculaire à la prédécoupe 19.
En référence à la figure 9, le dispositif de contact 50
est intercalé entre les deux conducteurs 32 et 34. Pour
cela, le boulon 37 a été desserré afin d'écarter les
conducteurs d'une distance au moins égale à l'épaisseur de
la mousse. La plaque de mousse 11 a été découpée sur toute
son épaisseur le long des prédécoupes 18 et 19 et comporte
deux parties de mousse 111 et 112 maintenues ensemble par le
moyen de préhension 31. Le moyen de préhension 31 est
également un moyen d'articuler les deux parties de mousse
111 et 112 entre elles et de les écarter l'une de l'autre
pour les intercaler entre les conducteurs et à cheval sur le
boulon 37. Ce mode de réalisation est particulièrement
adapté et avantageux lorsque l'espacement entre les deux
surfaces de la connexion électrique ne peut être rendu
supérieur à l'épaisseur de la mousse sans risque de perte
d'écrou. Le moyen de préhension a le rôle d'une articulation
et est réalisé dans un matériau élastique et de préférence
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non conducteur électriquement tel que du caoutchouc. En cas
de nécessité, la plaque de mousse peut également être
découpée le long de sa prédécoupe supplémentaire 16 de façon
à faciliter davantage l'insertion de la plaque de mousse
5 entre les deux surfaces de contact des deux conducteurs.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention,
les moyens de préhension 21 et 31 dépassent de la connexion
électrique lorsque le dispositif de contact est intercalé
entre les surfaces en contact de la connexion électrique. De
10 ce fait, le moyen de préhension 21 et 31 est un moyen pour
repérer visuellement les connexions électriques équipées de
mousse métallique. De plus, le moyen de préhension 21 et 31
peut être utilisé comme un moyen de référencement en y
inscrivant un numéro de lot, une date ou une référence à une
autre donnée. Le moyen de préhension 21, 31 peut également
être équipé d'un témoin de température de façon à fournir
une indication sur la température atteinte dans la connexion
électrique et en particulier lorsque la température maximum
supportée est atteinte dans la connexion électrique. Le
témoin de température peut être une bande qui change de
couleur en fonction de la température.
La mousse métallique des dispositifs de contact 10, 20,
30, 40 et 50 est une mousse à cellules ouvertes composée
d'un squelette de mousse de métal choisi parmi le groupe
consistant en fer, cobalt, nickel et leurs alliages
recouvert directement d'au moins un revêtement métallique
tel qu'un revêtement en étain, indium ou un de leurs
alliages. La mousse est obtenue selon les procédés
d'obtention décrits dans la demande W02012007701. La
structure de la mousse 10 ainsi obtenue est alvéolaire et
ses propriétés physiques sont principalement une porosité et
une déformabilité élevées, ce qui a pour effet de réduire la
résistance électrique de la connexion, ainsi qu'une faible
densité de l'ordre de 400 g/m2. L'épaisseur des plaques de
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mousse métalliques des dispositifs selon l'invention est de
l'ordre de 1 à 2 mm.
Un des avantages du dispositif selon l'invention est de
faire baisser durablement la température des connexions
électriques. Il en résulte un rendement électrique amélioré,
une dégradation des circuits électriques moins rapide et une
sécurité accrue.
De plus, le dispositif de contact selon l'invention,
présente l'avantage de fournir à l'utilisateur le choix de
son utilisation. En effet, le dispositif de contact selon
l'invention est constitué d'une plaque de mousse présentant
trois fonctions en une car l'utilisateur a le choix entre
trois alternatives :
- découper la plaque de mousse le long d'une prédécoupe
et ainsi obtenir une plaque de mousse avec une découpe
adaptée pour pouvoir introduire le dispositif sans dévissage
complet de la connexion boulonnée,
- découper la plaque de mousse le long de plusieurs
prédécoupes et ainsi obtenir une plaque de mousse avec une
découpe adaptée pour faciliter l'introduction du dispositif
dans la connexion boulonnée non dévissée complètement,
- Ne pas découper la plaque de mousse le long de la
prédécoupe et utiliser ainsi la plaque de mousse entière
tout en bénéficiant d'une plaque de mousse dont la
conductivité électrique n'a pas été interrompue par une
découpe.
Une simple découpe à la place d'une prédécoupe ne
permettrait pas ces alternatives. De plus, si on remplaçait
les prédécoupes des modes de realisation des figures 2, 3, 5
et 6, par des découpes, on n'obtiendrait plus un dispositif
de contact en un seul morceau mais on obtiendrait un
dispositif de contact en plusieurs morceaux avec les
inconvénients qui en résultent: risque de perte et
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dispositif de contact incomplet qui ne couvre pas toute la
surface de la connexion.
