Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02395930 2009-02-19
1
DISPOSITIF DE SURVEILLANCE THERMIQUE DE SECURITE POUR
CONNEXIONS D'INSTALLATIONS ELECTRIQUES
La présente invention concerne un dispositif de.surveillance thermique
pour installation électrique et plus particulièrement un dispositif sensible à
l'échauffement subi par une connexion.
On sait que les installations électriques sont munies de différents
dispositifs de sécurité et notamment de dispositifs sensibles aux
augmentations de l'intensité parcourant un circuit (fusibles et disjoncteurs)
et
des dispositifs de détection de fuite de courant par la terre (dispositifs
différentiels).
L'expérience a cependant montré que nombre de sinistres ont été
provoqués par l'échauffement de connexions en mauvais état. Or ces défauts
de connexion ne sont pas protégés par les dispositifs de sécurité actuels et
sont quasiment indétectables aussi bien par les électriciens que par les
bureaux de contrôle lors notamment de la réception des ouvrages. Ce risque
est d'autant plus important que la qualité des connexions ne peut que se
détériorer au cours du temps.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en
proposant un dispositif de surveillance thermique qui est sensible à
l'échauffement produit par une connexion défectueuse.
La présente invention vise un dispositif de surveillance thermique d'une
connexion d'une installation électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un
premier
élément de liaison en relation thermique et électrique avec une connexion à
surveiller, un second élément de liaison en relation électrique avec la mise à
la terre
de l'installation, des moyens de connexion électrique qui allient entre eux
les deux
moyens de liaison, et qui sont susceptibles d'occuper deux états, à savoir un
premier
CA 02395930 2009-02-19
2
état ou état normal de fonctionnement dans lequel ils sont isolants
électriquement et
un second état ou état de rupture, dans lequel les premier et second éléments
de
liaison deviennent électriquement conducteurs lorsqu'ils atteignent une
température
critique, à cause d'une erreur d'élévation de température en relation avec
quelle
température est sous surveillance.
De préférence, dans un mode de mise en oeuvre de l'invention les moyens
de connexion électriques sont tels que lorsqu'ils atteignent la température
critique ils
passent de façon irréversible d'un état non conducteur à un état conducteur.
Les moyens de connexion pourront être constitués d'un
piston conducteur en relation électrique avec la prei,lière
liaison, qui est sollicité par des moyens élastiques ver.s !a
seconde liaison, à l'encontre de_,moyens de retenue fus.:t~ies
en mesure de fondre dès que la connexion à surveiller
atteint la température critique.
Les moyens de connexion pourront également être
constitués d'un élément isolant de type therrnorétractable,
dont une face, dite recto, est en contact avec la première
liaison et la seconde face, dite verso, est en contact avec
la seconde liaison, cet élément étant tel que, lorsque la
température de la connexion à surveiller atteint la
température critique, il se rétracte démasquant ainsi une
surface de contact de la première liaison avec la seconde.
De préférence, dans une variante de ce mode de mise en oeuvre de
l'invention le dispositif de surveillance thermique comporte un palpeur
élastique et
conducteur qui est relié électriquement à un second élément de liaison et dont
une
CA 02395930 2002-06-27
PCT[FROO/03684
WO 01/48774
3
extrémité libre vient en contact avec le verso de l'éléruent
isolant thermorétractable dans la surface de contact
susceptible d'être démasquée.
Le dispositif de surveillance thermique peut être
disposé en parallèle aux bornes de la connexion à surveiller
mais également être totalement intégré à celle-ci. Dans un
tel mode de mise en oeuvre le premier élément de liaiscn
sera constitué par un constituant mécanique de la connexion.
On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs,
diverses formes d'exécutiofi de la présente invention, en
référence au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale et
transversale d'un premier mode de mise en oeuvre d'un
dispositif de surveillance thermique suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe tongitudinale et
transversale d'un second mode de mise en oeuvre d'un
dispositif de surveillance thermique suivant l'invention.
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale et
transversale d'un troisième mode de mise en oeuvre d'un
dispositif de surveillance thermique suivant l'invention qui
est intégré à la connexion à surveiller.
La figure 4 est une vue en coupe transversale d'uri
quatrième mode de mise en oeuvre d'un dispositif de
surveillance thermique suivant l'invention qui est intégré
aux connexions à vérifier d'une prise de courant.
Le dispositif de surveillance thermique représenté sur
la figure 1 est constitué d'un boîtier 1 réalisé en une
matière isolante telle que par exemple une matière
plastique, qui est percé à une première extrémité d'un
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
CA 02395930 2002-06-27
WO 01/48774 PCT/FR00/03684
4
logement cylindrique 3 qui se prolonge vers l'autre
extrémité par un logement cylindrique 5 de même axe Pt de
plus grand diamètre. La seconde extrémité du boîtier 1
comporte un bossage radial 7 percé d'un orifice radial 9.
Le logement 3 permet de recevoir un fil électrique 11
dont le conducteur 12 est relié thermiquement et
électriquement avec une connexion à contrôler située à
proximité immédiate et non représentée sur le dessin. La
gaine 13 du fil électrique 11 est supprimée sur une certaine
longueur afin de dégager =1e conducteur 12, qui reçoit Une
cosse métallique 14 qui est fixée sur lui par sertissage.
Cette cosse se termine par une extrémité 15 pliée
transversalement. L'extrémité 15 est percée d'un orifice
axial 17 qui reçoit une tige 19 d'un piston 21, ce pis~1-on
étant pourvu d'une tête 23 de p-lus grand diamètre et d'une
partie intermédiaire 25.
La partie 25 est entourée d'un ressort dE~ compression
hélicoïdal 27 qui, d'une part est en apnui sur la partie
extrême 15 de la cosse 3 et, d'autre part, sur la tête 23 du
piston 21, de sorte qu'il exerce sur la tête de ce piston un
effort suivant la direction de la flèche F. L'extrémité
libre de la tige 19 du piston 21 est creusée d'une rainure
circulaire 29 dans laquelle est déposée un jonc de matiére
fusible 31. Cette matière fusible 31 assure le maintien du
piston 21 en position à l'encontre de l'effort de
compression exercé sur la tête 23 de celui-ci par le ressort
27, de sorte que, dès suppression de .l'effort de maintien
assuré par le jonc 31 le piston 21 est expulsé en direction
de la flèche F. La matière fusible constituant le jonc 31
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
CA 02395930 2002-06-27
WO 01/48774 PCT/FR00/03684
est telle qu'à une température donnée, dénommée température
critique, la sollicitation exercée par le ressort 27 sur la
tête de piston 23 est supérieure à l'effort de maintien
exercé par le jonc fusible 31 de sorte que le piston est
5 libéré.
La seconde extrémité du boîtier 1 reçoit une pièce
métallique 35 de forme cylindrique qui comporte un logement
axial 37 recevant un conducteur électrique 39 qui est relié
à la mise à la terre de l'installation. L'élément 35 est
percé d'un trou fileté recevant une vis de serrage 36 qui
prend place dans l'évidement 9 du bossage 7, et qui assure
la connexion de la pièce 35 avec le conducteur 39.
Le maintien en position de la pièce 35 est assuré d'une
part par un encastrement 41 à sa partie supérieure dans un
évidement correspondant prévu dans le boîtier 1 et par des
bossages élastiques 43 prévus en extrémité de celui-ci.
Dans ces conditions le fonctionnement du dispositif de
surveillance thermique s'établit ainsi que décrit ci-après.
Lorsque la connexion, non représentée sur le dessin, a
laquelle est relié le conducteur électrique 12 s'échauffe,
la chaleur ainsi produite est transmise par le conducteur
et la cosse 13 au jonc thermofusible 31. Tant que 1a
température à laquelle est soumise le jonc 31 se trouve en
dessous de la température critique , par construction, le
jonc 31 assure le maintien du piston 21 à l'encontre de la,
sollicitation du ressort 27, Dès que cette températu-re
augmente et atteint la températiire critique, le jonc fusible
31 n'assure plus sa fonction de maintien, et le ressort 27
repousse le piston 21 dans le sens de la flèche F pour venir
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
WO 01/48774 CA 02395930 2002-06-27 pCT/FR00/03684
6
en contact avec l'élément 35. Dans ces conditions on assure
une liaison électrique entre la connexion et la mise à la
terre du circuit de la connexion concernée provoquant ainsi
la coupure du courant en amont par le déclenchement du
dispositif différentiel.
Tant que l'utilisateur n'aura pas fait le nécessaire
pour remédier au problème lié à sa connexion, il ne pourra
rétablir le courant dans la partie de son installation
protégée par le dispositif différentiel concerné.
La présente inventiodn permet ainsi de prévenir et
signaler à l'utilisateur toute élévation de température
anormale dans les connexions de son installation qui cont
pourvues du dispositif de surveillance thermique suivant
l'invention.
Dans le mode de mise en oeuvre représenté sur la figure
2, le boîtier 44 est constitué d'un matériau nnn conducteur
et comporte une partie cylindrique antérieure 45 et une
partie postérieure formant bossage 46. Comme précédemment,
la partie 45 comporte un logement cylindrique axial 3 qui
reçoit une extrémité d'un fil électrique il dont le
conducteur 12 est relié à une connexion électrique, non
représentée sur le dessin et située à proximité du
dispositif. L'extrémité du fil électrique il est pourvue
d'une cosse 47 qui est sertie sur l'extrémité du conducteur
12 du fil 11. La cosse 47 comporte une extrémité antérieure
et supérieure qui s'étend vers î'intérielir du logement 3 et
vient en butée contre une protubérance interne 49 du boîtier
44. La cosse 47 est bloquée sur sa partie arrière par des
butées élastiques 51. La face interne de la cosse 47 est
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
CA 02395930 2002-06-27
WO 01/48774 PCT/FR00/03684
7
recouverte d'une feuille 48 de type thermorétractable,
c'est-à-dire d'une feuille qui, lorsqu'elle est portée à une
température déterminée se rétracte.
La partie interne du bossage 46 est creusée d'un.
évidement 53 qui reçoit une pièce métallique 55, de forme
complémentaire, qui est creusée d'un logement longitudinal
57 qui reçoit t:n conducteur électrique 59 qui est relié à la
terre.
Comme dans le mode de mise en oeuvre précédent, la
connexion entre la pièce 55 et le conducteur 59 est assurée
par une vis de serrage 61. La partie antérieure et
inférieure de l'élément 55 est creusée d'urie cavité 63 qui
reçoit un élément métallique élastique 65 qui est incurvé
radialement en direction de la cosse 47, de façon que son
extrémité libre vienne en contact.avec la face externe de la
feuille thermor6tractable 48.
Dans ces conditions le fonctionnement du présent
dispositif de surveillance thermique s'établit ainsi que
décrit ci-après. En fonctionnement normal, c'est-à-dire
lorsque la connexion à surveil'-er, non représentée sur le
dessin, est en bon état, et donc ne s'échauffe pas, la
feuille thermorétractable 48, en raison de ses qualités
d'isolation, empêche l,e contact de l'élécitent 65 avec la
cosse 47. Lorsqu'un échauffement de la connexion à
surveiller se pi~oduit, la chaleur produite se transmet par
le conducteur 12 à la cosse 47 et de celle-ci à la feuille
thermorétractable 48 qui, lorsque la température
d'échauffernent atteint la température critique, se rétracte
suffisamment pour que l'extrémité libre de l'élément .65
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
CA 02395930 2002-06-27
WO 01/48774 PCT/FR00/03684
8
vienne en contact avec la cosse 47, Dans ces conditions !a
connexion se trouve reliée à la mise à la terre provoquant
la coupure du courant en amont par le déclenchement du
disjoncteur difiérentiel.
On pourrait bien entendu prévoir tout autre dispositif
intermédiaire entre la connexion et le fil conducteur en
relation avec la terre susceptible de se déclencher lorsque
la liaison atteint la température critique.
on pourrait suivant l'invention réaliser un dispositif
de surveillance thermique qui soit intégré à la connexi~Dn
elle-même. On a représenté un tel dispositif sur la figure
80 qui comporte à sa base une cavité parallélépipédique 81
dans laquelle est encastré à maintien élastique un domino
métallique 82 de forme compléraentaire qui est percé d'un
logement axial 84 destiné à__ recevoir deux éléments
conducteurs 11, 11' à raccorder qui sont maintenus en bon
contact avec le domino 82 à l'aide de vis de serrage 83. Le
corps 80 comporte une cavité supérieure dans laquelle est
logée une cosse métallique cylindrique 85 percée d'un
logement axial 86 destiné à recevoir un conducteur 39' qui
est maintenu par une vis 83', ce conducteur étant relié à la
mise à la terre de l'installation. On a disposé, à la base
de la cosse 85, une lame re~~sort métallique 88 qui est en
contact par son extrémité libre avec la face supérieure du
domino 82. Comme précédemment, la face supérieure de ce
dernier est recouverte d'une feuille 90 thermorétractable
qui, en fonctionnement normal de la connexion, assure une
isolation électrique entre le domino 82 et la lame ressort
88. La force élastique de cette lame ressort peut être
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
CA 02395930 2002-06-27
PCT/FR00/03684
WO 01/48774
9
améliorée par LE contact d'une butée 94 prévue dans le corps
80 qui vient exercer une pression sur ce ressort. Dans ces
conditions, comme précédemment, lorsqu'un échauffement des
connexions du domino 82 provoque un échauffement, le film
thermorétractable 90 se contracte laissant ainsi un libre
contact au ressort à lame 88 avec la face supérieure du
domino 82, entraînant ainsi le déclenchement du dispositif
différentiel ainsi que décrit précédemment.
on a représenté sur la figure 4 une variante de mise en
oeuvre de l'invention dans laquelle le dispositif de
surveillance thermique est intcyré à une prise de courant.
On a représenté de façon schématique sur cette figure,
en traits doublement hachurés, les broches 60 et 62
solidaires d'une fiche destinée à prendre place dans une.
prise de courant et, en traits hachurés simples, une borne
64 d'une prise de courant qui est reliée à la mise à la
terre. Bien que le dispositif de surveillance thermique
suivant l'invention puisse être disposé sur chacune des
broches 60 et 62, il n'a été représenté sur la figure 4
qu'en relation avec la broche 60. Cette prise comporte
également des éléments métalliques élastiques 66 destinés à
assurer un bon contact électrique avec la broche 60 et ces
éléments métalliques élastiques sont généralement sertis ou
rivés sur une pièce 67 munie d'un évidemment permettant de
recevoir le conducteur 71 et d'une vis de serrage 69 qui
assure le maintien de la connexion du fil 71.
Le dispositif de surveillance thermique est ici intégré
à la connexion lors du sertissage ou du rivetage des
éléments 66 et 67, et est constitué d'un palpeur élastique
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
CA 02395930 2002-06-27
WO 01/48774 PCTIFROO/03684
conducteur 70 dont sa forme et la fixation des éléments 66
le maintiennent en contact sur la borne de mise à la terre
64. Le long de ce palpeur 70, en sous face et lors de
l'assemblage, a été disposé un film therrnorétractable 77 ou
5 autre, de façon qu'à température normale, il isole
électriquement le palpeur 70 et la borne de mise à la terre
64. On comprend, dans ces conditions que, lorsque les
connexions existant soit entre les éléments 66 et la brocl'ie
60, soit entre le domino 67 et le conducteur 68, sont de
10 bonne qualité, il n'y a pas d'échauffement de ces connexions
et que, dans ces conditions le film therr;iorétractable 72
isole la borne de mise à la terre des éléments 66 sont de
bonne qualité, il n'y a pas d'échauffement de ces connexions
et que, dans ces conditions, le fil thermorétractable 72
isole la broche 64 des éléments 66. Lorsque l'une des
connexions mentionnées vient à s'échauffer, la chaleur est
transmise via les rivets conducteurs 68 au palpeur 70, si
bien que dans ces conditions le film thermorétractable se
contracte provoquant ainsi le contact électrique du palpeur
70 avec la broche de mise à la terre 64. Dans ces
conditions, comme mentionné précédemment, le dispositif
différentiel est activl-f assurant ainsi la cùupure du courant
et la sécurité de l'installation.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
