Brevet FR2132116A1 — publié le 19721117

L'invention concerne un montage pour la protec- tion d'organes de commutation, par exemple de contacts, lors de la fermeture et de l'ouverture de circuits dans des installations de télécommunications et notamment de téléphone, par une impédance série à proximité immédiate de l'organe de comr!iul.dtion à protérler. On connaît déjà le procédé, visant à mettre des organes de commutation à l'abri de brèves surcharges lors de l'enclenchement ou du déclenchement de circuits et à les protéger contre l'endommagement, consistant à monter une résistance ohmique en série avec l'organe de commutation. Mais on obtient des résultats plus efficaces avec une inductance qui, en cas d'impulsions de courant nuisibles, ralentit la montée de courant et, en conséquence, limite le courant au premier instant critique du processus de commutation. De telles résistances en série offrent en particulier une protection suffisante au cas où les circuits à conimuter passent par des lignes de câble, mais elles donnent toujours lieu à une perte de conduction.Par contre, une telle protection n'est pas réalisable lorsque plusieurs charges doivent être commutées par des câbles séparés à l'aide d'un contact, car la résistance totale de la branche de courant total à commuter par le contact décroît avec l'augmentation du nombre des cIrcuits en parallèle et, en conséquence, donne lieu à un courant plus fort. Pour parvenir alors à une limitation suffisante pendant la phase critique de commutation, la perte provoquée par la résistance serait trop élevée. L'invention a donc pour but de réaliser un montage qui assure, même dans l'application indiquée ci-dessus, une protection suffisante de l'organe de commutation avec des pertes miniers. Ce résultat est obtenu, à partir de dispositifs du genre défini ci-dessus grâce au fait que l'impédance série est un élément à retard électromagnétique présentant une impédance caractéristique marquée, dont le temps de retard et l'impédance caractéristique sont adaptés l'un à l'autre de sorte que la charge de courant de l'organe de commutation, qui apoarait pendant un processus de commutation, ne dépasse pas, avec une sécurité suffisante, une valeur limite maximale admissible pour cet organe. De mêle que les inductances déjà connues, ces éléments à retard ont l'avantage qu'ils ne présentent qu'une très faible résistance en régime stationnaire. Par contre, pendant le processus dynamique de commutation, l'impédance caractéristique est déterminante et, étant donné que les charyes à commuter ne sont généralement pas adaptées à l'imoédance caractéristique des câbles, le courant reste limité, pendant une durée double du temps de retardement de ltélément à retard; à une valeur nettement plus faible.Un autre avantage tient au fait qu'un élément à retard de ce genre limite le courant, aussi bien lors des processus d'enclenchement que lors des processus de déclenchement et qu'en conséquence, il n'est plus nécessaire de prendre des dispositions séparées pour les deux processus de commutation. En outre, il est possible de façon simple de protéger simultanément plusieurs organes de commutation avec un seul élément à retard, lorsqu'on peut placer ce dernier à la suite des organes de commutation dans une partie commune des lignes, par exemple dans une ligne de terre. Une chaste de clrcuits LC convient en tant qu'élément à retard. Toutefois, il est plus avantageux d'utiliser des éléments à retard qui se composent d'un support en forme de barreau en une matière magnétique (par exemple un barreau de ferrite), sur lequel est appliqué un revêtement métallique formant une gaine fendue de moindre étendue longitudinale, et d'un enroulement de fil isolé qui s'étend sur tout le support et qui est formé d'une seule couche, au moins dans la zone du support qui n'est pas recouverte par le revetement métallique, et dont l'une des bornes est reliée galvaniquement au revêtement métallique. Un tel élément à retard correspond essentiellement à une bobine à noyau. Le revêtement métallique en forme de gaine sur une partie de la bobine donne lieu à une capacité uniformément répartie entre les fils de l'enroulement et la feuille mince de revêtement, l'établissement de courants de Foucault étant empêché par la fente. La réalisation de la bobine en une seule couche dans la zone restante vise à une inductance aussi grande que possible pour une capacité propre aussi faible que possible, de sorte que la capacité de la bobine soit en série avec une inductance et soit chargée ou déchargée à travers cette dernière. L'effet qui en résulte correspond donc dans une large mesure à celui d'une chalne LC de filtrage. Les frais de matériel pour des éléments à retard de ce genre sont relativement faibles. En outre, l'encombrement peut être encore réduit si le support en forme de barreau fait partie d'un circuit magnétique fermé sur lui-même. D'autres caractéristiques vont être décrites de façon plus détaillée à propos d'une forme de réalisation donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé. La figure 1 représente un montage avec trois appareils d'utilisation V1 à V3 qui sont connectés, par des lignes de câble KL1 à KL3, aux organes de commutation K1 à K3. Un élément à retard LZ commun est monté en amont de ces trois organes de commutation. La figure 2 montre la structure de l'élément à retard LZ prévu sur la figure 1, sous forme d'une chaîne de circuits LC en soi connue, qui se compose de plusieurs montages en T avec les condensateurs C et les inductances L/2 ou L. Le nombre des éléments de la chaîne dépend de l'application considérée ; il offre la pos-ibilité d'augmenter le temps de retard de la chaîne, quelle que soit l'impédance caractéristique. La figure 3 représente, en fonction du temps t, l'allure du courant i à travers un organe de commutation K... selon la figure 1, en cas d'utilisation d'un élément à retard selon la figure 2 (courbe a) et en cas d'utilisation d'une inductance à la place de l'élément à retard (courbe b), pour un processus de fermeture. La comparaison des deux courbes de courant démontre manifestement l'effet favorable de l'élément à retard selon la courbe a, étant donné que, contrairement à la courbe b, le courant i reste d'abord limité à une valeur plus faible. Ce n'est qu'après le double du temps de retardement de l'élément à retard que le courant s'élève par gradins jusqu'à sa valeur maximale. Mais jusqu'à ce moment, les courants de décharge des capacités de câble, qui se superposent au courant de fermeture, ont disparu depuis longtemps, de sorte qu'ils ne peuvent plus avoir un effet nuisible. Il en va de même dans le cas où plusIeurs utilissteurs sont branchés simultanément en parallèle. En cas d'utilisation d'une inductance à la place de l'élément à retard, cette disposition aboutirait immédie-;;ement à une augmentation de la pente de la montée de courant. Par contre, en cas d'utilisation d'un élément à retard, cet effet reste limité lorsque l'impédance caractéristique est judicieusement choisie. I1 en va de même lors des processus de coupure, en ce qui concerne les courants d'arc élevés qui peuvent apparaître lors de la commuta tion d'appareils d'utilisation inductifs. La figure 4 est le schéma de principe d'un élément à retard très simple. Le support T est constitué par un noyau de ferrite, sur la moitié de la longueur duquel est appliquée une gaine métallique H présentant une fente S. Cette gaine métallique peut être formée par un revêtement métallique déposé par évaporation ou par une feuille mince de métal auto-adhésive, par exemple une feuille de cuivre. Ce qui est important, c'est d'éviter la formation d'un cylindre fermé, afin d'empêcher l'établissement de courants de Foucault dans la feuille mince. Sur le noyau de ferrite T muni de la gaine H est formé l'enroulement W avec ses deux connexions Al et A2, parmi lesquelles la connexion Al est reliée galvaniquement à la gaine H.Au moins dans la zone du noyau de ferrite T qui n'est pas recouverte par la gaine H, l'enroulement W est formé d'une seule couche, pour maintenir aussi petite que possible la capacité de l'enroulement dans cette zone. Ainsi, le dispositif se divise en une partie de bobine à faible part capacitive et en une partie à capacité plus élevée. Le schéma équivalent de ce dispositif correspond donc largement à une chaîne d'éléments à retard formée de montages en T, qui est montée comme un dipôle. I1 en va de même des caractéristiques électriques de l'élément à retard, avec toutefois cette différence que des temps de retardement et des impédances caractéristiques plus grands peuvent être obtenus à peu de frais et, en particulier, avec un encombrement réduit, le choix des dimensions géométriques et des matériaux offrant à lui seul une grande latitude pour le dimensionnement des grandeurs électriques essentielles. REVENDICATIONS 1. Montage pour la protection d'organes de commutation, par exemple de contacts, lors du branchement et du débranchement de circuits dans des installations de télécommunications et notamment de téléphone, par une impédance série à proximité immédi3te de l'organe de commutation à protéger, caractérisé par le icit que l'impédance série est un élément à retard électromagnétique (LZ) présentant une impédance caractéristique marquée, dont le temps de retard et l'impédance caractéristique sont adaptés l'un à l'autre de sorte que la charge de courant de l'organe de commutation (K...), qui apparaît pendant un processus de commutation, ne dépasse pas, avec une sécurité suffisante, une valeur limite maximale admissible pour cet organe. 2. Montage selon la revendication L, caractérisé par le fait que l'élément à retard (LZ) est une chaîne de circuits LC. 3. Montage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément à retard se compose d'un support en forme de barreau en une matière magnétique (par exemple un barreau de ferrite T), sur lequel est appliqué un revêtement métallique formant une gaine fendue (H) de moindre étendue longitudinale, et d'un enroulement (W) de fil isolé qui s'étend sur tout le support (T) et qui est formé d'une seule couche, au moins dans la région du support qui n'est pas recouverte par le revêtement métallique (H), et dont l'une des bornes (Ai) est reliée galvaniquement au revêtement métallique (H). 4. Montage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le support en forme de barreau (T) fait partie d'un circuit magnétique fermé sur lui-meme.