Brevet FR2234672A1 — publié le 19750117

L'invention concerne une liaison électrique entre des conducteurs électriques constitués par des matériaux quelconques. Cependant son application actuelle la plus courante concerne la liaison soit entre des conducteurs en cuivre et des conducteurs en aluminium ou en alliage d'aluminium, soit entre des conducteurs en aluminium ou en alliage d'aluminium entre eux. On utilise très fréquemment l'aluminium comme conducteur. Toutefois on rencontre des difficultés dans l'emploi de ce métal pour les raccordements effectués à l'aide de contacts mobiles ou semi-mobiles, tels que les tulipes de contact utilisées en particulier dans l'appareillage électrique. Dans ce cas, la pellicule d'alumine qui recouvre le conducteur constitue une mince couche isolante sur laquelle se déplacent les contacts élastiques. La tension, appliquee entre les points en regard de ces derniers et du conducteur, perfore la couche isolante et donne naissance à un arc qui provoque la fusion de l'aluminium et la détérioration du contact sur toute la longueur du déplacement de ce dernier. Aussi ce phénomène conduit à utiliser presque exclusivement le cuivre pour la réalisation des contacts mobiles ou semi-mobiles et à raccorder le conducteur principal en aluminium à un conducteur en cuivre de courte longueur sur lequel se déplacent les plots en cuivre des contacts élastiques. Les jonctions par serrage boulonné nécessitent des précautions particulières au niveau du plan de serrage cuivre-aluminium pour éviter les phénomènes de corrosion et conserver une faible résistance de contact malgré la pellicule d'alumine qui se forme à la surface du conducteur en aluminium. De plus, l'empla- cement des boulons augmente souvent Iencombrement. Par ailleurs, on connaît différents procédés de "soudure" cuivre-aluminium, par exemple, par friction ou par percussion. Ces techniques conduisent bien à une liaison parfaite mécanique et électrique entre le cuivre et l'aluminium. Toutefois, les dimensions des pièces sont rapidement limitées par la puissance de la machine, et souvent le procédé ne s'applique qu'aux pièces de révolution. L'invention a pour but une liaison électrique d'excellentes caractéristiques mécaniques et électriques entre des pièces conductrices réalisées en matériaux de nature différente et plus particulièrement entre pièces de cuivre de grandes dimensions et de formes quelconques. L'invention a pour objet une liaison électrique entre un premier conducteur constitué d'un premier métal et un deuxième conducteur constitué d'un deuxième métal, caractérisée par le fait qu'elle comporte une pièce intermédiaire de jonction constituée par une première partie soudée au premier conducteur et de même métal que ce premier conducteur et une deuxième partie soudée au deuxième conducteur et de même métal que ce deuxième conducteur, lesdites parties étant assena blées entre elles par une soudure de Jonction bimétallique. Selon une caractéristique la soudure de jonction bimétallique des deux parties constituant la pièce intermédiaire de jonction est réalisée préalablement à la soudure de ces parties sur les conducteurs. Les caractéristiques et avàntages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à.titre d'exemple, dans les divers exemples de réalisation illustrés dans les dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe d'une liaison électrique selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe illustrant une application de la liaison électrique selon ltinvention. La figure 3 est une vue de face d'une plaque d'extrémité selon la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe illustrant une autre application de la liaison électrique selon l'invention. La figure 5 est une vue en coupe illustrant une variante de l'application selon la figure 4. Dans la figure 1, une plaque conductrice rectangulaire 1 en cuivre, est reliée à une pièce conductrice de forme complexe quelconque en aluminium 2. Ces deux éléments sont percés de trous coaxiaux 3 et 4 dans lesquels on introduit une pièce intermédiaire de jonction cylindrique 5 constituée de deux parties, l'une en cuivre 6 et l'autre en aluminium 6', assemblées entre elles par une soudure de jonction bimétallique située entre les deux pièces 1 et 2, la partie en cuivre 6 est soudée ou brasée en 8 sur la plaque de cuivre 1 a la partie en aluminium 6' est soudée en 9 sur la pièce d'aluminium 2. La distance séparant les pièces 1 et 2 peut être aussi faible qu'on le désire. Toutefois, pour les éléments pouvant être soumis à l'humidité donc sujets à la corrosion électrolytique pouvant se développer entre le cuivre et l'aluminium, il faut prévoir un intervalle suffisant pour permettre un libre écoulement de l'eau et une libre circulation de l'air. Selon un autre aspect de l'invention la soudure de jonction bimétallique 7 est réalisée avant les soudures métal sur métal 8 et 9. I1 est ainsi possible d'exécuter avec aisance une soudure de jonction bimétallique de haute qualité telle qu'une soudure par friction ou encore une soudure par percussion, car en procédant de la sorte on n'est nullement gêné par la dimension et les formes des conducteurs à relier. La figure 2 représente uny application dyla liaison de deux tubes conducteurs cylindriques en cuivre 10 et en aluminium 11 dont les dimensions dépassent celles qui permettraient une soudure directe de ces deux métaux. Ce type de jonction se rencontre par exemple dans les canalisations comportant un conducteur isolé par un gaz électronégatif tel que l'hexafluorure de soufre, recouvert d'une enveloppe métallique et utilisé pour le transport de l'énergie électrique. Selon l'invention on prépare d'abord un ou plusieurs, généralement plusieurs, pièces intermédiaires conducteurs de-jonction 13 en réalisant des soudures de jonction bimétallique en 12 des éléments 14 en cuivre sur des éléments 14' en aluminium, ces éléments étant de dimensions compatibles avec les possibilités de machines. La section totale des conducteurs auxiliaires est telle qu'elle ne provoque pas d'échauffement anormal ni lors du passage du courant nominal en service continu ni pendant la durée d'un court-circuit. lorsqu'on utilise plusieurs conducteurs auxiliaires en parallèle, le refroidissement est amélioré par la grande surface extérieure de l'ensemble des conducteurs, ce qui favorise la limitation de l'échauffement, lors du passage du courant en régime continu. On réalise ensuite une plaque d'extrémité en cuivre 15 de section circulaire qui s'adapte sur l'extrémité du conducteur tubulaire en cuivre 10 et une plaque d'extrémité en aluminium 16 de section circulaire qui s'adapte sur l'extrémité du conducteur tubulaire en aluminium 11. Ces plaques 15 et 16 sont percées de trous 17 qui se correspondent. On dispose dans chacun des trous 17 une pièce intermédiaire de jonction comportant une partie en cuivre 14 dans la plaque 15 et une partie en aluminium 14' dans la plaque 16, la zone de leur soudure de jonction 12 étant placée dans l'intervalle séparant les plaques 15 et 16. On soude, par une technique classique, la partie en cuivre 14 sur la plaque 15 en 18 et la partie en aluminium 14' sur la plaque 16 en 19. L'ensemble ainsi réalisé, comprenant les deux plaques 15 et 16 reliées par les conducteurs auxiliaires 13, est alors soudé sur les tubes conducteurs 10 et 11 à raccorder. Par une technique classique, on soude, en 20, la plaque 15 en cuivre sur le conducteur en cuivre 10, et, en 21, la plaque 16 en aluminium sur le conducteur 11- en aluminium. Une autre application concerne la liaison électrique entre les viroles servant d'enveloppe extérieure aux conducteurs des canalisations à haute tension isolées par un gaz électronégatif tel que-r\Eexafruorure de soufre, dont les conditions dtinstallation ne permettent pas de réaliser facilement une soudure de faible résistance électrique. Dans les figures 4 et 5 on a représenté deux viroles disposées bout à bout 22 et 23 en aluminium ou alliage d'aluminium dont les extrémités, réalisées en forme de brides 24 et 25, sont en contact. Après mise en place des viroles 22 et 23 le passage des courants à travers les brides 24 et 25 conduit souvent à des résistances de contact beaucoup trop élevées. Pour obtenir entre les viroles 22 et 23 une bonne-liaison électrique, on a adopté une disposition qui constitue une autre application de l'invention. On prépare d'abord un nombre suffisant de pièces intermédiaires de jonction 26 et 28 comportant chacune une partie en aluminium 27 et 29 et une partie en cuivre 27' et 29'. Les parties 27 et 27' sont ainsi soudées, par exemple par friction ou par percussion en 30 et 31. Ces pièces intermédiaires de jonction 26 et 28 sont ensuite réparties régulièrement autour des viroles, et selon l'exemple donné dans la figure 4, on soude alors par un procédé quelconque, la partie en aluminium 27 et 29 en 32 et 33 sur les viroles 22 et 23, et la partie 27' et 29' sur un même conducteur intermédiaire en cuivre 34 en 35 et 36. Suivant la disposition donnée de la figure 5, on opère de manière analogue, sauf que les parties en aluminium 27 et 29 des pièces intermédiaires de jonction sont soudées en 37 et 38 non plus sur les viroles mais sur les brides 24 et 25. I1 est bien évident que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et représentés, et qui n'ont étd donnés qu'à titre d'exemple ; en particulier on peut sans sortir du cadre de l'invention modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Liaison électrique entre un premier conducteur constitué d'un premier métal et un deuxième conducteur constitué d'un deuxième métal, caractérisée par le fait qu'elle comporte une pièce intermédiaire de jonction constituée par une première partie soudée au premier conducteur et de même métal que ce premier conducteur et une deuxième partie soudée au deuxième conducteur et de même métal que ce deuxième conducteur, lesdites parties étant assemblées entre elles par une soudure de jonction bimétallique. 2/ Liaison électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la pièce intermédiaire de jonction est un harreau cylindrique. 3/ Liaison électrique selon l'une des revendications i et 2, caractérisée par le fait qu'elle est établie entre un conducteur en cuivre et un conducteur en aluminium. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la soudure de jonction bimétallique des deux parties constituant la pièce intermédiaire de jonction est réalisée préalablement à la soudure de ces parties sur les conducteurs. 5/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la soudure de jonction est réalisée par friction. 6/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la soudure de jonction est réalisée par percussion. 7/ Application du procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que les conducteurs électriques étant des tubes, la pièce intermdédiaire de jonction est disposée entre des plaques dont sont munies les extrémités en regard de ces tubes. 8/ Application du procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que les conducteurs électriques étant de même métal, chacun des conducteurs est relié par une liaison électrique à un même conducteur intermédiaire. 91 Application selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que les pièces intermédiaires de jonction sont disposées entre des éléments de conducteurs à haute tension isolés par un gaz électronégatif tel que l'hexafluorure de soufre et comportant une enveloppe métallique extérieure. 10/ Application selon la revendication 9, caractérisée par le fait que des pièces intermédiaires de jonction sont diposées pour raccorder les enveloppes métal liques extérieures des canalisations à haute tension.