Brevet FR2289041A1 — publié le 19760521

L'invention concerne un dispositif de coupure pour interrompre, de façon irréversible, le passage du courant dans un élément composant électrique, notamment dans un enroulement de condensateur incorporé dans un bottier, en cas de déformation importante et inadmissible, une zone de rupture imposée étant disposée dans un tronçon de fil parcouru par le courant et exposé à la déformation. En raison d 'une surcharge électrique ou thermique d'un condensateur ou, par exemple, par suite du vieillissement du diélectrique, il se dégage des produits de décomposition gazeux, sous forme de gaz de pyrolyse, provenant de l'enroulement du condensateur. Ces gaz provoquent une surpression considérable dans le bottier du condensateur et tendent à la déformer. Pour pallier les risques qui en résultent, il est usuel de munir le boiter, en un emplacement approprié, d'un élément se déformant de façon -re- lativement facile, la plupart du temps dtun -pli de dilatation.La variation de forme du boitier du condensateur peut alors Autre utilisée pour actionner un interrupteur de sécurité se présentant sous forme d'un fil déchirable. Ce fil déchirable comporte une zone de rupture imposée constituée par une zone affaiblie par une entaille,la section de cette zone déterminant la force de déchirure né ce saie. Pour des raisons technologiques, cette zone affaiblie ne peut autre réalisée que jusqutà un diamètre de fil de 1,2 mm environ. Pour des condensateurs de faible puissance, un tel fil déchirable est largement surdimensionné, car on peut utiliser approximativement sa capacité de charge électrique qui est des30 A eff. En outre, la force de déchirure nécessaire est comprise entre 100 et 200 N environ (N = Newton), de telle sorte que, pour des boîtiers de faible diamètre, il faut une surpression élevée et défavorable dans ce boîtier pour provoquer la coupure. De plus, les fils déchîrables connus présentent 11 inconvénient de se rompre aisément dans leur zone affaiblie lors du montage. En conséquence, l'invention a pour but de perfectionner un dispositif de coupure du type indiqud ci-dessus, de façon à pouvoir garantir la coupure en temps voulu, mssme dans le cas de condensateurs de dimensions relativement faibles, sans que l'on ait à tenir compte des surpressions élevées actuellement usuelles. En outre, le dispositif de coupure conforme à 11 invention, doit se distinguer par une fabrication économique et une construction simple. Â cet effet, l'invention concerne un dispo- sitif du type ci-desss, - caractérisé en ce que la zone de rupture imposée est réaliséesous forme d'une boucle de 3600 plus ou moins fortement serrée. Le cintrage du fil, pour former une boucle, provoque une sollicitation à la traction avec un état de contraintes suivant plusieurs axes dans la zone de la boucle, de telle sorte que le fil se rompt obligatoirement en premier lieu dans cette zone. le dispositif de coupure conforme à l'in vention présente des avantages considérables. D'une part, on n'est plus lié à un diamètre de fil minimal pour réaliser une zone affaiblie. Pour les condensateurs à faibles courants de service, on peut adapter la section du fil au courant effectif. On évite le surdimensionnement qui est actuellement obligatoire. On obtient ainsi une réduction des dépenses de matières, les forces de déchirure étant en même temps réduites le dispositif de coupure se déchire pour une surpression dans le boîtier bien plus faible que dans le cas de la réalisation actuellement usuelle, ce qui accroet fortement la sécurité de la coupure. D'autre part, le dispositif de coupure conforme à l'invention, peut autre fabriqué de façon plus simple et plas économiquefi il peut être monté sans problème. On n'a plus à craindre la rupture de la zone affaiblie lors du montage. Il est Judicieux que le fil déchirable soit en cuivre qui, en raison de ses propriétés de ductilité, garantit une déchirure particulièrement sure de la zone de rupture imposée. On a la possibilité de ne pas prévoir le fil déchirable en tant qu'élément de construction distinct devant être brasé dans le cir- cuit électrique. Au lieu de cela, on peut simplement réaliser une boucle dans un fil de connexion existant. Le dispositif de coupure conforme à l'inven- tion, convient également très bien lorsqu'on doit prévoir une zone de rupture imposée dans l'amenée ainsi que dans la sortie du courant, les deux zones de rupture imposée devant être réglées sur des états de déformation différents pour qu'ils ne s1 influencent pas réciproquement. L'adaptation de la zone de rupture imposée à l'état de déformation peut, avantageusement, être effectuée au moyen du diamètre de la boucle. Plus le diamètre de la boucle est grand, plus elle peut se serrer sans opposer une résistance importante à la modification de forme. La déchirure du fil ne se produit que lorsque la boucle est complètement tendue. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - la figure I est une vue, en coupe longitudinale, dun condensateur à enroulement, - la figure 2 est une vue de détail agrandie de la zone de rupture imposée, - la figure 3 représente la zone de rupture imposée dans la réalisation conforme à l'invention? - la figure 4 est un diagramme servant au dimensionnement du fil déchirable, - la figure 5 représente un condensateur comportant deux fils déchirables, - la figure 6 représente le condensateur de la figure 5 en cas de surcharge. Le condensateur, suivant la figure 1, se compose d'un boîtier 1 en aluminium avec un enroulement de conden- sateur 4, disposé à l'intérieur, entre un chapeau de protection 2 et un chapeau de retenue 3. L'enroulement 4 est maintenu en direction axiale, d'une part, par le fond du boîtier, et, dtautre partt par un pli 5. Entre un autre pli 6 et le bord supérieur rabattu du boîtier, une plaque de connexion 7 est montée, munie de deux borne8 et 9. La borne 8 est reliée par un fil de connexion 10 au pont de contact supérieur de l'enroulement 4. L'autre borne 9 est reliée par un fil de connexion Il au pont de contact inférieur. Le fil de connexion Il est réalisé sous forme de fil déchirable et, pour cela, comporte une zone de rupture imposée 12 présentant une section réduite. Cette zone de rupture imposée est représentée à plus grande échelle sur la figure 2. Blle est constituée par une entaille radiale pratiquée dans le fil et ne peut être réalisée que dans un fil ayant un diamètre au moins égal à 1 mm. Par contre, la figure 3 représente la réalisation de la zone de rupture imposée 13, conforme à l'invention. On peut la réaliser en utilisant un fil de diamètre quelconque. La boucle est réalisée par simple cintrage. Le diagramme de la figure 4 montre la relation qui existe entre la force de déchirure F reportée en ordonnées et le diamètre du fil reporté en abcisses pour un fil de cuivre. En outre, on a reporté en abscisses la charge de courant Ieff convenant à chaque diamètre de fil. Dans le cas de la zone de rupture imposée 12, actuellement connue (figure 2), on ne peut pas opérer avec un diamètre de fil inférieur à la limite de 1 mm. La force de déchirure F minimale nécessaire est, en conséquence, égale à 190 N. Dans le cas de la zone de rupture imposée 13, suivant la figure 3, on-peut, au contraire, adapter le diamètre du fil au courant de service considéré. Pour les condensateurs de faible puissance, on obtient ainsi une force de déchirure plus faible et favorable, comme cela est représenté en trait interrompu sur la figure 4. Etant donné que les fils sont réalisés le plus souvent en cuivre, on obtient, en outre, une économie de matière considérable. Sur la figure 5 et la figure 6, on a représenté une application particulière du dispositif de coupure conforme à l'invention. Ce dispositif fonctionne comme interrupteur Jumelé avec retard en étant combiné avec un premier élément interrupteur se présentant sous forme d'un fil déchirable connu 14 à réglage sélectif. La force de déchirure du fil déchirable 14 est comprise entre 1 et 5 N. il répond donc relativement tôt. Entant donné que la boucle de la zone de rupture imposée 13 n'est pas complète- ment serrée, le second élément interrupteur n'est actionné que Si le premier fil déchirable 14 n'a pas complètement mis hors-circuit l'enroulement 4 du condensateur.Cela peut, par exemple, se produire pour les condensateurs à matière plastique dans des boîtiers métalliques lorsque le fil déchirable 14 a réalisé une liaison de 1'enroulement du condensateur avec le conducteur neutre du réseau, - l'enroulement demeurant relié au conducteur neutre par les parties conductrices 15 devenues liquides de son diélectrique par l'intermédiaire du boîtier métallique 1 mis à la terre (figure 6). La turpression qui continue à croître dans le boîtier métallique tend alors complètement la boucle 13, ce qui entraîne la déchirure et, par suite, la coupure du courant. Le premier élément interrupteur 14 est constitué par un mince fil d'argent ( = 0,2 mm) et ne convient donc que pour de faibles longueurs de fil. Ce fil n'est pas utili sable pour le second élément interrupteur car, pour cette longueur, le facteur de pertes tg#croît beaucoup et la dilatation du fil est trop grande. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention0 R E V E N D I G A T I O N S 1.- Dispositif de coupure, pour interrompre de façon irréversible le passage du courant dans un élément composant électrique, notamment dans un enroulement de condensateur incorporé dans un bottier, en cas de déformation importante et inadmissible, une zone de rupture imposée étant disposée dans un tron çon de fil parcouru par le courant et exposé à la déformation, dispositif caractérisé en ce que la zone de rupture imposée est réalisé sous forme dune boucle (13) de 3600 plus ou moins serrée; 2.- Dispositif de coupure, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le.tronçon de fil (11) est en cuivre. -3.- Dispositif de coupure, suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une zone de rupture imposée (13, 14) est prévue dans l'amenée du courant à ltw élément composant électrique, ainsi que dans la sortie du courant, ces deux zones de rupture imposée étant réglées pour des états de déformation différents0 4.- Dispositif de coupure, suivant la revendication 3, caractérisé en ce que 11 adaptation de la zone de rupture imposée à l'état de déformation, est effectuée au moyen du diamètre de la boucle (13).