Brevet FR2399118A1 — publié le 19790223

L'invention concerne la protection des lignes électriques par fusible, et notamment la protection des lignes téléphoniques. Les surintensités qui peuvent affecter une ligne électrique, et particulièrement une ligne téléphonique, sont de deux espèces: - d'une part les surintensités de valeur modérée, mais de longue durée, qui doivent être éliminées par la coupure de la ligne au moyen d'un fusible ; un tel incident nécessite l'intervention du service de maintenance pour changer le fusible, mais comme il se produit rarement, il n'en résulte pas une charge trop importante pour les services intéressés. - d'autre part celle qui accompagnent la propagation d'une surtention transitoire atmosphérique ; elles sont de durée très courte mais peuvent atteindre des valeurs crête très élevées ; elles sont éliminées par les parafoudres qui les écoulent à la terre. Un dispositif de protection d'une ligne téléphonique comporte donc, d'une part des fusibles, d'autre part des parafoudres. Pour qu'un tel dispositif fonctionne correctement, il faut que ce fusible ne soit pas affecté par les surtensions atmosphériques sinon, par temps d'orage, de nombreux abonnés se trouveraient privés de téléphone et le service de maintenance se verrait obligé a' de nombreuses interventions. Un tel fusible doit, par conséquent, répondre à deux conditions apparemment contradictoires: - Fondre sous l'effet d'une surintensité durable de valeur modérée - Ne pas fondre sous l'effet d'une surintensité de très courte durée mais de valeur très élevée. La seule manière de résoudre le dilemme est de jouer sur le temps au bout duquel fondra le fusible sous l'effet d'une surintensité modérée. Les fusibles usuels ne permettent pas d'utiliser cette possibilité, car ils dérivent des fusibles utilisés dans les installations domestiques pour lesquels on demande, au contraire, une action aussi rapide que possible dès l'apparition du défaut. L'invention concerne un ensemble fusible, qui fonctionne avec un certain retard sous l'effet d'une surintensité modérée, et ne fonctionne pas sous l'effet d'une surintensité de très courte durée, mais de valeur très élevée. Un ensemble fusible selon l'invention comporte un élément fusible en série avec au moins une pièce conductrice ayant une conductibilité thermique inférieure à celle dudit élément fusible et/ou une résistivité supérieure à celle dudit élément fusible. Selon une autre caractéristique l'ensemble fusible comporte deux pièces conductrices, l'élément fusible étant compris entre les pièces conductrices et fixé sur cellesci. On va décrire à présent des exemples de réalisation de l'invention illustrés par les figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 représente un ensemble fusible - la figure 2 représente une liaison par sertissage, - la figure 3 représente une liaison par celle conductrice, - la figure 4 représente une liaison par soudage haute fréquence, - la figure 5 représente une variante de réalisation d'un ensemble fusible, - la figure 6 représente une autre variante de réalisation d'un ensemble fusible, - la figure 7 représente une variante de réalisation d'un ensemble fusible, - la figure 8 représente une borne en vue éclatée, de l'ensemble fusible de la figure 7. La figure 1 représente un ensemble fusible constitué par un élément fusible 1, deux embouts tubulaires 2 et 2', identiques, et un support mécanique A, isolant. L'élément fusible est constitué par un fil fusible, en alliage à très bas point de fusion, tel que par exemple l'alliage eutectique étain plomb, fixé à chaque extrémité dans un embout tubulaire en matériau à résistivité supérieure à celle du fil fusible et à conductibilité thermique inférieure à celle du fil fusible, tel que par exemple l'acier inoxydable. Les embouts tubulaires ayant une mauvaise conductibilité thermique, la chaleur dégagée par le fil fusible avant de fondre n'est donc que très peu dissipée par conduction.Les embouts tubulaires ont une épaisseur au plus égale à leur diamètre intérieur qui est lui meme pratiquement égal au diamètre du fil fusible ; la résistance électrique d'embouts tubulaires ayant une dizaine de millimètre de longueur est élevée, de sorte que la température desdits embouts tubulaires s'élève lors du passage du courant de surcharge modérée, et constitue un "mur de chaleur" à chaque extrémité du fil fusible; ceci s'ajoute à la mauvaise conductibilité thermique et limite encore les pertes de chaleur, par conduction, du fil fusible. Ainsi, contrairement à ce qui se passe dans les fusibles usuels la chaleur dégagée par le fil fusible n'est dissipée ni par rayonnement, puisque le fil fusible est à bas point de fusion et que par conséquent il n'est pas porté à haute température avant de fondre, ni par conduction.La chaleur s'accumule donc dans le fil fusible qui fond au bout de quelques secondes. L'ensemble fusible est monté sur un support, non représenté, les contacts avec ledit support se faisant par les embouts tubulaires 2 et 2'. Les pièces conductrices, c'est-à-dire les embouts tubulaires dans le cas de la figure I, doivent avoir une résistivité supérieure à celle de l'élément fusibles et/ou une conductibilité thermique inférieure à celle de l'élément fusible. L'acier inoxydable convient, mais on peut utiliser tout matériau ayant au moins l'une de ces caractéristiques. Les figures 2, 3 et 4 donnent des exemples, non limitatifs, de réalisation pratique de la liaison entre le fil fusible et les embouts. La figure 2 représente la liaison entre le fil fusible 1 et l'embout 2, au moyen d'un sertissage en creux 3, qui provoque un renflement 4 de l'embout 2. Ce renflement pénètre dans le fil fusible 1 et provoque un fluage de celui-ci en 6 et 7, ce qui supprime le jeu mécanique 5 entre le fil fusible 1 et l'intérieur de l'embout 2. La figure 3 représente la liaison entre le fil fusible 1 et l'embout 2 au moyen d'une colle conductrice. Le fil fusible 1 est enduit à son extrémité de colle conductrice, puis introduit dans l'embout tubulaire 2. Une pellicule 8 de colle conductrice assure la liaison mécanique et électrique entre l'embout tubulaire et le fil. Un dépôt 9 de colle conductrice en extrémité de l'embout tubulaire 2 complète la liaison mécanique. La figure 4 représente la liaison entre le fil fusible 1 et l'embout tubulaire 2 au moyen d'une soudure obtenue par le passage d'un courant haute fréquence. Ce courant fait fondre légèrement le fil fusible qui occupe, dans ces conditions, tout le volume intérieur de l'embout tubulaire 2 tout en provoquant un léger bourrelet circulaire 10 du fil fusible 1 en extrémité de l'embout tubulaire. Avec les caractéristiques ci-dessous: - Fil en alliage eutectique étain-plomb, diamètre 1 millimètre, longueur 20 millimètres + 30%, - Embout tubulaire en acier inoxydable, diamètre 2 millimètres, longueur 10 millimètres t30%, omobtient un ensemble fusible de protection dont l'élément fusible fond en moins de 20 secondes pour une intensité de 10 ampères, et ne fond pas pour une onde de choc normalisée de 5 000 ampères de 20/60 microsecondes. La figure 5 représente une variante de réalisation d'un ensemble fusible qui comporte un élément fusible 1 et deux cosses 11 et 12, ayant chacune un trou 13, 14 respectivement pour la fixation dudit ensemble fusible sur un support. Comme dans la figure 1, l'élément fusible 1 est un alliage à bas point de fusion tel que l'eutectique étain plomb, et les cosses 1 1 et 12 sont en acier inoxydable et sont fixées sur le fil fusible. La figure 6 représente une variante de l'ensemble fusible de la figure 5. nans la figure 6 on retrouve le même élément fusible que dans la figure 5, mais celuici est fixé sur un support isolant 15 l'ensemble fusible se présente donc sous la forme d'une plaquette, présentation bien connue pour les fusibles classiques. La figure 7 représente une variante de réalisation d'un ensemble fusible. Un fil fusible 1 est monté de manière amovible entre deux pièces conductrices qui sont des bornes 16 et 17, solidaires d'un support isolant 18 ; chaque borne est reliée à un conducteur électrique 19, 20 respectivement, à l'aide d'une vis 21, 22 respectivement. La figure 8 représente en vue éclatée une borne, la borne 16 par exemple, de la figure 7. La borne 16 comporte une embase 23 ayant un logement en creux 24 sur lequel repose une extrémité de l'élément fusible 1 l'embase 23 comporte également un trou fileté 25. La borne 16 comporte également une cosse 26 qui vient coiffer l'embase 23 ; la cosse 26 comporte un renflement 27 qui vient en regard du logement en creux 24, et un trou 28 qui vient en regard du trou fileté 25 de l'embase. Le conducteur électrique 19 est fixé sur la borne à l'aide d'une rondelle 29 et de la vis 21 qui se visse dans le trou 25 de l'embase 23. Lorsque la vis 21 est vissée l'élément fusible 1 est serré entre l'embase 23 et la cosse 26. Dans les figures 7 et 8, l'élément fusible 1 est en alliage à bas point de fusion, tel que 1'eutectique étain plomb, et les bornes sont en acier inoxydable, par exemple. I1 est également possible d'utiliser un élément fusible se présentant sous la forme d'une plaquette avec un oeillet métallique à chaque extrémité du fil fusible, lesdits oeillets étant en métal tel que laiton ou cuivre par exemple ; la plaquette est alors fixée par les oeillets à l'aide de vis sur deux pièces conductrices, en acier inoxydable par exemple, fixées sur un socle ;on obtient ainsi un ensemble fusible analogue à celui de la figure 7. L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, et l'on pourra modifier certaines dispositions, ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Ensemble fusible pour la protection d'une ligne électrique caractérisé par le fait qu'il comporte un élément fusible en série avec deux pièces conductrices ayant une conductibilité thermique inférieure à celle dudit élément fusible, et/ou une résistivité supérieure à celle dudit élément fusible, ce qui lui permet de conserver longtemps la chaleur, donc de fonctionner au bout d'un certain temps pour une intensité faible alors qu'il ne fonctionne pas pour une très forte surintensité de très faible durée. 2/ Ensemble fusible selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément fusible est en un matériau à bas point de fusion. 3/ Ensemble fusible selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le matériau a bas point de fusion est un alliage eutectique étain-plomb. 4/ Ensemble fusible selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque pièce conductrice est en ferro nickel. 5/ Ensemble fusible selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les pièces conductrices sont des embouts tubulaires. 6/ Ensemble fusible selon la revendication 5, caractérisé par le fait que chaque embout tubulaire a une épaisseur au plus égale à son diamètre intérieur. 7/ Ensemble fusible selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'élément fusible est fixé à chaque pièce conductrice par sertissage. 8/ Ensemble fusible selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'élément fusible est fixé à chaque pièce conductrice par une colle conductrice. 9/ Ensemble fusible selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'élément fusible est fixé à chaque pièce conductrice par soudure à haute fréquence. 10/ Ensemble fusible selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les pièces conductrices sont fixées sur un support isolant et que l'élément fusible est fixé de manière amovible sur chacune desdites pièces conductrices. 11/ Ensemble fusible selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les pièces conductrices comportent chacune une embase fixée sur le support isolant, et une cosse, et que l'élément fusible est fixé sur chaque pièce conductrice par serrage entre l'embase et la cosse. 12/ Ensemble fusible selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les pièces conductrices sont fixées sur un support isolant et que l'élément fusible comporte à chaque extrémité une cosse munie d'un trou, chaque cosse étant fixée de manière amovible par une vis sur une pièce conductrice.