Brevet FR2466109A1 — publié le 19810327

L'invention est relative à un dispositif de connexion électrique et mécanique en équerre, en T ou en croix de trois ou quatre conducteurs rigides en forme de barres cylindriques, en par ticulier d'un conducteur de dérivation et de conducteurs d'un jeu de barres d'une cellule haute tension, comprenant un bloc de connexion ayant des évidements de logement desdits conducteurs et des moyens de serrage des conducteurs logés dans les évidements. Les dispositifs de connexion ou connecteurs du genre mentionné sont utilisés pour raccorder les différents poles de l'appareillage d'une cellule aux barres correspondantes du jeu de barres qui relie les cellules juxtaposées du poste haute tension. Les barres conductrices et les conducteurs de dérivation sont par courus par des courants importants et sont soumis à des forces électrodynamiques qui nécessitent une liaison et une fixation rigide entre la barre et le conducteur de dérivation. Le connecteur assure la double fonction de liaison mécanique et de connexion électrique. Les connecteurs connus font usage d'un nombre élevé de pièces dont la difficulté de montage et l'encombrement posent de sérieux problèmes. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de permettre la réalisation d'un connecteur de fabrication et de montage simple capable d'assurer la tenue mécanique du jeu de barres et de sa dérivation ainsi que le bon contact électrique entre les conducteurs. Le dispositif de connexion selon l'invention est caractérisé par le fait que ledit bloc est en deux parties identiques, chaque partie en forme de coquille présentant sur l'une de ses faces des gorges, de profil conjugué de celui du conducteur associé, de manière à confiner avec la gorge complémentaire de l'autre partie un évidement et à entourer la quasi-totalité du pourtour du conducteur logé dans l'évidement, lesdits moyens de serrage solidarisant lesdites parties en exerçant des forces de serrage réparties sur les conducteurs logés dans les évidements. Dans l'application préférentielle du connecteur à une celle haute tension, le connecteur relie entre eux trois conducteurs de diamètres équivalents ou différents, en l'occurrence deux éléments alignés du jeu de barre principal et le conducteur de dérivation perpendiculaire allant au pôle correspondant de 1' appa- reillage de la cellule. Selon un développement important de l'invention, les deux parties ou demi-corps du connecteur sont assemblés par cinq boulons, dont quatre sont disposés en carré, chaque conducteur étant encadré par une paire de boulons, le cinquième boulon étant disposé au centre. La disposition de la boulonnerie permet, grâce au boulon central, de répartir les efforts de serrage entre les trois conducteurs et de soumettre chaque conducteur à l'effort axial développé par trois boulons. Le connecteur est en alliage à base d'aluminium, les surfaces de portée des conducteurs étant de préférence étamées. Les boulons sont en alliage d'aluminium à haute résistance permettant de développer des efforts de contacts suffisamment élevés et ayant un coefficient de dilatation compatible ou identique à celui du corps du connecteur. L'emploi d'une boulonnerie amagnétique permet de s'affranchir des effets électromagnétiques. Les boulons sont noyés dans le corps du connecteur afin de réduire au maximum le gradient de potentiel du connecteur. A cet effet, les têtes et les écrous des boulons sont logés dans des alvéoles ménagés dans le corps du connecteur, et le fond de l'al- véole est agencé pour bloquer en rotation l'écrou hexagonal ou pour recevoir une rondelle dénommée Grover, qui assure l'indesserabilité du boulon. L'alignement des tronçons du jeu de barres test pas toujours parfait et pour pallier de faibles défauts d'alignement les évidements recevant les extrémités des barres ont une forme évasée ou bombée. Le conducteur de dérivation est par contre enserré dans un évidement cylindrique et il se prolonge de préférence jusqu'à l'extrémité opposée du bloc de connexion entre les extrémités des barres. Dans ce cas le boulon central traverse un orifice ménagé dans le conducteur de dérivation et solidarise le bloc de connexion à ce dernier conducteur au cours du montage et avant serrage. I1 en résulte une facilité de montage appréciable. Dans le cas d'un connecteur pour quatre conducteurs il est clair que l'ensemble des évidements peuvent être évasés pour pallier les défauts d'alignement. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente sur la demi-vue de gauche un con necteur selon l'invention en plan, et sur la demi-vue de droite en coupe suivant la ligne I-I de la figure 2; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, les conducteurs n'étant pas représentés. Sur les figures, deux tronçons conducteurs 10, 12 successifs alignés d'une barre, d'un jeu de barres d'un poste ou tableau haute tension (non représenté) sont reliés par un connecteur, dé signé par le repère général 14. Le jeu de barres, qui comporte trois barres dans le cas d'une installation triphasée, relie entre elles les cellules juxtaposées du poste, chaque pôle de l'appa- reillage logé dans la cellule étant connecté à la barre correspon danse par un conducteur de dérivation 16, dont seule lsextrémité 18 coopérant avec le connecteur 14 est représentée sur la figure 1. Le conducteur de dérivation 16 s'étend perpendiculairement à la barre 10, 12 à laquelle il est rigidement relié mécaniquement et électriquement. La barre 10, 12, et le conducteur de dérivation 16 ont une section égale ou différente selon le type de cellule. Le connecteur 14 de forme générale parallélépipédique droite est constitué de deux parties ou coquilles 20, 22 identiques, assemblées symétriquement par quatre boulons 24, 26, 28, 30, disposes en carré au voisinage des angles et un boulon central 32. Les boulons 24 - 32 traversent des orifices ménagés dans les coquilles 20, 22 et qui débouchent dans des alvéoles 34, 36 dont l'un 34 reçoit la tête 38 du boulon et dont l'autre 36 reçoit l'écrou 40 du boulon. Chaque coquille 20, 22 présente quatre gorges 42 demi-cylindriques alignées deux à deux suivant deux directions perpendiculaires et deux gorges conjuguées 42 confinent, en position assemblée des coquilles 20, 22, un évidement substantiellement cylindrique (voir fig. 2). Le connecteur 14 présente ainsi quatre évidements cylindriques 44, 46, 48, 50, ménagés sur les quatre faces latérales du connecteur 14. Les extrémités des tronçons 10, 12 sont emboîtées respectivement dans les évidements alignés 44, 48, les évidements 46, 50 recevant 'extrémité 18 du conducteur de dérivation 16. La section des évidements 44 à 50 est bien entendu adaptée à celle des conducteurs 10, 12, 16, logés dans l'évidement, les sections étant identiques dans l'exemple représenté sur les figures. Un rapprochement des coquilles 20, 22 par vissage des boulons 24 à 32 provoque un serrage des conducteurs 10, 12, 16, dans leur logement, l'opération inverse de dévissage des boulons 24 à 32 libérant les conducteurs et permettant leur démontage. Chaque évidement 44, 46, 48, 50 est encadré de deux boulons, respectivement 24, 26 pour l'évidement 44; 26, 28 pour l'évidement 46, etc..., et le boulon central 32 est disposé entre les extrémités des différents évidements. I1 est facile de voir que chaque conducteur 10, 12, 16 est soumis à l'effort axial de trois boulons, en l'occurrence les boulons 24, 26, 32 pour le conducteur 10 et ainsi de suite, le boulon central 32 agissant sur l'ensemble des conducteurs 10, 12, 16. Cette disposition de la boulonnerie permet une bonne tenue électrodynamique du connecteur 14 et une bonne liaison mécanique et électrique entre les conducteurs 10, 12, 16. La forme cylindrique des conducteurs 10, 12, 16 est avantageuse et permet l'em- ploi de connecteurs standard pour différents types de cellules. Dans l'exemple représenté, le connecteur 14 est utilisé comme raccord en T, mais il est clair qu'il peut constituer un raccord en croix de quatre conducteurs, chacun de ces conducteurs étant inséré dans l'un des évidements 44, 46, 48, 50. Il peut également constituer un raccord en équerre, fixer sur une ou deux tiges des isolateurs de support occupant les évidements vides. Dans un raccord en T le conducteur de dérivation 16 peut occuper les évidements alignés 46, 50 en étant intercalé entre les extrémités des tronçons 10, 12 et en présentant un orifice de passage du boulon central 32. I1 en résulte une meilleure répartition des efforts de serrage et une facilité de montage, le connecteur 14 pouvant être fixé avec jeu au conducteur 16 avant la mise en place du jeu de barres 10, 12. Les coquilles 20, 22 sont en alliage d'aluminium et les boulons 24 à 32 en alliage d'aluminium à haute résistance sensiblement de même coefficient de dilatation. Ces boulons à haute ré- sistance développent en position serrée un effort de contact suffisant et du fait de leur amagnétisme ne sont pas soumis à des forces électromagnétiques. L'encombrement du connecteur 14 est faible et le logement de la boulonnerie dans les alvéoles 34, 36 réduit au maximum le gradient de potentiel du connecteur. En se référant plus particulièrement à la fig. 2, on voit que les alvéoles 34, 36 présentent à leur base 52 une section retrécie polygonale, correspondant à celle de l'écrou 40 dont la base s'encastre dans cette section retrécie. L'écrou 40 encastré est immobilisé en rotation dans la coquille 20 et le serrage du boulon s'effectue par simple rotation de la tête 38 par exemple du type hexagonale creuse. Une rondelle 54 dite Grover, de préférence en aluminium à haute résistance, est logée dans la section retrécie polygonale 52 et coopère avec la tête 38 pour empêcher tout desserrage accidentel d'une manière bien connue. Les alvéoles 34, 36 sont conçus pour accepter en rotation la tête 38 et inmobiliser en rotation l'écrou 40. Dans l'application préférentielle dgune dérivation d'un jeu de barres, il est important de tolérer un faible désalignement des tronçons 10, 12 de la barre. A cet effet, les évidements 44, 48, recevant les conducteurs 10, 12 sont Légèrement évasés aux entrées de la manière représentée en exagéré sur la fig. 1. Vus en section les bords 56 de l'évidement 44, 48 sont légèrement convexes pour limiter la zone de portée annulaire de contact et autoriser un faible désalignement angulaire, en l'occurrence du tron çon 10. La mise en oeuvre du connecteur ressort de l'exposé précédent et il suffit de rappeler que la réalisation du corps du connecteur en deux éléments identiques facilite la fabrication, le stockage et le montage, et que le boulon central assure une meilleure répartition et un effort de serrage accru, suffisant à une bonne liaison mécanique et électrique. Le connecteur selon l'invention est simple et compact. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre décrit et représenté, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion électrique et mécanique en équerre, en T ou en croix de conducteurs rigides en forme de barres cylindriques, en particulier d'un conducteur de dérivation et de conducteurs d'un jeu de barres d'une cellule haute tension, comprenant un bloc de connexion ayant des évidements de logement desdits conducteurs et des moyens de serrage des conducteurs logés dans les évidements, caractérisé par le fait que ledit bloc est en deux parties identiques, chaque partie en forme de coquille présentant sur l'une de ses faces des gorges, de profil conjugué de celui du conducteur associé, de manière à confiner avec la gorge complémentaire de l'autre partie un évidement et à entourer la quasitotalité du pourtour du conducteur logé dans l'évidement, lesdits moyens de serrage solidarisant lesdites parties en exerçant des forces de serrage réparties sur les conducteurs logés dans les évidements. 2. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de serrage comportent quatre boulons disposés en carré de telle manière que chaque évidement soit encadré par deux boulons et un boulon central disposé au centre dudit carré, chaque conducteur étant soumis à une force de serrage développée par trois boulons. 3. Dispositif de connexion selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites coquilles présentent des alvéoles de logement des têtes et des écrous desdits boulons de serrage pour diminuer le gradient du potentiel extérieur du dispositif de connexion. 4. Dispositif de connexion selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits alvéoles, présentent au moins à leur base une section polygonale de blocage des écrous des boulons de serrage. 5. Dispositif de connexion selon la revendication 4, caractérisé par une rondelle de blocage du type dénommé Grover, susceptible de s'insérer dans ladite section polygonale et de copé- rer avec la tête du boulon pour assurer son indesserrabilité. 6. Dispositif de connexion selon la revendication 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits boulons et/ou lesdites rondelles sont en un alliage d'aluminium à haute résistance et amagnétique. 7. Dispositif de connexion selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que le bloc de connexion est en un alliage d'aluminium. 8. Dispositif de connexion selon l'une quiconque des revendications précédentes, pour un conducteur de dérivation d'un jeu de barres d'une cellule haute tension, caractérisé en ce que les extrémités des deux conducteurs alignés constitutifs d'une barre sont insérées dans des évidements alignés du bloc de connexion, le conducteur dérivant de cette barre étant logé dans un évidement perpendiculaire. 9. Dispositif de connexion selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les génératrices des gorges desdits évidements alignés sont légèrement convexes pour réaliser des entrées évasées desdits évidements et compenser des défauts d'alignement des conducteurs alignés. 10. Dispositif de connexion selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait que ledit conducteur dérivant s'étend au moins Jusqu'à la partie centrale dudit bloc pour coopérer avec le boulon central et maintenir ledit bloc au cours du montage.