Brevet FR2533082A1 — publié le 19840316

La presente invention concerne le domaine technique de la protection de circuits électriques et elle vise, plus particulibrement, les moyens mis en oeuvre pour assurer une protection contre les surintensités d'utilisation, mais aussi les surtensions provenant de l'application a un circuit d'un courant de foudre. Pour atteindre l'objectif vise7 l'art antérieur connu consiste à preconiser de placer, sur le conducteur d'alimentation d'un circuit electrique, un fusible en serine constituant un élément protecteur contre les surintensités d'utilisation et un parafoudre é gaz en derivation constituant un élément protecteur contre les surtensions dues au courant de foudre. Un tel montage peut etre organise de deux façons diffé- rentés. La fig. I montre un premier exemple selon lequel le circuit électrique a protéger i est alimente par un conducteur 2 sur lequel est placES en amont du circuit 1, un fusible 3 representant un éliment protecteur contre les surintensites. Dans cet exemple d'organisation, un parafoudre a gaz 4 est place en dérivation sur le conducteur 2.en entant branche entre le circuit I et le fusible 3. Une telle organisation possède certains avantages, parmi lesquels il faut citer - l'ouverture du fusible dans le cas où un courant de suite trop éleve risque de traverser le parafoudre et de le-dé- truire, - l'ouverture du fusible en cas de non désamorçage du para- foudre, - l'ouverture du fusible en cas de fin de vie du parafoudre par mise en court-circuit définitive. Par contre, une telle organisation possède un défaut majeur qui est celui de l'ouverture du fusible sur un courant de choc de foudre. Dans un tel cas, le circuit 1 n'est plus exploitable et le parafoudre à gaz 4 se trouve dépourvu d'efficacité. Une solution pour remédier à l'inconvénient ci-dessus consiste à choisir un fusible 3, calibré de telle façon qu'il soit à meme de supporter le passage d'une énergie telle qu'elle permette de produire l'amorçage du parafoudre à gaz 4 avant la destruction dudit fusible. De façon pratique, une telle fonction ne peut être assurée que par un fusible capable de supporter, au minimum, le passage d'une intensité de 100 amperes. On conçoit immédiatement qu'une telle exigence revient à supprimer la fonction première du fusible, c'est-à-dire celle d'élément protecteur pour les surintensitês d'utilisation provenant de l'exploitation du circuit 1. La fig. 2 montre un second type d'organisation dans lequel les mêmes références indiquent les mêmes éléments constitutifs. Gelon cette organisation, le fusible 3 est interposé sur le conducteur 2, en amont du circuit , mais se trouve placé entre ce circuit et le branchement en dérivation du parafoudre à gaz 4 qui est ainsi disposé en amont dudit fusible 3. Une telle organisation présente l'avantage qu'un courant de choc de foudre n'est pas a mime de provoquer l'ouverture du fusible, à condition toutefois que l'énergie le traversant avant l'amorçage du parafoudre à gaz soit inférieure à la résistance qu'il présente. Pour que l'organisation selon la fig. 2 soit à même de procurer effectivement et pratiquement l'avantage signalé, il convient donc de calibrer le fusible 3 de telle façon qu'il soit à même de supporter d'être traversé par une énergie telle qu'elle corresponde au seuil d'amorçage du parafoudre 4. Comme dans l'exemple précédent, une telle condition est remplie dans la mesure où la résistance du fusible 3 est parti culièrement élevée. Cependant, le choix d'une telle résistance aboutit à rendre le fusible 3 inefficace Dour sa fonction d'élément Drotecteur contre les surintensités résultant de l'exploitation du circuit 1. Une telle organisation présente, en outre, un défaut majeur, tenant au fait que le fusible 3 'assumera pas sa fonction d'ouverture du conducteur 2 en cas d'application drun courant de suite trop élevé dans le parafoudre à gaz 4 ou, encore, dans le cas d'un non désamorçage en cas de fin de vie du parafoudre 4. Les moyens techniques, connus àce jour, ne permettent donc pas de concilier, de façon pratique, la protection contre les surintensités et contre les surtensions, les moyens techniques connus ayant toujours pour effet de privilégier lwune des fonctions au détriment de l'autre. La présente invention vise à résoudre le problème ainsi posé, en proposant un nouveau dispositif protecteur conçu de maniere à répondre aux deux objectifs visés, en ne faisant intervenir que des moyens techniques simples, efficaces et aisément fabriquables. Un objet supplémentaire de l'invention est d'offrir un nouveau dispositif pouvant être facilement adapté aux caracteristi- ques d'exploitation d'un circuit donné, ainsi qu'au seuil de protection recherché, sans avoir pour effet d'introduire une perturbation de l'alimentation d'un tel circuit en cas d'exploitation normale. Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif protecteur qui soit d'un prix de revient faible et puisse être conçu sous la forme d'un ensemble a mise en service unique, ou, au contraire, d'un ensemble rechargeable lorsque l'un de ses éléments constitutifs se trouve détérioré. Pour atteindre les buts ci-dessus, l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il est réalisé sous la forme d'un ensemble de deux éléments à pouvoir conducteur, branchés en paral lele sur deux bornes de connexion avec un conducteur et consistant, respectivement, en un parafoudre à gaz de faible tension d'amorçage, protecteur contre les surtensions et un fusible protecteur contre les surintensités, calibré pour supporter, entre ses bornes, une différence de potentiel correspondant à l'amorçage du parafoudre. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. Les fig. 1 et 2 sont des représentations schématiques d'organisation de dispositions protectrices connues de l'art antérieur. La fig. 3 est une représentation schématique de l'objet de l'invention. La fig. 4 est une représentation schématique de la mise en oeuvre de l'objet de l'invention dans un circuit électrique à protéger. La fig. 5 est une représentation schématique d'une variante de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 6 est une représentation schématique d'une autre forme d'exécution d'un des éléments constitutifs de l'objet de l'invention. Le dispositif protecteur d'un circuit électrique conforme à l'invention, tel que représenté à la fig. 3, est réalisé sous la forme d'un ensemble 5, constitué de deux éléments 6 et 7 à pouvoir conducteur, qui sont branchés entre eux en parallèle sur deux bornes de connexion 8 et 9 permettant le branchement de l'en- semble 5 sur un conducteur, tel que le conducteur 2 représenté en trait mixte. L'élément 6, à pouvoir conducteur, est constitué par un parafoudre à gaz 10, présentant la particularité de posséder une faible tension d'amorçage. Cet élément est destiné à représenter un protecteur contre les surtensions dues au courant de foudre. L'élément 7, à pouvoir conducteur, est constitué par un fusible 11 calibré pour supporter entre ses bornes une différence de potentiel correspondant à l'amorçage du parafoudre 10. Le fusible 11 représente un élément protecteur contre les surintensités résultant de l'exploitation du circuit alimenté par le conducteur 2. Dans le cas d'application d'un courant de foudre, le fusible 11 oppose une résistance suffisante au courant de choc, pour que la différence de potentiel entre ses bornés produise l'a morçage du parafoudre 10. Le courant de foudre emprunte alors la seconde branche de l'ensemble a pouvoir conducteur, c'est-a-dire le parafoudre 10 qui offre, naturellement, une résistance plus faible à son passage. Le fusible B1 n'est alors plus sollicité et garde son intégrité, alors que le courant de foudre emprunte le parafoudre à gaz 10 pour transiter de la borne A à la borne Be La fig. 4 montre que l'objet de l'invention est destiné à être disposé sur le conducteur 2, de façon à être placé en amont du circuit 1 et également en amont d'un parafoudre à gaz 122 à caractère principal, branché en dérivation sur ledit conducteur 2. La caractéristique de l'objet de l'invention est de faire intervenir, dans tous les cas, une capacité d'écoulement en courant de choc du parafoudre à gaz 10, légerement inférieure à celle du parafoudre 12. A titre d'exemple, avec un ensemble 5 comprenant un parafoudre à gaz possédant une tension d'amorçage de choc, de l'ordre de 350 à 400 volts, et un fusible 11 capable de résister à une intensité de 3 ampères, il devient possible d'absorber, sans destruction3 un courant de choc en onde 8/20 de 10 000 ampères, alors que la technique antérieure ne permettait d'obtenir qu'un passage de 1 000 ampères, an faisant intervenir un fusible capable de supporter une intensité d au moins 100 ampères. Dans un tel cas, le parafoudre à gaz 12 possède une tension d'amorçage de l'ordre de 500 volts. L'ensemble 5, décrit en référence à la fig 3 peut être constitué sous une forme unitaire jetable, c'est-à-dire devant être remplacée dès que l'un au moins de ses éléments constitutifs est détérioré. La fig. 5 montre, au contraire, -qu'il peut être prévu de réaliser l'ensemble 5 en lui faisant comporter un substrat 13, en matière isolante, comportant deux bornes 8 et 9 permettant une connexion et une déconnexion rapides avec des contreparties 8a et 9a, portées par les extrémités de raccordement du conducteur 2 schématisé en traits mixtes. Le substrat 13 peut comporter deux paires de bornes de raccordement 14 et 15, reliées électriquement aux bornes 8 et 9 et permettant d'insérer, de maintenir et d'établir, un contact électrique avec des fiches ou des barrettes de contact 16-17 portées par les deux éléments à pouvoir conducteur 6 et 7. Ainsi, il devisent possible d'implanter, d'insérer, de changer ou de modifier rapidement un ensemble 5 par rapport à un conducteur 2, ainsi que de remplacer, le cas échéant, un des élé- ments constitutifs 6 ou 7 par rapport au substrat 13. Une telle forme de construction présente l'avantage d'offrir une plus grande souplesse de composition et d'adaptation en fonction des caractéristiques de protection devant entre recherchées contre les surintensités d'exploitation et/ou les surtensions de courant de foudre. La fig. 6 montre que le fusible 11 peut être construit pour comporter un support plar. 18, en matière isolante, sur lequel est rapporté un conducteur-fusible .19, présentant, de préférence, une conformation ondulée, de manière à pouvoir faire intervenir une légère impédance selfique, de façon à augmenter plus rapidement en haute fréquence la différence de potentiel à ses bornes. Bien que cela ne soit pas représenté, il est possible de considérer que le fusible 11 peut être constitué par un tube isolant contenant, intérieurement, un conducteur-fusible enroulé en spires successives. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif protecteur d'un circuit électrique, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous la forme d'un ensemble de deux éléments (6-7), à pouvoir conducteur, branchés en paralldle sur deux bornes de connexion.(8-9) avec un conducteur (2) et consistant respectivement en un parafoudre à gaz (10), de faible tension d'amorçage, protecteur contre les surtensions et un fusible (11) protecteur contre les surintensités, calibré pour supporter entre ses bornes une différence de potentiel correspondant à l'amorçage du parafoudre, 2 - Dispositif protecteur selon la revendication 1, ca-ractérisé en ce que le parafoudre à gaz (10) est calibré de façon à posséder une capacité d'écoulement en courant de choc légèrement inférieure ocelle d'un parafoudre principal (12) placé sur le meme conducteur (2) mais en aval du dispositif protecteur (5). 3 - Dispositif protecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous la forme d'un élément unitaire jetable. 4 4 - Dispositif protecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous la forme d'un ensemble (5) comprenant un substrat isolant (13) muni de bornes (8-9) de connexion avec le conducteur et des broches (14-15) ou analogues de raccordement pour deux éléments protecteurs (6-7) dont l'un au moins est interchangeable. 5 - Dispositif protecteur selon la revendication 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que le fusible est constitué sous la forme d'un support isolant (18) associé à un conducteur fusible (19) enroulé ou ondulé. 6 - Dispositif protecteur selon la revendication 5, ca- ractérisé en ce que le fusible comprend un support plan associé à un conducteur fusible apparent.