Brevet FR2545644A1 — publié le 19841109

O(VAL 2545644 La présente invention concerna un protecteur antisurten- sion comportant une première et une deuxième électrodes, des moyens sensibles à la chaleur, et un organe de contact électriquement relié à ladite première électrode et monté de façon à être mis en contact avec la deuxième électrode lorsque la température desdits moyens sen- sibles à la chaleur atteint une valeur prédéterminée en recevant de la chaleur venant dudit protecteur. Un tel protecteur antisurtension, fabriqué par la firme française dite "Compagnie Industrielle de Tubes et Lampes électri- ques" (CITEL), est disponible sur le marché Dans ce protecteur an- tisurtension, la première et la deuxième électrodes sont montées dans un corps métallique électriquement conducteur, relié à la terre et sont, respectivement, électriquement et thermiquement reliées à ce corps et isolées de celui-ci Une extrémité de l'organe de con- tact qui est élastique est fixée sur le corps de façon à être apte à recevoir de la chaleur de celui-ci et un élément fusible consti- tuant les moyens sensibles à la chaleur est agencé entre le corps et l'organe de contact de façon à maintenir l'autre extrémité de 1 ' organe de contact à distance de la deuxième électrode Lorsque, par exemple sous l'effet d'une tension continue sur la deuxième électrode, un arc électrique continu est produit dans l'intervalle entre les électrodes, et que le corps du protecteur est chauffé au-dessus de la température prédéterminée sus-mentionnée, l'élément fusible fond Il en résulte que l'organe de contact élastique relié à la terre va alors venir au contact de la deuxième électrode et, par conséquent, mettre celle-ci à la terre de façon que le courant passant par l'intervalle d'arc (intervalle d'amorçage) entre les électrodes sera interrompu, de sorte que le corps du protecteur va cesser de s'échauffer, éliminant ainsi tout risque d'incendie. D'autres protecteurs antisurtension plus complexes, appar- tenant à ce type général, sont basés non pas sur un contact élec- trique mais sur la sollicitation d'un ressort séparé; voir-par exem- ple le brevet américain N O 3,852,539 et la demande de brevet fran- çais N O 2 481 011. Un but de la présente invention est de réaliser un pro- tecteur antisurtension du type mentionné au début, mais qui n'uti- sera pas un tel élément fusible Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que lesdits moyens sensibles à la chaleur sont faits en une matière dont la forme est fonction de sa température. Une telle matière peut être, par exemple, un métal utili- sé dans un interrupteur thermostatique car, lorsqu'il est chauffé, un tel métal se déplace graduellement sur une distance prédétermi- née, d'une position de non-fonctionnement à une position de fonc- tionnement dans laquelle il établit un contact avec la deuxième électrode lorsque la température prédéterminée sus-mentionnée est atteinte Avec une telle matière thermostatique, il faut une charge thermique relativement importante pour déplacer graduellement le contact sur cette distance prédéterminée. Un autre but de l'invention est d'obtenir, pour les con- ditions de température dans lesquelles une connexion est établie entre les électrodes, une définition plus précise que celle qui pourrait être obtenue en utilisant une matière thermostatique. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que ladite matière est un alliage à mémoire de forme. Ainsi, pour un fonctionnement précis, on choisira un al- liage à mémoire de forme, dont l'une des propriétés générales est un changement de forme relativement subit à une température qui est fonction de l'alliage De préférence, on adoptera l'un des alliages à mémoire de forme commercialisés sous l'appellation PROTEUS (marque commerciale). On peut utiliser un alliage réversible, ou bien un allia- ge irréversible, c'est-à-dire soit un alliage qui sera automatique- ment remis à sa disposition initiale, soit un alliage qui ne le sera pas Dans le premier cas, aucune intervention manuelle n'est requise après un fonctionnement du protecteur Par contre, dans le deuxième cas, on peut facilement identifier un protecteur ayant fonctionné. Un autre but de la présente invention est de parvenir à un protecteur antisurtension ayant une structure plus simple que celle qui serait obtenue en utilisant la matière sensible à la chaleur en coopération avec un organe de contact, comme suggéré plus haut. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les- dits moyens sensibles à la chaleur constituent aussi ledit organe de contact. Ainsi, les moyens sensibles à la chaleur sont utilisés pour conduire du courant directement de la deuxième à la première électro- de. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures anne- xées qui représentent: La figure 1, une vue de dessus d'une partie d'un ensemble d'une pluralité de protecteurs antisurtension selon l'invention, l'ensemble étant représenté sans le couvercle de dessus, 6, et seu- lement un tel protecteur 17, dont l'organe de contact 21 a été cou- pé, étant représenté en détail; La figure 2, une vue en coupe faite le long de la ligne II-II de la figure 1, considérée dans la direction des flèches; et La figure 3, une vue latérale de la plaque de contact 23 visible sur la figure 1. L'ensemble protecteur antisurtension représenté sur les figures comporte une fiche rectangulaire 1, en forme de tiroir, fai- te en matière plastique, représentée seulement en partie Cette fi- che 1 possède deux parois latérales verticales 2 et 3, deux parois terminales verticales, dont seule la paroi terminale 4, d'un seul tenant avec une poignée 5, est représentée, un couvercle de dessus, 6 et une plaque de dessous 7 (figure 2). Sur la figure 1, le couvercle de dessus 6, a été omis. La partie de la fiche 1 représentée, capable de loger cinq protecteurs antisurtension, est subdivisée en cinq compartiments adjacents par quatre cloisons longitudinales, telles que 9, qui sont parallèles aux parois latérales 2 et 3 et évidées comme représenté en 10 Les cinq compartiments sont également définis par une cloi- son transversale 8 parallèle à la paroi terminale 4, un seule étant représenté en détail La cloison transversale 8 est d'un seul te- nant avec une plaque Il supportant un contact électrique, tandis que la paroi terminale Il est également d'un seul tenant avec une pla- que 12 supportant un contact électrique. La plaque Il qui est logée dans le même plan de la plaque 12 supporte les parties inférieures de cinq contacts électriques ayant sensiblement une forme de U, chacun des cinq compartiments sus-mentionnés contenant un tel contact, par exemple 13 Ces cinq contacts électriques sont fixés sur une bande métallique commune en forme de L Une partie de cette bande 14 est montée sur le dessus de la cloison transversale 8 et une autre partie s'étend le long de la paroi latérale 2 o elle est électriquement reliée, en son extrémi- té gauche (non représentée), à une "terre" électrique, comme indi- qué schématiquement sur la figure 1 La plaque 12 supporte les par- ties inférieures de cinq contacts électriques façonnés sensiblement en forme de U, chacun des cinq compartiments contenant un tel con- tact, par exemple 15 Chaque contact 15 est fixé sur une bande mé- tallique longitudinale 16 qui est montée le long de la partie infé- rieure de la paroi longitudinale 9 et qui est reliée, à son extrémi- té gauche (non représentée), à l'un des conducteurs d'une ligne té- léphonique Le bord supérieur de la bande 14 est situé dans le même plan horizontal que les bords supérieurs des cloisons 9, et ces bords supérieurs constituent un support pour le couvercle de dessus 6 De même, les bords inférieurs des bandes 16 sont situés dans le même plan horizontal que le bord inférieur de la cloison 8, et ces bords inférieurs forment un support pour la plaque inférieure 7. Un protecteur antisurtension tel que 17 est monté dans chacun des cinq compartiments Il comporte un corps 18, conducteur de la chaleur et de l'électricité, doté d'électrodes coaxiales 19 et 20 à ses extrémités, ces électrodes étant séparées par un inter- valle d'arc (intervalle d'amorçage) interne L'électrode 19 est électriquement et thermiquement reliée au corps 1, tandis que l'é- lectrode 20 est électriquement isolée de ce corps 18 Un organe de contact 21 est monté en porte-à-faux sur le corps 18 et est sensi- blement parallèle à l'axe longitudinal de ce corps dont il est sé- paré par un espace Son extrémité située à gauche est en contact électrique et thermique avec l'extrémité supérieure gauche du corps 18, et sa partie de droite est située de façon à être séparée de l'électrode 10 par un intervalle (figure 2). Pour monter un tel protecteur antisurtension 17 dans la fiche 1 en forme de tiroir, il suffit de monter les électrodes 19 et 20 de façon qu'elles soient pincées dans les contacts électriques correspondants, respectivement 13 et 15 Ainsi, ces électrodes sont électriquement reliées respectivement à la terre et au conducteur téléphonique sus-mentionné Ainsi, le corps 18 est, lui aussi, re- lié à la terre. Au lieu de prévoir un organe individuel de contact élec- trique 21 pour chaque protecteur antisurtension 17, on utilise, dans la présente forme de réalisation, une plaque de contact 23 en forme de peigne, comme représenté sur les figures 1 et 3, cette plaque ayant cinq organes de contact 21 et une pince de retenue métallique 22, soudée par pointi au moyen de laquelle elle est liée par enclen- chement autour du corps 18 du protecteur qui, parmi les cinq, est le protecteur central Comme tous les-corps 18 des protecteurs 17 sont mis à la terre, il en résulte que la plaque de contact 23 est à la terre Le bord gauche de cette plaque de contact 23 est en aboute- ment contre les bords verticaux 10 des cloisons longitudinales 9, comme représenté sur la figure 2 Le corps 18 et les électrodes 19 et 20 constituent un protecteur antisurtension classique, disponible sur le marché La plaque de contact 23 et l'organe 21 sont faits en un alliage k mémoire de forme commercialisé sous l'appellation PROTEUS (marque commerciale), sa forme changeant subitement lors- qu'il est chauffé au-dessus d'une température de fonctionnement pré- déterminée. A la suite d'un défaut provoquant l'application continue d'une tension au conducteur de ligne relié au contact 20 et produi- sant un arc interne continu entre les électrodes 20 et 19 du protec- teur antisurtension 17, le corps 18 de ce protecteur s'échauffe et transmet sa chaleur à l'organe de contact 21 Lorsque la température de ce dernier atteint la température de fonctionnement de l'alliage prédéterminée, cet organe change subitement de forme, de sorte que son extrémité située près du contact électrique 15 prend la position opérationnelle dans laquelle elle fait contact avec celui-ci Cette position opérationnelle est schématiquement représentée en tireté sur la figure 2 En réalité, l'organe de conitact 21, en position opé- rationnelle, peut être en aboutement contre le corps 18, près de l'extrémité de celui-ci adjacente au contact 15, sans affecter son fonctionnement correct Dans la position opérationnelle de l'organe de contact 21, l'électrode 20 est à la terre, de sorte que le courant passant par cette électrode est alors directement dérivé vers la ter- re et que l'arc chauffant le corps est interrompu, si bien que ce corps peut refroidir L'organe de contact 21 reste à cette position opérationnelle aussi longtemps que sa température reste supérieure à la température de fonctionnement, mais est automatiquement remis à sa position initiale après refroidissement. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et-que de nombreuses va- riantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. -45544 REVENDICATIONS - 1 Protecteur antisurtension comportant une première ( 19) et une deuxième ( 20) électrodes, des moyens sensibles à la chaleur ( 21), et i organe de contact ( 21) électriquement relié à ladite première électrode et monté de façon à être mis en contact avec ladite deuxième Elec- trode lorsque la température desdits moyens sensibles à la chaleur ( 21) atteint une valeur prédéterminée en recevant de la chaleur venant dudit protecteur, caractérisé en ce que lesdits moyens sensibles à la chaleur ( 21) sont faits en une matière dont la forme est fonction de sa température. 2 Protecteur antisurtension selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ladite matière est un alliage à mémoire de for- me. 3 Protecteur antisurtension selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que lesdits moyens sensibles à la chaleur ( 21) consti- tuent aussi ledit organe de contact ( 21). 4 Protecteur antisurtension selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que lesdites première ( 19) et deuxième ( 20) électro- des sont montées dans un corps ( 18) électriquement et thermiquement conducteur, dans lequel de la chaleur est produite lorsqu'un courant passe entre lesdites électrodes, ledit organe de contact ( 21) étant thermiquement couplé audit corps ( 18). Protecteur antisurtension selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que ladite première électrode ( 19) et ledit organe de contact ( 21) sont électriquement reliés audit corps ( 18). 6 Protecteur antisurtension selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que ledit organe de contact ( 21) est fixé en porte- à-faux sur ledit corps ( 18). 7 Protecteur antisurtension selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que ledit organe de contact ( 21) en porte-à-faux est sensiblement parallèle à laxe longitudinal dudit corps ( 18) et es- pacé de celui-ci, son extrémité libre étant apte à accomplir une dé- flexion la mettant en contact avec ladite deuxième électrode ( 20). 8 Protecteur antisurtension selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que ledit organe de contact ( 21) est enclenché sur ledit corps ( 18). 9 Protecteur antisurtension selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il forme une partie d'un ensemble comportant une pluralité de tels protecteurs ( 17) dont les premières électrodes ( 19) sont électriquement interconnectées. Protecteur antisurtension selon les revendications 5 et 9, caractérisé en ce que les organes de contact ( 21) de ladite pluralité de protecteurs ( 17) qui sont montés les uns à côté des au- tres forment une partie d'une plaque de contact commune ( 23), élec- triquement et thermiquement reliée aux corps ( 18) desdits protec- teurs. Il Protecteur antisurtension selon les revendications 8 et 10, caractérisé en ce que ladite plaque de contact ( 23) est liée par enclenchement sur un seul des corps de ladite pluralité de corps ( 18). 12 Protecteur antisurtension selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite plaque de contact ( 23) est en forme de peigne.