Brevet FR2537285A2 — publié le 19840608

FR 2537285 A2 19840608 FR 8220446 A 19821207 Dispositif de mesure du courant qui circule dans un conduc tueur. L'invention se rapporte aux dispositifs de mesure du courant qui circule dans un conducteur, en particulier dans des installations industrielles. Dans le brevet principal, on a décrit un dispositif comportant une bobine placée au voisinage du conducteur parcouru par le courant à mesurer et caractérisé par un blindage allongé en matière ferro-magnétique et par des moyens de maintenir dans une position définie, à l'intérieur dudit blindage, une portion dudit conducteur repliée en U et, entre les branches du U, ladite bobine. L'addition propose de faire comporter audit blindage au moins ùne couche extérieure en matériau ferro-magnétique ordinaire et une couche intérieure en matériau ferromagnétique très perméable. Elle propose encore de munir le dispositif d'un moyen mécanique de réglage de l'induction dans la bobine. D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'addition, apparaîtront clairement à la lumière de la description ci-après. Au dessin annexé Les figures 1 à 4 illustrent unmode d'exécution d'un capteur de courant conforme à l'addition, dans lequel il est prévu un blindage composite et une vis de réglage de l'induction Les figures 5 et 6 illustrent une variante, dans laquelle la vis de réglage de lBinduction est per pendiculaire à l'axe de la bobine ; Les figures 7 et 8 illustrent un autre mode d'exécu tion, dans lequel l'induction est réglée par enfon cement d'une cale magnétique ; et La figure 9 représente schématiquement l'utilisation d'un noyau plongeur pour le réglage de l'induction. Les mêmes numéros de référence désignent des parties homologues aux diverses figures. Le dispositif comprend un conducteur 10 logé dans un cadre isolant 22-33 et destiné à être raccordé directement aux bornes de l'appareil où circule le courant à mesurer Les fils de la bobine 3 sont connectés à un amplificateur opérationnel, non figuré, monté en intégrateur. Le dispositif fonctionne comme celui du brevet principal, c'est-å-dire, le courant qui circule dans le conducteur 10 induit, dans la bobine, un champ magnétique, dont l'induction, rigoureusement proportionnelle au courant, y donne naissance à une tension proportionnelle à la dérivée du courant. L'intégrateur fournit finalement-un signal proportionnel au courant à mesurer. Dans le mode d'exécution représenté aux figures 1 à 4, le blindage 4 dans lequel est logé le cadre isolant est consti- tué en deux épaisseurs, 42-44, embouties, soudées ou pliées. Ces épaisseurs sont isolées l'une de l'autre (couche 43) La couche extérieure 42 est constituée d'un matériau ferra- magnétique ordinaire, tel que le fer doux, tandis que la couche intérieure 44 est constituée par un matériau très perméable, tel que le Mumétal. Pour les forts calibres (par exemple I = 400 Ampères), la couche de matériau ferro-magnétique ordinaire constituera un blindage satisfaisant. Pour les courants de faible intensité, il est préférable d'utiliser un matériau très perméable, ce qui réduit l'erreur de linéarité. Pour les courants intermédiaires, la couche très perméable risque d'être saturée lors des regimes transitoires (à 10 fois le courant nominal par exemple), tandis que la couche en matériau ferro-magnétique ordinaire risque de laisser passer les perturbations trop importantes provoquées par des conduc o teurs parcourus par un courant élevé et se trouvant à proximité du capteur. La combinaison de deux ou plusieurs couches de perméabilités différentes procure finalement un blindage satisfaisant dans une large plage de mesure et une insensibilité excellente aux perturbations. Une vis amagnétique 5 comprend : une tête 50 pincée entre les deux couches 40 et 42 de façon à assurer son maintien axial et accessible de l'extérieur par un orifice 6 ; une tige filetée 51 dont l'axe XX' coïncide avec celui de la bobine 3 ; et un téton de centrage 52 disposé dans un palier 7 dans la face opposée du'fourreau 4. La bobine 3 comprend une carcasse 30 munie d'une ouverture filetée 31 qui coopère avec la tige 51 et un enroulement 32 muni de fils de sortie 33. La manoeuvre de la vis 5 permet de déplacer la bobine dans la direction de la flèche F, ce qui permet un réglage mécanique du capteur, donc d'étalonner l'appareil. Le cadre isolant est constitué, dans la réalisation décrite, par un réceptacle 22 surmoulé sur le conducteur 10 et par un logement de bobine 23 ayant des parois parallèles 23a - 23b qui guident la carcasse pour l'empêcher de tourner. Ce logement est fermé par un couvercle 24. Dans le mode d'exécution représenté aux figures 5 et 6 et qui conviendra à des calibres de 160 mA par exemple, le fourreau 4 est constitué de deux pièces en U 44a et 42a emboîtées l'une dans l'autre en sens inverses et respectivement constituées en "Mumétal" et en fer doux. Les ailes contigües de ces pièces sont -parallèles à l'axe XX' de la bobine et disposées symétriquement par rapport à cet axe. Les régions de recouvrement de ces ailes, où l'épaisseur du blindage se trouve accrue, donc le phénomène de saturation reculé, sont précisément situées, par rapport au conducteur 10, dans des zones où l'induction est particulièrement élevée. Le réglage de la position de la bobine 3, dont la carcasse 30 est contenue dans un logement isolant 23, s'effectue au moyen d'une vis 8 comportant une tête 80 et une tige filetée 81 d'axe YY' perpendiculaire à XX'. Cette tige traverse un couvercle 24 qui ferme le logement 23 et est munie d'un trou fileté 24a. La tête 80 est maintenue dans un logement 9. Sa rotation provoque le déplacement de la bobine dans la direction de la flèche G. Aux figures 7 et 8, on a représenté une variante d'exécution du dispositif des figures 1 à 3, dans laquelle la vis de réglage est remplacée par une cale magnétique 11 que l'on déplace, au moyen d'un talon de manoeuvre lla, dans une rainure de guidage 121 que comporte un réceptacle -12 dans lequel-est encastrée la carcasse 30 de la bobine, recouverte d'un couvercle 24. Le réceptacle 12 comporte une partie surélevée 120 qui sert à soutenir et à guider la cale 11. Pour l'étalonnage de l'appareil, on enfonce plus ou moins la cale 11 dans la direction de la flèche H : elle isole plus ou moins la bobine de blindage 4. Après étalonnage, la cale 11 pourra être immobilisée par un surmoulage 13 de matière supplémentaire qui la recouvre. A la figure 9, on a représenté schématiquement un petit noyau magnétique 14 qui traverse un orifice ménagé dans une paroi du blindage 4 et pénètre plus ou moins à l'intérieur de la bobine 3. Après réglage de l'entrefer d, on coupe le noyau à l'extérieur du blindage. Cette disposition procure une bonne linéarité du signal de sortie à condition que d soit relativement importantç pour éviter la saturation susceptible d'apparaître lorsque les courants à surveiller sont très élevés. Il va de soi que diverses modifications et variantes des dispositifs décrits peuvent être imaginées par l'homme du métier. Revendications de brevet. 1. Dispositif de mesure du courant comportant une bobine placée au voisinage du conducteur parcouru par le courant à mesurer, un blindage (4) en matière ferromagnétique et des moyens (2) de maintenir dans une positon définie, à l'intérieur dudit blindage, une portion (1) dudit conducteur repliée en U et, entre les branches du U, ladite bobine (3), caractérisé en ce que ledit blindage comporte au moins une couche extérieure (42) en matériau ferromagnétique ordinaire et une couche intérieure (44) en matériau ferro-magnétique très perméable. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxdites couches (42a-44a)- ont la forme de U encastrées l'une dans l'autre en sens opposés, avec recouvrement partiel des ailes parallèles à un axe de symétrie confondu avec l'axe de la bobine (XX'). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un moyen mécanique de réglage de l'induction dans la bobine. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen de réglage est constitué par une vis amagnétique (5) agencée pour provoquer un déplacement de la bobine (3) parallèlement à son axe (XX'). 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen de réglage est constitué par une vis amagnétique (5) agencée pour provoquer un déplacement de la bobine (3) suivant une direction (YY') perpendiculaire à l'axe de la bobine. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen de réglage est constitué par une cale magnétique (11) qui sWengage dans une rainure de guidage (121) et forme écran entre la bobine et le blindage. 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen de réglage est constitué par un noyau magnétique (14) monté pour pénétrer plus ou moins à l'intérieur de la bobine.