Brevet FR2571539A1 — publié le 19860411

La présente invention concerne le domaine des transformateurs, et plus précisément des transformateurs de courant basse tension. La présente invention a notamment pour but de proposer un transformateur de courant basse tension servant à l'alimentation d'appareillages de mesure tels que des compteurs de mesure d'énergie électrique. Cette application n'est cependant aucunement limitative. D'une façon générale, les transformateurs de courant conformes à la présente invention sont susceptibles d'être utilisés pour l'alimentation de tout récepteur dans une installation basse tension. Différents transformateurs de courant basse tension destinés à de tels usages ont déjà été proposés. Un grand nombre de transformateurs de courant disponibles sur le marché comprennent un boîtier qui loge un circuit magnétique recevant des bobinages primaire et secondaire et qui porte des paires de bornes primaires et secondaires externes connectées respectivement aux bobinages primaire et secondaire, ces bornes étant destinées à relier les bobinages à une installation. Les bornes sont généralement équipées de moyens filetés et le raccordement des bornes primaires avec l'installation est le plus souvent assuré à l'aide de cables semi-rigides, voire de barreaux fixés sur les bornes. D'autres transformateurs de courant disponibles actuellement sur le marché comprennent un circuit magnétique apte à recevoir en traversée un organe électriquement conducteur formant circuit primaire, généralement à une seule spire, et un bobinage formant circuit secondaire enroulé sur le circuit magnétique. Ledit organe électriquement conducteur est plus précisément formé soit d'un fil de ligne ou cable, soit d'un barreau électriquement conducteur, destiné à être raccordé par ailleurs à l'installation. La fixation des transformateurs sur le fil de ligne ou le barreau est réalisée à l'aide de systèmes filetés serrant le fil de ligne ou le barreau. L'installation des transformateurs de courant basse tension disponibles actuellement sur le marché s'avère très souvent fort délicate et astreignante dans la mesure où de par leur conception, ces transformateurs exigent un raccordement électrique de l'installation au circuit primaire, un raccordement électrique de l'installation au circuit secondaire et enfin une fixation mécanique du transformateur. De telles difficultés sont rencontrées tout particulièrement lorsqu'il s'agit de réparer ou d'adapter des installations préexistantes. I1 est alors généralement nécessairè d'intégrer les transformateurs à des appareillages de dimensions fort réduites. L'accès aux bornes de raccordement électrique et aux systèmes de fixation mécanique est de ce fait fort difficile. Le problème à résoudre, posé par la Demanderesse, est de réaliser un nouveau transformateur de courant adapté pour faciliter les opérations de raccordement électrique et de fixation mécanique. Le problème ainsi posé est résolu selon l'invention par un transformateur de courant comprenant . un circuit magnétique fermé un couteau embrochable traversant le circuit magnétique fermé et destiné à former b circuit primaire, un bobinage formant circuit secondaire enroulé sur le circuit magnétique fermé, et un boîtier électriquement isolant assurant l'immobilisation relative du circuit magnétique fermé et du couteau embrochable, le couteau faisant saillie à ses extrémités, de part et d'autre du boîtier en vue d'un raccordement, par ses dites extré mités, à un appareillage muni de mâchoires à serrage élastique ou mécanique. Un tel transformateur présente de nombreux avantages par rapport aux dispositifs antérieurs. L'un de ces avantages réside dans la facilité de mise en place sur appareillage. L'insertion du couteau embrochable dans un système de mâchoire à serrage élastique intégré à- l'appareillage assure en effet simultanément le raccordement du circuit électrique primaire et la fixation mécanique du trans for- mateur. Ces deux fonctions sont donc assurées simultanément par le couteau. Par ailleurs, le retrait du transformateur conforme à la présente invention, en vue d'un contrôle ou d'un remplacement est également très rapide et très facile. De plus, le transformateur peut, grâce à l'utilisation du couteau embrochable, être réalisé sous un encombrement réduit ce qui facilite son installation dans les appareillages. Les couteaux embrochables autorisent en outre l'intégration rapide des transformateurs dans la quasi-totalité des appareillages normalisés -actuels. Enfin, on remarquera que le système d'embrochage à couteau permet la mise hors tension immédiate d'un circuit amont, après débrochage. Selon l'invention, le circuit magnétique est formé de préférence d'un cylindre ou d'un tore. Le circuit magnétique est avantageusement réalisé en un métal ferreux. Selon une variante de réalisation conforme à la présente invention, le couteau embrochable est formé d'une lame rectiligne présentant un bord longitudinal d'engagement effilé, en vue d'un raccordement dans des mâchoires à serrage élastique. Selon une seconde variante de réalisation conforme à la présente invention, le couteau embrochable est formé d'une lame rectiligne présentant à chaque extrémité des évidements en vue d'un raccordement dans des mâchoires à serrage mécanique. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le boftier isolant enveloppe le circuit magnétique et le bobinage. Ce boîtier isolant est par ailleurs avantageusement formé de deux coquilles complémentaires. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention/ le boîtier porte des pattes autorisant la préhension du transformateur par une poignée coopérant avec les pattes. En outre, selon l'invention, le bottier porte avantageusement des bornes externes de raccordement reliées aux extrémités du bobinage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, et sur-lesquels : - la figure 1 illustre en perspective une vue des composants essentiels du transformateur conforme à la présente invention, - la figure 2 illustre l'implantation des moyens précités du transformateur dans un boîtier isolant, l'une des coquilles de ce boîtier étant enlevée, - la figure 3 représente une vue extérieure du transformateur de courant conforme à la présente invention, - la figure 4 illustre une variante de réalisation d'un couteau embrochable pour transformateur de courant conforme à la présente invention. D'une façon générale, comme cela apparaît à l'examen des figures annexées, le transformateur de courant basse tension conforme à la présente invention comprend un boîtier 40 électriquement isolant qui loge un circuit magnétique fermé 20 muni d'un bobinage formant circuit secondaire 30 et qui reçoit, en traversée, un couteau embrochable 10 Le circuit magnétique 20 peut être formé d'un cylindre de révolution, comme représenté sur les figures 1 et 2, ou de toute autre forme équivalente, par exemple sous forme d'un tore. Ce circuit magnétique 20 est de préférence réalisé en métauxferreux, tels que fer, nickel, cobalt et leurs alliages. Le circuit secondaire 30 bobiné sur le circuit magnétique 20 est avantageusement formé d'un fil en cuivre isolé. Les extrémités du bobinage secondaire 30 sont reliées à des bornes de raccordement 31, 32 fixées à l'aide de tout moyen approprié sur l'extérieur du boîtier 40. De façon classique en soi, le nombre de tours du bobinage secondaire 30 autour du circuit magnétique 20 détermine le calibrage et la classification de précision du transformateur. Le boîtier électriquement isolant 40 est avantageusement forme de deux coquilles 41,42 d'enveloppe hémicylindrique, complementaires, réalisées par moulage Ces deux demi-coquilles 41, 42 sont assemblées à l'aide de tout moyen classique approprié. Le boîtier 40 ainsi formé définit une chambre interne 43 recevant le circuit magnétique 20 muni du bobinage secondaire 30. Afin d'immobiliser ces derniers éléments, la chambre 43 définie par le boîtier 40 peut être complémentaire de l'enveloppe du circuit magnétique 20 muni du bobinage secondaire 30 précité. En variante, la chambre 43 définie par le boîtier 40 peut être de plus grande dimension et présenter une pluralité d'ergots de fixation du circuit magnétique 20, en saillie sur la surface interne des coquilles 41 et 42. Il est ainsi possible de prévoir une série de jeux d'ergots espacés longitudinalement sur la paroi interne des coquilles 41 et 42. Certains de ces ergots peuvent être éliminés en fonction de l'encombrement du circuit magnétique 20. Cette disposition permet d'utiliser un boîtier 40 standard pour loger des circuits magnétiques 20 de dimensions variables, et donc des transformateurs de caractéristiques différentes. Selon la variante de réalisation illustrée sur les figures 1 à 3, le couteau embrochable 10 est formé d'une lame rectiligne présentant un bord longitudinal d'engagement effilé 11 facilitant l'insertion des extrémités du couteau dans un système de mâchoires à serrage élastique classique. Comme cela apparaît clairement à l'examen des figures 1 à 3, la direction longitudinale moyenne du couteau 10 coïncide avec l'axe A-A du circuit magné tique. Le couteau 10 qui traverse le circuit magnétique 20 et le boîtier 40 est immobilisé sur ce dernier à l'aide de tout moyen approprié. A titre exemple, l'immobilisation du couteau 10 sur le boîtier peut être obtenue grâce à des évidements ménagés dans le couteau,dans lesquels prennent position des protubérances complémentaires ménagées sur l'une au moins des coquilles du-boîtier. Selon une autre variante, l'immobilisation du couteau 10 sur le boîtier 40 peut-bien entendu être obtenue grâce à des saillies prévues sur le cou teau et pénétrant dans des évidements complémentaires ménagés dans l'une au moins des coquilles 41 ou 42. L'immobilisation relative du circuit magnétique 20 et du couteau 10 précités a en particulier pour but d'empêcher un contact électrique entre ces éléments. A cette fin, la- dimension transversale du couteau 10 doit être inférieure à la dimension transversale interne du circuit magnétique 20. On notera par ailleurs que la dimension longitudinale du couteau 10 (considérée parallèlement à l'axe A-A) est supérieure à la longueur du boîtier 40 de telle sorte que le couteau 10 fasse saillie, à ses extrémités, de part et d'autre du boîtier, en vue d'un raccordement, par ses dites extrémités,à un ap pareillage muni de-Schoires à serrage élastique ou mécanique. La géométrie du boltier électriquement isolant 40 est susceptible de nombreuses variantes et ne sera donc pas décrite plus en détail par la suite. Comme cela est illustré sur les figures 2 et 3, le boîtier 40 porte avantageusement des pattes externes 51, 52 en saillie autorisant la préhension du transformateur par une poignée coopérant avec les pattes De telles pattes 51, 52 bien connues de l'homme de l'art seront avantageusement fixées sur le boîtier 40,-au voisinage de ses extrémités, par insertion dans des logements prévus au moulage dans les coquilles 41 et 42. Bien entendu, la présente invention nJest aucunement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit , mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. Comme cela est représenté sur la figure 4, le couteau embrochable peut par exemple être formé d'une lame rectiligne 110 présentant au voisinage de chacune de ses extrémités des évidements 111, 112 en vue d'un raccordement mécanique. Les couteaux embroS2tles 10, 110 seront de préférence en cuivre étamé. Par ailleurs, les bornes externes 31, 32 de raccordement au bobinage secondaire 30 pourront être formées de douilles filetées ou de broches prenant position dans des pinces élastiques classiques lors de 1'embrochage du transformateur. Le fonctionnement du transformateur, classique en lui-même est le suivant. L'embrochage des extrémités du couteau 10 sur des systèmes de raccordement respectid'une installation électrique assure l'insertion en série de ce couteau dans un circuit formant générateur électrique. Lorsque ce dernier produit un courant sinusoïdal traversant le couteau 10, un flux d'induction magnétique sinusoïdal est produit dans le circuit magnétique 20. Chaque enroulement du bobinage secondaire, traversé par ce flux, est le siège d'une force électro-motrice auto-induite qui produit un courant dans le circuit secondaire fermé. Comme cela a été précédemment évoqué, l'utilisation d'un transformateur de courant basse tension conforme à la présente invention est particulièrement aisée et rapide. On soulignera par ailleurs la simplicité de réalisation d'un tel transformateur ainsi que la robustesse, la fiabilité et le faible coût en résultant. REVENDICATIONS 1. Transformateur de courant, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit magnétique fermé (20), un couteau embrochable (10 ; 110) traversant le circuit magnétique fermS et destiné à former le circuit primaire, un bobinage (30) formant circuit secondaire enroulé sur le circuit magnétique fermé (20), et un boîtier (40) électriquement isolant assurant l'immobilisation relative du circuit magnétique fermé (20) et du couteau embrochable (10 ; 110), le couteau faisant saillie à ses extrémités, de part et d'autre du boîtier (40) en vue d'un raccordement, par ses dites ex extrémités, à un appareillage muni de mâchoires à serrage élastique ou mécanique 2.Transformateur de courant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit magnétique (20) est formé d'un cylindre. 3. Transformateur de courant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit magnétique (20) est formé d'un tore. 4. Transformateur de courant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le circuit magnétique (20) est réalisé en un métal ferreux. 5. Transformateur de courant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le couteau embrochable (10) est formé d'une lame rectiligne présentant un bord longitudinal d'engagement effilé (11), en vue d'un raccordement par serrage élastique. 6. Transformateur de courant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le couteau embrochable (110) est formé d'une lame rectiligne présentant à chaque extrémité des évidements (111, 112) en vue d'un raccordement mécanique. 7. Transformateur de courant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le boitier isolant (40) enveloppe le circuit magnétique (20) et le bobinage (30). 8. Transformateur de courant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le boîtier isolant (40) est formé de deux coquilles complémentaires (41, 42). 9. Transformateur de courant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le boîtier (40) porte des pattes (51, 52) autorisant la préhension du transformateur par une poignée coopérant avec les pattes. 10. Transformateur de courant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le boîtier (40) porte des bornes externes de raccordement (31, 32) reliées aux extrémités du bobinage (30).