Brevet FR2573924A1 — publié le 19860530

"Procédé de sécurité pour le contact électrique assuré par une borne électrique, et borne électrique de sécurité correspondante" La présente invention concerne d'une manière générale les bornes électriques. Elle vise aussi bien celles de ces bornes électriques qui, prises individuellement, sont simplement destinées à assurer le raccordement entre eux de deux conducteurs électriques, qu'il s'agisse par exemple de simples barrettes de connexion ou qu'il s'agisse de borniers ou blocs de jonction à simple fonction de connexion ou à fonctions multiples, que les bornes électriques intégrées à de quelconques appareils ou appareillages électriques pour la desserte de ceux-ci. D'une manière générale, une borne électrique comporte un corps, qui est en matériau conducteur, par exemple en laiton ou en cuivre, et qui est au moins partiellement évidée d'un logement propre à la réception de l'extrémité dénudée d'au moins un quelconque conducteur électrique, et un organe de pression, qui, interférant avec ledit logement, est propre à l'application d'une pression à ladite extrémité dénudée dudit conducteur électrique pour l'établissement du contact électrique recherché avec celle-ci. Le plus souvent, l'organe de pression mis en oeuvre est une simple vis de serrage. Mais, dans les bornes électriques dites à raccordement automatique ou connexion rapide, il peut s'agir aussi bien d'une lame ou languette, qui, réalisée elle aussi en matériau conducteur, est élastiquement déformable et est ainsi propre à développer la pression de contact nécessaire. Quoi qu'il en soit, toute borne électrique est à ce jour susceptible d'être à l'origine d'incidents. En effet, l'utilisation de l'énergie électrique présente, en plus des risques bien connus d'électrocution, des risques d'incendie. Contrairement à une opinion généralement admise, ces risques d'incendie sont rarement dus à des courts-circuits. En pratique, un court-circuit met en jeu une énergie très importante, de tordre de plusieurs centaines de kw, dégagée en un temps très court, de l'ordre de quelques millisecondes. Sa brièveté résulte en effet soit, dans une installation correctement réalisée, du fonctionnement des dispositifs de protection situés en amont, soit de la destruction quasi immédiate du contact accidentel l'ayant provoquée. Un court-circuit, lorsqu'il est franc, se traduit donc par une réaction brutale, qui, pratiquement instantanée et assimilable à une explosion très localisée, est plus ou moins violente suivant son importance. Mais, sauf lorsqu'il se produit en présence de gaz très inflammable, il ne provoque pratiquement jamais un quelconque début d'incendie. Les incendies d'origine électrique proviennent le plus souvent d'une cause moins spectaculaire, mais plus insidieuse, qu'un court-circuit. Ils proviennent en effet le plus souvent d'un mauvais contact entre un conducteur électrique et la borne avec laquelle celui-ci est en prise. Ce mauvais contact, qui résulte très souvent du desserrage de la vis-correspondante d'une telle borne, se traduit tout d'abord par un petit arc électrique, intermittent et de durée relativement courte, entre le conducteur électrique et la borne. Cet arc électrique provoque inévitablement un échauffement tant du conducteur électrique que de la borne. Un tel échauffement ne manque pas de s'accompagner de l'oxydation des surfaces en contact entre le conducteur électrique et la borne. Cette oxydation entraîne à son tour une augmentation de la durée de l'arc électrique, et, le phénomène s'amplifiant, cet arc électrique peut, au bout d'un certain temps, se stabiliser et devenir permanent. Dans ces conditions, la température de la borne s'élève de manière sensible, et peut par exemple dépasser 6000C. A de telles températures, les matériaux isolants, généralement à base de matière synthétique dite plastique, qui sont au contact avec le corps même de la borne, en formant par exemple une enveloppe pour celui-ci, se dégradent très rapidement, et ce sont généralement les gaz, inflammables, qui s'en dégagent, qui sont à l'origine d'un incendie. Contrairement à un court-circuit, l'énergie dissipée dans un mauvais contact reste très faible, de l'ordre de quelques dizaines de watts. Elle n'est donc pas susceptible de provoquer, comme lui, le fonctionnement des dispositifs de protection situés en amont, et, de ce point de vue, ceux-ci sont inévitablement inopérants. Pour tenter de réduire la probabilité d'un mauvais contact dans une borne électrique, on peut-songer à utiliser deux vis de serrage au lieu d'une, ou, comme indiqué ci-dessus, à remplacer une telle vis de serrage par une lame ou languette élastiquement déformable. Mais, à ce jour, de telles dispositions ne se sont pas révélées suffisamment sûres. Pour améliorer donc la sécurité nécessaire, on est conduit à ce jour à ne mettre en oeuvre, pour matériaux isolants, que des matériaux susceptibles de subir, sans dégradation notable, et, notamment, sans production de gaz inflammable, des températures relativement très élevées. Dans de nombreux cas pratiques, les normes ou règlements techniques en vigueur exigent que ces matériaux isolants résistent à un test d'inflammation réalisé par l'application à eux d'un fil incandescent porté à une température de 9600C. Une telle exigence réduit de façon importante le choix des matériaux isolants utilisables au voisinage des bornes électriques, et elle s'inscrit donc inévitablement au préjudice du prix de revient des appareils ou appareillages éventuellement concernés par celles-ci. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition de sécurité propre à permettre au moindre coût une protection efficace contre les risques d'incendie dus à un éventuel mauvais contact au sein d'une borne électrique. De manière plus précise elle a tout d'abord pour objet un procédé de sécurité pour le contact électrique assuré par une borne électrique, caractérisé d'une manière générale en ce qu'il consiste à disposer, au voisinage de la zone dudit contact, et en communication avec celle-ci, une réserve de matériau métallique à bas point de fusion ; elle a encore pour objet une borne électrique à laquelle il est ainsi associé une réserve de matériau métallique à bas point de fusion. De préférence, il s'agit en pratique d'une réserve en soudure à âme décapante. Quoi qu'il en soit, si la borne électrique ainsi traitée vient à être accidentellement le siège d'un mauvais contact, son échauffement provoque la fusion de la réserve de matériau métallique à bas point de fusion qui lui est associée. Par capillarité, le matériau liquide correspondant envahit la zone de contact concernée, provoquant ainsi l'extinction quasi immédiate de l'arc électrique initial, et, la borne se refroidissant, il entraîne par sa prise la soudure du conducteur électrique en cause sur le corps de cette borne. Le mauvais contact qui est à l'origine de l'incident est alors par lui-même supprimé, et, avant d'avoir atteint une température susceptible de provoquer une dégradation des matériaux isolants situés à son voisinage, la borne reprend très rapidement sa température normale, en continuant à remplir son rôle de raccordement électrique, sans risque de nouvel incident. C'est seulement au cours d'une éventuelle intervention ultérieure que l'incident précédent peut se révéler, et, s'il est nécessaire de libérer le conducteur électrique concerné, et dans ce cas seulement, il suffit alors d'utiliser un fer à souder. Ainsi donc, par une intervention à l'endroit même où il peut s'établir, la disposition suivant l'invention permet d'assurer de manière très simple une protection efficace contre tout risque d'incendie dû à un mauvais contact dans une borne électrique, en utilisant pour ce faire de manière particulièrement avantageusement l'énergie calorifique se dissipant inévitablement au premier stade du processus susceptible de conduire à un tel risque d'incendie. Le choix des matériaux isolants à mettre en oeuvre au voisinage d'une telle borne électrique s'en trouve avantageusement élargi. En effet, la disposition suivant l'invention permet d'éviter que ces matériaux isolants ne soient l'objet des contraintes thermiques excessives résultant usuellement des températures anormales atteintes à ce jour par les bornes électriques en cas de mauvais contact en leur sein. Ainsi donc, la disposition suivant l'invention permet à la fois à une borne électrique, ou à un éventuel appareil ou appareillage électrique équipé d'une telle borne électrique, de bénéficier d'une augmentation de sécurité, et d'être relevable d'une diminution des coûts par utilisation de matériaux isolants moins coûteux. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une borne électrique mettant en oeuvre la disposition suivant l'invention la figure 2 est une vue en coupe transversale de cette borne électrique, suivant la ligne II-II de la figure 1, avant intervention de la disposition suivant l'invention la figure 3 est une vue en coupe transversale analogue à celle de la figure 2, après cette intervention la figure 4 est elle aussi une vue en coupe transversale analogue à celle de la figure 2, pour une variante de mise en oeuvre de la disposition suivant l'invention. D'une manière générale, et tel qu'illustré schématiquement par ces figures, une borne électrique comporte un corps 10, qui est en matériau conducteur, et par exemple en laiton, et qui est au moins partiellement évidé d'un logement 11 propre à la réception de l'extrémité dénudée 12 d'au moins un quelconque conducteur électrique 13, et un organe de pression, détaillé ci-après, qui, interférant avec ledit logement 11, est propre à l'application d'une pression à ladite extrémité dénudée 12 dudit conducteur électrique 13 pour établissement du contact électrique recherché avec celle-ci. Dans la forme de réalisation représentée, le corps 10 se présente sous la forme d'un tronçon de barreau cylindrique, de section transversale partie circulaire et partie trapézoidale, et le logement il qu'il comporte est formé par un alésage longitudinal, qui, de section transversale circulaire, affecte la partie de sa propre section transversale, qui est elle-même circulaire. Conjointement, dans cette forme de réalisation, 1' organe de pression mis en oeuvre est une vis de serrage 14, dont le fût fileté 15 est engagé à vissage dans un perçage taraudé 16, qui, ménagé dans la partie de section trapézoidale du corps 10, débouche transversalement dans le logement 11 que comporte celui-ci. Ces dispositions sont bien connues par elles-mêmes, et ne faisant pas en propre l'objet de la présente invention, elles ne seront pas décrites plus en détail ici. La borne électrique ainsi constituée peut par exemple appartenir à une simple barrette de connexion. Mais elle peut aussi bien appartenir à un quelconque autre appareil ou appareillage électrique. Le cas échéant, son corps 10 est équipé, d'un seul tenant ou sous forme de pièces rapportées, de dispositions propres à en permettre le maintien au sein d'un tel appareil ou appareillage. C'est la raison pour laquelle, sur la figure 1, ce corps 10 n'a été que représenté partiellement, pour faire abstraction de telles dispositions éventuelles. Suivant l'invention, il est associé, à une telle borne électrique, une réserve de matériau métallique à bas point due fusion 17, qui, disposée au voisinage du logement 11 que comporte son corps 10, est en communication avec ledit logement 11. Dans la forme de réalisation plus particulièrement représentée sur les figures 1 à 3, cette réserve 17 est incorporée au corps 10, en étant disposée dans un trou 18 recoupant transversalement le logement 11 que comporte celui-ci. Il s'agit, en pratique, d'un trou globalement cylindrique, qui, établi latéralement, en traversant de part en part la paroi correspondante du corps 10, s'étend globalement en oblique par rapport à l'axe du perçage taraudé 16 que comporte celui-ci, de manière à déboucher à l'écart de ce dernier dans le logement 11. En pratique, également, la réserve en matériau métallique à bas point de fusion 17 est constituée par un morceau de soudure à âme décapante de diamètre approprié engagé en force dans un trou 18. Dans la forme de réalisation représentée, elle est arasée à niveau avec les débouchés de ce trou 18, mais, évidemment, il n'en est pas toujours nécessairement ainsi. La mise en oeuvre de la borne électrique ainsi traitée se fait de manière usuelle : après engagement de l'extrémité dénudée 12 d'un quelconque conducteur électrique 13 dans le logement 11 que comporte à cet effet son corps 10, il suffit, pour l'établissement du contact électrique recherché, de serrer sur cette extrémité 12 la vis de serrage 14, figure3, suivant un processus usuel en la matière. Tant que cette borne électrique n'est pas le siège d'un mauvais contact, ce qui estes pratique heureusement le cas le plus fréquent, elle se comporte comme une borne ordinaire. En particulier, l'extrémité dénudée 12 du conducteur électrique 13 peut, comme il est usuel, être volontairement desserrée ou resserrée, suivant les nécessités. Si, par contre, cette borne électriquevient à être l'objet d'un mauvais contact, l'-échauffement qui en résulte finit par provoquer la fusion de la réserve en matériau métallique à bas point de fusion 17. En s'écoulant par simple gravité, celle-ci abandonne de manière définitive le trou 18 du corps 10 dans lequel elle a été précédemment établie en attente, et, par capillarité, elle vient alors s'insérer entre ltextrémité dénudée 12 du conducteur électrique 13 concerné et la paroi correspondante dudit corps 10, tel que schématisé par la masse 17' à la figure 3. Il en résulte un soudage entre cette extrémité dénudée 12 du conducteur électrique 13 et le corps 10, et donc le rétablissement, entre ces organes, d'un bon contact électrique. Dans la variante de réalisation illustrée par la figure 4, la réserve en matériau métallique à bas point dé fusion 17 est associée à l'organe de pression que constitue la vis de serrage 14. En pratique, dans cette forme de réalisation, elle est disposée dans un trou 19, qui, évidant axialement cette vis de serrage 14, débouche à la base de celle-ci. Il en résulte que, lors du serrage de l'extrémité dénudée 12 d'un conducteur électrique 13, lavis de serrage 14 vient appliquer cette réserve en matériau métallique à bas point de fusion 17 sur ladite extrémité dénudée 12 elle-même, et donc au plus près de l'endroit où est susceptible de se dégager l'échauffement dû à un éventuel mauvais contact si un tel mauvais contact vient à s'établir. Dans tous les cas, la borne électrique de sécurité suivant l'invention se prête facilement à une fabrication en grande série, comme les bornes électriques ordinaires, avec, par rapport à celles-ci, un éventuel surcoût relativement modéré pour la doter d'une réserve en matériau métallique à bas point de fusion. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution et/ou de combinaison de leurs divers éléments. Il suffit, suivant l'invention, que, au voisinage de la zone du contact électrique à contrôler, définie précédemment comme appartenant au logement que comporte le corps de la borne électrique considérée, et en communication avec cette zone, soit disposée une réserve de matériau métallique à bas point de fusion. Ainsi donc, il n'est pas nécessaire, bien que cela soit en pratique le plus aisé, qu'une telle réserve soit incorporée à l'un quelconque des organes constitutifs de la borne électrique en question. Elle pourrait aussi bien être indépendante de cette borne électrique, tout en étant disposée au voisinage de celle-ci. En outre, le domaine d'application de l'invention n'est pas limité à celui des bornes électriques dont l'organe de pression est une vis de serrage ; il s'étend au contraire tout aussi bien à celui de n'importe quel autre type de borne électrique, et notamment à celui des bornes électriques à raccordement automatique, c'est-à-dire à celui des bornes électriques dans lesquelles cet organe de pression est une lame ou languette élastiquement déformable. Enfin, dans tous les cas, il peut s'agir aussi bien d'une borne électrique prise isolément, que d'une borne électrique intégrée à un quelconque appareil ou appareillage. REVENDICATIONS 1. Procédé de sécurité pour le contact électrique assuré par une borne électrique, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer, au voisinage de la zone dudit contact, et en communication avec celle-ci, une réserve de matériau métallique à bas point de fusion (17). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à incorporer ladite réserve (17) à la borne électrique. 3. Borne électrique, du genre comportant un corps (10), qui est au moins partiellement évidé d'un logement (11) propre à la réception de l'extrémité dénudée (12) d'un quelconque conducteur électrique (13), et un organe de pression (14), qui, interférant avec ledit logement (11), est propre à l'application d'une pression à ladite extrémité dénudée (12) dudit conducteur électrique (13) pour établissement d'un contact électrique avec celle-ci, caractérisée en ce qu'il lui est associé une réserve de matériau métallique à bas point de fusion (17), qui, disposée au voisinage du logement (11) de son corps (10), est en communication avec ledit logement (11). 4. Borne électrique suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ladite réserve (17) est incorporée à son corps (10). 5. Borne électrique suivant la revendication 4, caractérisée en ce que ladite réserve (17) est disposée dans un trou (18) recoupant transversalement le logement (11) que comporte son corps (10). 6. Borne électrique suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ladite réserve (17) est incorporée à son organe de pression (14). 7. Borne électrique suivant la revendication 6, caractérisée en ce que son organe de pression (14) étant une vis de serrage, ladite réserve (17) est disposée dans un trou (19) évidant axialement ladite vis de serrage. 8. Procédé ou borne électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau métallique à bas point de fusion mis en oeuvre est une soudure à âme décapante.