Brevet FR2578695A1 — publié le 19860912

flispositif de Protection des Travailleurs contre les tensions électriques supérieures à 50 volts efficaces. Le domaine d'application de l'invention est la Protection des Travailleurs opérant sur les réseaux électriques moyennes et basses tensions. La législation et les normes de Sécurité Françaises exigent que toute intervention sur les lignes, cabales, appareillages électriques, soit précédée d'une mise hors tension et d'une mise à la terre de ceux-çi, mais il arrive qu'il soit nécessaire de supprimer la mise å la terre pour procéder à certaines mesures telles que l'identification de cibles pour un raccordement, le repérage d'un câble dans une fosse parmi d'autres, etc... C'est alors que la suppression de la mise å la terre doit etre précédée de la mise en place d'un dispositif appelé communément "pave de terre". La technologie des dispositifs actuellement sur le marche est basée sur l'emploi de plaques semi-conductrices formant des diodes montées en inverse. S'il est techniquement possible d'obtenir la tension de claquage désirée de 50 volts il faut pour l'obtenir une puissance non négligeable et le courant de quelques milliampères nécessaire rend ce type de dispositif impuissant devant certaines sources de tensions présentes sur les réseaux telles que les tensions induitest les tensions dues aux charges capacitives dont les valeurs en tension peuvent etre élevées, et le courant inférieur à celui nécessaire au claquage des diodes.Par ailleur, cette technologie est très coûteuse et le prix de vente de tels dispositifs rend leur emploi réservés & certaines applications et ne permet pas la Protection de toutes les Personnes travaillant sur les réseaux M.T et B.T . Le dispositif selon l'invention permet de remédier å ces inconvXnients. Sa technologie est en effet basée sur la différenciation des types d'énergies rencontrées sur les réseaux, tout d'abord les faibles énergies, telles que tensions induites, charges capacitives des cibles. seront transitées a la terre par des varistances a oxydes métalliques, alors que les énergies de fortes puissances qui atteignent 100 UA en Basse Tension et 15 kA en Moyenne Tension et qui apparaissent lors d'un retour accidentel de la tension, seront transitées par un éclateur, de dimensions appropriées au courant à écouler, et dont la tension d'amorcage est au moment du claquage coordonnée à la tension de la varistance.La tension d'arc est limitée à quelques volts pendant le passage du courant de court circuit mais pratiquement voisine de 0 volt, puisque la soudure des électrodes est instantanée, la résistance résiduelle étant alors celles des plaques plus celles des connexions, ce qui n'est pas le cas des systèmes à semi conducteurs dont la résistance de passage est loin d'être négligeable. La figure 1 représente une vue de face du dispositif selon l'invention La figure 2 représente une coupe montrant le principe de l'éclateur. La figure 3 représente une vue du dispositif surmoulé. La figure 4 représente une vue d'une variante de la fixation des électrodes. La figure 5 représente le schéma de branchement des varistances et résistances. La figure 6 représente une variante du dispositif. La figure 7 représente le dispositif complet surmoulé. Le dispositif, figure I , selon l'invention se compose d'une plaque généralement en cuivre, mais qui peut, pour des problemes de poids et pour les faibles courants de court circuits, etre en Aluminium pur, ou en alliages à faible résistivité, formant électrode de terre (i), les dimensions de cette plaque sont fonction du courant de court circuit nominal à écouler; sur cette plaque sont percées "n" séries de trous, destinées à la fixation des plaques de connexion (2) dont le nombre est fonction du type de réseau à protéger, triphasé, diphasé, etc... sachant que cette électrode (1) sert à la fois à la connexion directe å la terre d'une phase et å la liaison de terre.Ces plaques, qui sont de matières identiques, sont usinées soit totalement, soit simplement dans la zone de contact, de manière à obtenir une rugosité déterminée et une planéite rigoureuse, conditions nécessaires pour conserver une tension d'amorçage déterminée. L'épaisseur des plaques est dimensionnée de manière à ce qu'elles soient quasiment indéformable sous l'effort de serrage. Entre ces électrodes (i) et (2) figure 2 est placé un film plastique (3) d'épaisseur fonction de la tension d'amorçage requise, possédant à la fois des bonnes qualités diélectriques et une bonne résistance au fluage. Ce film (3) peut être issu de matériaux en feuilles ou en bandes ou etre applique par procédé sérigraphique.Il est percé, dans son centre, d'un trou dont le diamètre est fonction du courant à transiter, sur sa périphérie d'une série de trous destinée au passage des boulons de serrage. Le serrage des plaques (1) et (2) sur le film (3) est effectué par des boulons (4) dont le nombre, les dimensions, sont fonction du couple de serrage global requis par le courant de court circuit å transiter. Ils sont isolés par des canons en matière plastique rigide (5) et (6) munis d'une face d'appui pour la rondelle plate (7) et et & la tete du bwlon (4). Une rondelle élastique, type Belleville (8), compense les écarts dimensionnels dus aux dilatations et au fluage éventuel des différents plastiques conservant ainsi l'intégrité de l'effort global de serrage.La figure 4 montre une variante du montage des électrodes, dans laquelle twtes celles-çi sont empilées les unes sur les autres les plages de connexions sont alors décalées angulairement. Cette variante permet d'obtenir un ensemble plus compact et de faire une certaine économie sur les fixations. Sur chacun des ensembles ainsi constitués, figure 5 , est connectée, entre les électrodes (1) et (2), une Varistance (9), dont les caractéristiques sont fonction de la tension d'écretage requise. Elle peut etre soit fixée à demeure soit, dans une variante de l'invention, faire partie d'un ensemble (17) permettant son remplacement.Sur chacun de ces ensembles est fixée une résistance (10) de valeur compatible avec l'appareillage d'identification de dbles, reliant l'électrode (1) et l'électrode (2), en série avec un interrupteur (11) , permettant sa mise n enta et ahorsU circuit. flans une variante de l'invention, cette résistance et son interrupteur peuvent faire partie d'un ensemble permettant son remplacement par un élément neuf ou par un élément de valeu différente. Le montage est surmoulé, figure 3 dans une résine souple (12) Polyuréthane silicones etc...de dureté SHORE A comprise entre 70 et 90, le garantissant contre les chocs eventuels sur sa partie active et contre l'oxydation qui pourrait court circuiter les électrodes; ce moulage donne la possibilité d'y prévoir des trous (13), de forme circulaire ou rectangulaire ou quelconque, destinés au passage d'une sangle ou autre moyen d'arrimage, permettant la fixation du dispositif sur un poteau, pylone, etc... .Autour de chaque plage de raccordement (14) sont placées des bagues (15) aux couleurs normalisées, vert jaune brun, ou tout autre système d'identification, en matière plastique thermo-rétraetable ou autre, permettant le repèrage. Chaque plage de raccordement est munie d'un trou (10 de diamètre approprié permettant la fixation des tresses de liaison, selon l'intensité t transiter les plages peuvent comporter plusieurs trous ou être adaptées & tout autre mode de fixation. Le dispositif selon l'invention est partculièrement destiné à l'équipement individuel de Protection des Personnes travaillant sur les réseaux électriques Moyenne et Basse Tension, alternatives et continues. Son principe le rend adaptable a tous les courants de court circuit, sans limitation, et à toutes les tensions de protection, a partir de 15 volts éfficaces. Son temps de réponse, inférieur à vingt nanosecondes, donne une protection ultra-rapide contre l'apparition de tensions dangereuses. RE VE INDICATIONS 1/ Dispositif de Protection des Personnes travaillant sur des réseaux électriques Moyenne et Basse Tension contre les tensions supérieures à 50 volts, caractérisé en ce qu'il comporte une électrode (1) reliant directement une phase à la terre, deux ou trois électrodes 82J selon le type de réseau isolées par un film plastique (3) serrées sur l'électrode (1) par des boulons (4) isolés par des canons isolants (5) reliées à l'électrode (i) par des varistances a oxydes métalliques, reliées a l'électrode (f) par des résistances (10) pouvant etre mises hors circuit par un interrupteur (I i) en ce que cet ensemble est enrobé dans une résine souple 112). 2). 2/ Dispositif selon la revendication f caractérisé en ce que les électrodes être en cuivre ou en aluminium à conductibîlité élevée. 3/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un film isolant (3) qui peut etre pris dans de la feuille ou dans de la bande ou appliqué par serigraphie. 4/ Dispositif selon les revendications f et 3 caractérisé en ce que le film isolant (3) comporte un espace en son centre de forme circulaire, de surface en rapport avec le courant å transiter. 5/ Dispositif selon les revendications 1 - 3- 4 caractérisé en ce que le film isolant (3) épouse le contour extérieur des électrodes (2) de manière à éviter la pénétration de la résine d'enrobage. 6' Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le film (3)est serré entre les électrodes (1) et {2) par des boulons isoles ou par rivetage ou sertissage permettant l'application d'une force sur les électrodes (iZ et (2) comprimant le film 13). 7/ Dispositif selon la revendication f caractérisé en ce que les électrodes (i) et (2) sont reliées ensemble par des varistances à oxydes métalliques. 8/ Dispositif selon la revendication i caractérisé en ce que les électrodes (1) et (2) sont reliées ensemble par des résistances pouvant être isolées par un interrupteur. 9/ Dispositif selon la revendication 1 et les revendications 7 et 8 caractérisé en ce que les varistances à oxydes métalliques et les résistances avec leur interrupteur peuvent être démontables pour permettre leur remplacement. 10/ Dispositif selon la revendication f caractérisé en ce qu'il est enrobe par une résine souple permettant la protection mecanique physique et chimique des parties actives. fIl Dispositif selon les revendications 1 et 10 caractérise en ce que l'ensemble enrobé comporte un ou des systèmes de fixation venus de moulage ou rapportés sur celui-ci. 12/ Dispositif selon les revendications f et 6 caractérisé en ce que le système de serrage comporte un dispositif élastique (O genre rondelle Belleville permettant de compenser les dilatations différentielles des différents matériaux.