Brevet FR2596213A1 — publié le 19870925

L'invention est relative à un tableau électrique de comptage triphasé basse tension qui trouvera notamment son application dans l'industrie de la construction électrique. Dans le domaine de la distribution électrique basse tension et de puissance moyenne, c' est-è-dire des courants compris entre 50 et 500 ampères, il est d'usage de disposer un tableau de comptage en guise d'interface entre d;une part le réseau public de distribution électrique et d'autre part l'installation électrique de l'abonné. Ce tableau de comptage a une double mission, il doit permettre d'isoler l'abonné du réseau de distribution général à l'aide d'un dispositif de coupure condamnable et d'autre part étant donné l'importance des courants mis en jeu, il doit également fournir des valeurs analogiques d' intensité compatibles avec les courants admissibles par les compteurs d'énergie. Cette dernière caractéristique est obtenue grâce à utilisation de transformateurs de courant disposés entre le réseau de puissance et les compteurs d'énergie. En ce qui concerne le dispositif de coupure, celui-ci se présente généralement sous la forme d'un sectionneur, éventuellement muni de moyens de protection tels que par exemple des fusibles. Actuellement, les différents organes électriques sont regroupés à 1' intérieurd'une petite armoire, dont la porte supporte les compteurs, les bornes de raccordement des câbles venant du réseau de distribution, les transformateurs de courant, un sectionnement entre ceux-ci et les bornes de raccordement des câbles alimentant l'installation de l'abonné et enfin, dans certains cas, un second sectionnement est disposé entre les bornes des câbles venant du réseau et les transformateurs de courant. La réalisation des tableaux de comptage fait appel à des composants standards tels que des coffrets de sectionnement normalisés, des transformateurs de courant monoblocs ou de type torique indépendant, l'ensemble étant réuni par des câbles ou des barres de liaison supportés par des isolateurs et comportant des borniers intermédiaires. Ce type de construction est relativement coûteux car de nombreuses liaisons sont à établir entre les différents organes électriques. Cette fabrication se prête mal à une mise en place industrielle et par ailleurs, le produit obtenu est lourd et encombrant. Par ailleurs, les interventions à effectuer sur les éléments du tableau de comptage se font dans des conditions difficiles sur sites. La multiplicaton des contacts intermédiaires sur les conducteurs de puissance ainsi que le gainage dont - sont couverts ces derniers, s'accompagnent d'échauffements importants qui peuvent élever la température des composants au-delà des limites supportables. Il faut également souligner les dangers que présente ce type de tableaux de comptage, dans lesquels de nombreux conducteurs électriques sous tension sont placés à nu. Ce danger est d'autant plus grand qu'actuellement, l'activité de certains abonnés, qui utilisent de plus en plus fréquemment des ordinateurs, ne peut supporter de coupure de courant sans préjudice et il devient impératif par conséquent de pouvoir intervenir sur le réseau de distribution et notamment dans le tableau de comptage sans opérer de coupure préalable. Ces interventions sous tension sont dangereuses pour les raisons évoquées précédemment mais néanmoins nécessaires car il est parfois impératif de pouvoir procéder au remplacemenX d'un organe défectueux ou à l'échange d'un transformateur de courant lorsque la puissance demandée par l'abonné vient à dépasser les limites prévues initialement. Cette intervention est opérée en effectuant un pontage de la portion du réseau comprise ente les bornes d'arrivée et les bornes de sortie du tableau de comptage, puis on ouvre les jeux de sectionneurs présents afin d'isoler le circuit de comptage intermédiaire. Les organes impliqués doivent alors pouvoir être démontés sans provoquer de court-circuit ou d'accident corporel par d'éventuels contacts avec les conducteurs sous tension. D'une manière semblable, il faut également pouvoir déconnecter les compteurs d'énergie des circuits secondaires, c' est-à-dire les fils de prélèvement de la tension des différents pôles et des secondaires des transformateurs de courant, dont on court-circuite les enroulements inutilisés. Les travaux sous tension sont dangereux car durant une bonne partie des opérations, de nombreux organes électriques du tableau de comptage restent sous tension. Les risques de contact électrique, qu'il s'agit d'outils ou de parties du corps sont importants car la multiplicité des appareillages fait qu'ils couvrent un volume important dans l'armoire électrique. Le but principal de la présente invention est de présenter un tableau de comptage qui soit modulaire. Les avantages de la modularité sont importants, en particulier le volume occupé par les différents organes électriques est moindre et sa mise en place plus aisée. Les dépannages peuvent facilement être effectués en remplaçant le module défectueux et par ailleurs, sur le plan de la sécurité, les risques de contact accidentel sont fortement atténués étant donné qu'une bonne partie de l'installation est protégée. Sur le plan de la fabrication, le tableau de comptage de la présente invention se prête parfaitement à une construction industrielle ce qui permet d'en diminuer le prix de revient. De nombreux contacts électriques intermédiaires peuvent être éliminés d'où un échauffement moindre et une plus grande fiabilité dans le fonctionnement. De nombreux borniers sont éliminés et le raccordement au réseau et de l'abonné peut être réalisé très rapidement. Le tableau de comptage de la présente invention est compatible avec les compteurs d'énergie actuellement mis en place et il peut facilement se substituer aux tableaux de comptages existants. Les risques d'électrocution et de court-circuit sont réduits car les organes sous tension sont mis à l'abri. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaltront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Le tableau électrique de comptage triphasé basse tension qui trouvera notamment son application pour assurer la distribution d'électricité à partir du réseau public vers une installation d'abonnés est caractérisé par le fait qu'il est formé d'une association de modules de raccordement et de modules de comptage, la g-éométrie des modules étant telle qu'il y a alignement des points d'entrée et de sortie du module de comptage avec respectivement les points de sortie du module de raccordement d'entrée reliés au réseau public et les points d'entrée du module de raccordement de sortie reliés à l'installation de l'abonné. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels - la figure 1 illustre un premier mode d'organisation fonctionnelle du tableau électrique de comptage de la présente invention, - la figure 2 schématise une seconde disposition fonctionnelle des modules du tableau électrique de comptage de la présente invention, - la figure 3 représente une réalisation simplifiée du tableau électrique de comptage de la présente invention, - la figure 4 schématise la mise en place des différents organes composant un module de comptage du tableau de la présente invention, - la figure 5 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un module de comptage, - la figure 6 représente la fixation d'une mâchoire du module de comptage de la figure 5, - la figure 7 représente un mode préférentiel de réalisation du module de raccordement, - la figure 8 illustre la mise en place des différentes pièces électriques d'un module de raccordement, - la figure 9 illustre la liaison électrique de puissance établie dans un module de comptage, - la figure 10 représente la mise en place d'un bras de pivotement entre les modules de raccordement et de comptage, - la figure 11 illustre un tableau électrique de comptage triphasé comprenant deux modules de raccordement et un module de comptage. La présente invention vise un tableau électrique de comptage triphasé basse tension. Elle trouvera notamment son application chez les fabricants et installateurs de matériels électriques. La distribution électrique basse tension de puissance moyenne c'est-à-dire pour des courants compris entre 50 et 500 ampères nécessite l'utilisation d'un tableau de comptage qui forme l'interface entre le réseau public et l'installation de l'abonné. Le tableau électrique doit tout d'abord comporter un organe de coupure qui lui permet d'isoler l'installation de l'abonné vis-à-vis du réseau général de distribution. Cet organe de coupure peut éventuellement être jumelé à un dispositif de protection contre les court-circuits, tels que des fusibles. Les caractéristiques des compteurs d'énergie ne leur permettent pas d'être branchés directement en série avec le circuit de puissance. L'usage de transformateurs de courant est nécessaire et précisément, ces transformateurs sont inclus dans le tableau de comptage et servent à alimenter les compteurs d'énergie. Actuellement, la construction des tableaux électriques fait appel à différents éléments spécialisés, qu'il s agisse d'éléments de raccordement, de sectionnement, de liaison. Chacun de ces éléments est spéci.fique et détermine une fonction du tableau. Leur nombre élevé rend difficile la construction des tableaux électriques de comptage, de plus ils représentent un danger lors des interventions humaines sous tension. Selon la caractéristique principale de la-présente invention, le tableau électrique de comptage est formé d'une association de modules de raccordement et de modules de comptage. La conception modulaire offre de nombreux avantages notamment sur le plan de la fabrication qui peut être réalisée industriellement, par ailleurs l'entretien et le dépannage peuvent facilement être réalisés par simple échange du module défectueux. La figure 1 schématise une première réalisation du tableau électrique (1) de comptage triphasé basse tension selon la présente invention. Selon cet exemple, le tableau électrique (1) comprend un module de comptage (2) et deux modules respectivement (3) et (4) de raccordement. Un module de raccordement est doté de moyens qui lui permettent d'une part d'être relié aux câbles électriques de puisance et d'autre part d'être relié au module de comptage. Selon l'invention, il y a alignement des points d'entrée (5) du module de comptage (2) avec les points de sortie (6) du module de raccordement (3) relié au réseau. I1 y a également un alignement des points de sortie (7) du module (2) de comptage avec les points d'entrée (8) du module de raccordement (4) relié à l'installation de l'abonné. Cette disposition modulaire permet d'offrir un regroupement des fonctions selon leur spécialité. De préférence, les modules de raccordement sont identique, qu'ils soient utilisés pour réaliser la liaison au réseau ou à l'installation de l'abonné. Dans le cas de la figure 1, les modules de raccordement (3) et (4) sont disposés côte à côte, toutefois une disposition superposée telle qu'illustrée à la figure 2 est également envisageable. Dans ce cas, le module de comptage présente des points de raccordement d'entrée (5) et de sortie (7) superposés. Les liaisons électriques (9) réparties entre les différents modules de raccordement (3), (4) et de comptage (2) sont selon l'invention amovibles et donc permettent de créer un dispositif de coupure, nécessaire pour isoler l'installation de l'abonné. Les liaisons (9) jouent par conséquent un rôle double puisque, outre leur rôle traditionnel de jonction électrique, elles forment en outre un dispositif de sectionnement. A ce sujet, les - différentes liaisons électriques placées en parallèle peuvent être couplées mécaniquement pour assurer une coupure franche de la liaison. La figure 3 schématise une réalisation simplifiée du tableau électrique de comptage de la présente invention. Selon cette conception, le module de comptage (2) est directement relié au réseau et pour cela dispose de bornes électriques appropriées pour recevoir les câbles de distribution électrique. En ce qui concerne la sortie du tableau (1) dirigée vers l'installation de l'abonné, elle comprend un module de raccordement (4) sur lequel sont branchés les câbles de l'abonné. Les liaisons électriques (9) entre le module de comptage (2) et les modules de raccordement (4) sont également amovibles pour former un dispositif de coupure. I1 faut d'ailleurs souligner à ce sujet que les éléments de liaison électrique (9) peuvent comprendre des dispositifs de protection contre les surintensités tels que des fusibles incorporés à l'élément de liaison électrique (9). La figure 4 schématise les différents composants électriques regroupés sur un module de comptage (2). Tout d'abord, on retrouve des bornes d'entrée (5) destinées å recevoir des éléments de liaison électri~que (9) afin d'alimenter le module de comptage (2) par l'intermédiaire d'un module de raccordement (3). Le module de comptage (2) comprend également des points de sortie (7) destinés à recevoir des éléments de liaison électrique (9) d'un module de raccordement de sortie (4). En ce qui concerne les éléments de mesure plus spécialement destinés au comptage, on retrouve des transformateurs de courant (10), (11) et (12) placés chacun sur une ligne de puissance du réseau correspondant à une phase. En ce qui concerne le neutre, s'il est distribué, celui-ci est directement relié à la sortie. Un bornier (13) sur lequel seront branchés les différents fils venant des compteurs d'énergie fournit à ces derniers les valeurs des tensions des trois phases ainsi que des tensions réduites correspondant au courant débité par les trois phases. La figure 5 schématise un mode préférentiel de réalisation du module de comptage (2). Celui-ci se présente sous une forme compacte recouvert d'un couvercle (14) et muni dens sa partie supérieure d'un grillage .(15) favorisant l'évacuation des calories. Le couvercle (14) est réalisé dans un matériau isolant auto extinguible ou convenable. Le module (2) comprend une série de points de liaison alignés avec les modules de raccordement, dans l'exemple choisi seul un point de sortie (7) a été représenté. Ce point de sortie (7) se présente sous la forme de mâchoires de sectionneur tel qu'illustré à la figure 6. I1 s'agit de mâchoires de sectionneur å couteaux, à serrage par ressort ou par boulon pouvant recevoir soit un couteau soit un coupe circuit à fusible. De préférence, la mâchoire comprend un dispositif d'interruption d'arc électrique lorsque la liaison est ouverte en charge. Des transformateurs de courant (12) à un ou plusieurs passages du conducteur de puissance sont reliés au point de sortie du module. Le pôle neutre peut ne pas comporter de transformateur de courant. Un circuit de prélèvement de la tension du conducteur de puissance qui comporte une prise située soit en amont ou en aval du transformateur de courant est relié à un bornier (13) de liaison au compteur d'énergie. Le bornier (13) est disposé dans un compartiment accessible, protégé des conducteurs de puissance par des écrans isolants. La figure 7 illustre un mode préférentiel de réalisation d'un module de raccordement (3). Ce module de raccordement est destiné à recevoir les câbles du réseau ou de l'installation de l'abonné qui viennent se fixer sur une borne de raccordement (16). Cette borne de raccordement peut être formée soit d'une barre percée pour recevoir la plage d'un serre-câble soit directement d'un serre--câble mécanique ou autre, tel qu'illustré à la figure 7. Chacune de ces bornes de raccordement est reliée à une mâchoire (17) de sectionneur à couteaux, susceptible de recevoir un couteau ou un coupe circuit à fusible qui permettra d'établir la liaison avec le module de comptage (2). Le module de raccordement (3) comporte également un plot de raccordement provisoire pour un conducteur volant. Une carcasse en matière isolante (16) assure le maintien mécanique de l'ensemble des pièces citées précédemment, ceci pour chacun des pôles. La carcasse comporte des écrans (19) de séparation interposés entre les parties métalliques en regard des pôles voisins. En outre, la carcasse (18) comporte des points d'attache permettant, lors d'intervention de maintenance sous tension d'assujettir des caches (20) isolants protégeant le personnel d'un contact accidentel avec les bornes de câbles et mâchoires restés sous tension après enlèvement des couteaux ou fusibles. Ces caches peuvent éventuellement comporter un dispositif de plombage. La figure 8 illustre les différents composants électriques mis en place sur un module de raccordement pour assurer la jonction avec le module de comptage. Tout d'abord, la tête du câble (21) vient se fixer sur une borne de raccordement (16) elle-même reliée par un pontage (22) s une mâchoire (17) de sectionneur. te serrage de cette mâchoire peut par exemple être assuré par l'intermédiaire d'un ressort ou d'une vis. Cette mâchoire (17) reçoit un couteau (23) de liaison avec le module de comptage voisin. En ce qui concerne le module de comptage, un schéma de la liaison électrique interne de puissance est donné à la figure 9. Cette liaison comprend une mâchoire (5) de réception d'un couteau (23) de liaison avec un module de raccordement. La mâchoire d'entrée (5) est reliée à la mâchoire de sortie (7) par l'intermédiaire d'un conducteur de puissance (24) enroulé autour d'un transformateur de courant (12). La figure 10 schématise un mode préférentiel de réalisation de la liaison des différents modules de raccordement (3) et (4) avec le module de comptage (2). Selon cette conception mécanique, le module de comptage (2) comprend des bras de pivotement (25) et (26) permettant d'effectuer, sans risque de fausses manoeuvres, l'échange du module de comptage (2) lorsque les couteaux de sectionnement ont été retirés, ceci en maintenant l'installation de l'abonné sous tension. Les bras de pivotement (25) et (26) permettent de maintenir une distance nécessaire entre les différents modules pour éviter tout contact accidentel. La figure 11 schématise la mise en place des différents modules de raccordement (3) et (4) par rapport au module de comptage (2) avec la mise en place des différents composants électriques. On peut remarquer la mise en place d'alvéoles (27) disposés en amont du bornier (13) et destinés à recevoir les fusibles de liaison avec les prises de tension des compteurs d'énergie ou des coupe-circuit reliés respectivement aux bornes secondaires des transformateurs de courant afin de les court-circuiter avant de les déconnecter des compteurs d'énergie. En outre, un espace (28) est laissé sur le module de comptage (2) afin de permettre la mise en place de relais ou autres composants électriques. De préférence, on utilise comme conducteur de puissance dans le module de comptage (2) tel qu'illustré à la figure 9, des barres en forme d'ailettes (24) rapportées ou non afin d'augmenter l'échange thermique avec l'air circulant sous le boiter (14). Le module de comptage (2) est agencé de telle sorte que l'ordre de succession des points d'entrée (5) et de sortie (7) soit identique des deux côtés des transformateurs (10), (11) et (12) de courant. Pour améliorer la sécurité, on pourra prévoir de disposer un écran isolant constitué par une grande plaque placée en permanence au-dessus de tous les éléments sous tension. On pourra également prévoir d'utiliser un écran provisoire pendant les travaux d'intervention. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient également pu être adoptées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Tableau électrique de comptage triphasé basse tension qui trouvera notamment son application pour assurer la distribution d'électricité à partir du réseau public vers une installation d'abonné, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il est formé d'une association de modules de raccordement (3) et (4) et de module de comptage (2), la géométrie des modules étant telle qu'il y a alignement des points d'entrée (5) et de sortie (7) du module de comptage (2) avec respectivement les points de sortie (6) du module de raccordement (3) d'entrée reliés au réseau public et les points d'entrée (8) du module de raccordement (4) de sortie reliés à l'installation de l'abonné. 2. Tableau électrique de comptage, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que les liaisons électriques (9) mises en place entre les différents modules (2), (3), (4) sont assurées à l'aide d'éléments (9) amovibles. 3. Tableau électrique de comptage, selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que les points d'entrée (5) et de sortie (7) du module de comptage (2) ainsi que les points de sortie (6) du module de raccordement d'entrée (3) et les points d'entrée (8) du module de raccordement (4) de sortie se présentent sous la forme de mâchoires de sectionneur, la liaison entre les différents modules étant assurée par des couteaux (23) ou coupe-circuit à fusibles. 4. Tableau électrique de comptage, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le module de comptage (2) comprend - des transformateurs de courant (10), (11) et (12) à un ou plusieurs passages du conducteur de puissance (24), - un circuit de prélèvement de la tension du conducteur de puissance relié à un bornier (23), - à chacune des extrémités du conducteur (24) de puissance une mâchoire de sectionneur (5) et (7) pouvant recevoir soit un couteau (23) soit un coupe-circuit à fusibles et comportant éventuellement un dispositif d'interruption d'arcs électriques, - un compartiment de raccordement des fils allant au compteur d'énergie dans lequel est disposé le bornier (23) sur lequel sont regroupés les prises de tension et des enroulements secondaires des transformateurs de courant, l'ensemble étant regroupé sous un boîtier (14) réalisé en matière isolante. 5. Tableau électrique de comptage, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le module de raccordement (3) comporte - des mâchoires (17) de sectionneur, susceptibles de recevoir des couteaux (23) ou des coupe-circuit à fusibles, - une borne de raccordement (16) de la tête de câble tri), formée d'une barre percée pour recevoir la plage d'un serre-câble ou directement d'un serre-câble, - un plot de raccordement provisoire pour un conducteur volant, - l'ensemble étant regroupe sur une carcasse (18) réalisée en matière isolante et comportant des écrans (19) de séparation entre les différents pôles. 6. Tableau électrique de comptage, selon la revendication 5, c a r a c t é r i s é par le fait que la carcasse (18) peut recevoir un couvercle (20) amovible permettant d'isoler l'ensemble des conducteurs électriques durant une intervention. 7. Tableau électrique de comptage, selon la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que les conducteurs de puissance (24) dans le module de comptage (2) sont agencés en forme d'ailettes, rapportées ou non, afin d'augmenter l'échange thermique avec l'air circulant sous le bottier (14) d'isolation. 8. Tableau électrique de comptage, selon la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que l'ordre de succession des points d'entrée (5) et de sortie (7) du module de comptage (2) est identique des deux côtés des transformateurs de courant (10), (11) et (12). 9. Tableau électrique de comptage, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le module de comptage (2) comporte des bras de pivotement (25) et (26) destinés, lors de l'échange du module, à éviter tout contact accidentel avec les modules (3) et (4) de raccordement. 10. Tableau électrique de comptage, selon la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait qu'en amont du bornier (23) sont placés différents alvéoles permettant d'interposer des coupe-circuits à fusibles entre la prise en tension des compteurs d'énergie et les bornes correspondantes du bornier (23), ainsi que pour la mise en place de coupe-circuit reliés respectivement aux bornes secondaires des différents transformateurs de courant (10), (11) et (12) pour les court-circuiter.