Brevet FR2603109A1 — publié le 19880226

La présente invention se rattache au domaine des moyens de prévention des accidents d'origine électrique et des appareils de contrôle pour réseaux de dietribution. La signalisation permanente de la présence de tension sur des conducteurs nus a moyenne ou haute tension alternative industrielle constitue un facteur incontestable de prévention des accidenta; elle fournit aussi a l'exploitant une indication immédiate utile pour la conduite d'une installation. On contact a cet effet des indicateurs unipolaires à tube luminescent fonctionnant par l'effet de capacité d'une armature conductrice, par rapport à la terre ou aux conducteurs voisins et munis d'un moyen permettant de les fixer & demeure sur un conducteur actif. Ces appareils présentent divers inconvénients ou insuffisances: - En raison de leur principe de fonctionnement, le courant circulant dans le tube luminescent est extrémement faible et la lumière émise peut être difficilement observable en plein éclairage solaire. - Ce courant peut être augmenté en accroissant la superficie de l'armature mais on est limité dans cette voie par la distance respecter par rapport aux masses ou aux conducteurs voisins portés à un potentiel différent. - L'émission de lumière peut aussi etre augmentéeen en plaçant dans le circuit un éclateur qui génère des oscillations de fréquence élevée, mais cellesci peuvent perturber la réception des signaux radioélectriques dans le voisinage. - Si l'armature est extérieure a l'appareil, il peut arriver qu'un relâchement du moyen de fixation lui permette de se déplacer jusqu'à entrer en contact avec une masse ou un conducteur et de provoquer un amorçage aux conséquences graves. - Le tube luminescent porté à un potentiel élevé est le siège d'un champ électrostatique qui attire les poussières, interceptantau bout d'un certain temps une partie de la lumière émise. Ces indicateurs de tension ne sont pas utilisables dans des installations exposées aux intempéries. En cas de précipitations, la pellicule d'eau qui les recouvre dans leur ensemble est portée au potentiel du conducteur et se comporte comme une cage de Faraday qui annule l'effet de capacité de l'armature par rapport & la terre. - Leur orientation dans le sens le plus favorable à l'observation est fréquemment obtenue à l'aide d'un bras articulé qui accroît leur encombrement. La présente invention concerne un indicateur permanent de tension réalisable sous une forme compacte, d'encombrement réduit, utilisable a l'extérieur sous précipitations, aisèment orientable, présentant une superficie d'ar mature capacitive Iximale par rapport & son volume mais éliminant le risque d'amorçage violent en cas de contact accidentel avec un conducteur voisin, délivrant un signal lumineux brillant dont la visibilité est accrue par pulsation, n'engendrant pas de perturbations des signaux radioélectriques et peu sujet à l'accumulation de poussières sur le trajet du rayonnement lumineux. Afin de parvenir à ce résultat, l'indicateur selon l'invention comprend notamment un bottier ou lanterne exécuté dans un matériau plastique moulé faiblement conducteur de l'électricité Il s'ensuit que l'intégralité de la surface de cette lanterne se comporte comme une armature capacitive Etant donné la très faible intensité du courant capacitif circulant dans le système, la faible conductivité du matériau plastique est sans inconvénient. Par contre dans le cas où, par exemple en raison d'un relâchement de son moyen de fixation, la lanterne entrerait en contact avec un conducteur ou une masse de potentiel différent, la résistivité dudit matériau s' oppose- rait à l'apparition d'un amorçage violent. En pareil cas, le courant traversant le matériau est initialement très faible et ne devient important qu'au bout d'un certain délai pendant lequel sa résistivité diminue en raison de son échauffement par effet Joule. C'est pourquoi l'invention prévoit de placer dans le circuit un fusible susceptible de l'interrompre avant que ce courant de défaut ait pu atteindre une intensité dangereuse. Un résultat semblable pourrait être obtenu en exécutant le boitier ou lanterne dans un matériau di électrique sur lequel serait appliqué un revêtement faiblement conducteur. Eh outre, l'avant de la lanterne est fermé par une cloison optique hermétique dont le matériau constitutif est diélectrique tandis que le corps de la lanterne porté à un potentiel très voisin de celui du conducteur sur lequel il est fixé, est le siège d'un champ de potentiel qui attire préférentiellement les poussières en suspension dam l'air, évitant qu'elles se déposent sur la cloison transparente et interceptent une fraction du rayonnement lumineux. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-après et en se référant aux dessins annexés donnés å titre d'exemple non limitatif d'un mode préférentiel d'exécution et dans lesquels: La figure 1 représente le schéma de principe d'un indicateur de tension. La figure 2 représente une vue en coupe du boitier ou lanterne d'un in dicateur de tension selon l'invention, équipé de moyens de fixation sur un conducteur actif. La figure 3 représente en vue perspective le détail d'une capsule avec lamelle élastique de contact équipant le tube luminescent de la fig.2, - La figure A représente une vue arrière du bottier ou lanterne de l'indi cateur de tension de la fig.2 Selon le schéma de principe fiv.1, l'indicateur de tension est assujetti sur un conducteur actif 4 par un moyen de fixation et d'orientation 2 qui qui constitue en ième temps une liaison électrique avec une des entrées 30.1 d'un redresseur à diodes 30 dont l'autre entrée 30.2 est reliée par l'intermédiaire d'un fusible de protection 31 & une armature conductrice 1 susceptible de coopérer avec des masses reliées à la terre ou avec des conducteurs de potentiel différent pour constituer dans l'espace une liaison électrique capacitive symbolisée par un trait interrompu 32. Les bornes de sortie 30.3, 30.4 du courant redressé sont connectées en parallèle avec les bornes d'un condensateur 33 et avec les électrodes d'un tube luminescent 34. Cet ensemble constitue un système a relaxation: le condensateur 33 se charge jusqu'à l'instant où la tension à ses bornes atteint la grandeur critique d'amorçage du tube luminescent 34, le condensateur se décharge alors dans ce dernier en produisant un éclat lumineux extrêmement bref mais dont la durée parait notablement plus grande à l'observateur en raison de la persistance rétinienne. La durée du cycle dépend de la capacité du condensateur 33. L'invention prévoit que celui-ci est exécuté sous la forme d'une cartouche interchangeable en fonction de la tension de l'installation, de manière à donner de préférence dans le tube luminescent 34 un à deux éclats par seconde. Un tel signal intermittent est beaucoup mieux perçu qu'un signal continu. L'indicateur de tension est constitué principalement d'un boîtier ou lanterne 1 exécuté, comme indiqué plus haut, dans un matériau moulé faiblement conducteur. Sur sa face antérieure, cette lanterne est fermée par une cloison optique 10 exécutée en matériau diélectrique et assemblée de manière étanche afin de s'opposer à toute pénétration d'humidité. Derrière la cloison 10 et parallèlement elle est disposé un logement destiné à recevoir un tube luminescent au néon 34 qui prend appui à une extrémité dans une capsule en matériau diélectrique 11, & l'autre extrémité dans une seconde capsule diélectrique en forme de bouchon fileté démontable 12 engagé dans un trou taraudé de la lanterne 1 pour constituer un assemblage étanche, mais qui en cas d'avarie permet de remplacer aisèment le tube 34. Les appuis de ce dernier sont maintenus par un ressort 13 logé dans le creux du bouchon. En arrière du tube 34 est disposée une plaquette à circuits impri més 14 fixée sur un relief interne de la lanterne 1 à l'aide d'au moins un moyen tel qu'une vis 15. Enfin dans Sa partie postérieure, la lanterne 1 présente d'un côté un premier logement délimité par une paroi tubulaire 16 en matériau diélectrique en vue de recevoir un condensateur et fermé par un bouchon étanche d6monta- ble 17, en matériau diélectrique qui assure l'interchangeabilité dudit con densateur. Du côté opposé, la lanterne 1 présente un second logement délimité par une seconde paroi tubulaire diélectrique 18 en vue de recevoir un fusible 31 et fermé par un second bouchon étanche démontable 19 en métal usiné intérieurement pour former une capsule et qui assure l'interchangeabilité dudit fusible. A l'arrière de la lanterne 1 est disposé un ensemble de moyens de fixation et d'orientation 2 permettant d'assujettir l'indicateur de tension à un conducteur actif 4 susceptible d'être porté à une moyenne ou haute tension alternative et de l'orienter et de le bloquer sous l'angle le plus favorable å l'observation du tube 34 å travers la cloison optique 10. Cet ensemble 2 comprend deux mâchoires en matériau conducteur susceptibles d'être serrées à l'aide d'une vis 23 sur le conducteur 4. La mâchoire 22 est susceptible de s'articuler sur l'extrémité de la mâchoire 21 opposée à la vis 23 par une ou l'autre de ses extrémités façonnées en forme de crochet 22.1, 22.2 selon la forme et la dimension du conducteur 4. Dans le cas d'un conducteur de faible diamètre, c'est le crochet 22.2 qui est engagé sur l'extrémité 21.1 de la mâchoire 21 de sorte que le conducteur 4 se trouve serré sous le petit relief 22.3 que la figure 2 représente en position tournée vers l'extérieur. La m choire 21 porte un pédoncule terminé par une sphère 24 laquelle est emprisonnée dans une fourrure 25 dont la paroi extérieure filetée et légèrement tronconique est engagée dans un taraudage correspondant de la lanterne 1 de manière å fournir avec la sphère 24 une cage rotule dont le serrage peut être maîtrisé par vissage en agissant.sur la partie postérieure 25.1 de la fourrure qui cet effet présente la forme d'un bouton moleté. La fourrure 25 est exécuté dans un matériau diélectrique hydrofuge caractérisé par un effet déferlant qui en présence d'humidité s'oppose à la formation d'une pellicule d'eau continue.On évite de la sorte que, par l'intermédiaire d'une telle pellicule, la paroi conductrice de la lanterne 1 puisse se trouver portée au potentiel du conducteur 4 ce qui porterait au même potentiel les deux entrées 30.1, 30.2 du redresseur à diodes 30 lequel cesserait alors de fournir au condensateur l'énergie nécessaire à la production de décharges dans le tube luminescent 34. De par sa configuration, ledit ensemble 2 présente trois possibilités d'o rientation de l'indicateur, la première résultant de la liberté a l'intérieur de l'angle solide délimité par l'articulation de la sphère 24 dans la cage 25, les deux autres symbolisées par les flèches 26,27, résultant des possibilités de rotation respectives de ladite sphère 24 dans ladite cage 25 et des mâchoires 21,22 autour du conducteur 4. Cet ensemble 2 constitue en même temps une liaison électrique avec les parties internes de l'indicateur. A cet effet, l'extrémité de la fourrure 25 tournée vers l'intérieur est traversée par un trou ofi se loge un ressort de contact 28 prenant appui d'un c8té sur la sphère 24, de l'autre sur une plage métallisée 29 de la plaquette 14. Afin de ne pas surcharger les dessins, il n'a pas été jugé nécessaire de représenter le câblage de la plaquette 14, celui-ci étant suffisamment défini par le schéma de principe Fig.l. On se borne donc décrire ci-après les caractéristiques spéciales des composants et leurs moyens de liaison électrique. Le redresseur à diodes 30 est un modèle courant du commerce. Une de ses entrées est reliée à la plage métallisée 29 en contact avec le ressort 28 au potentiel du conducteur 4. L'autre entrée du redresseur 30 est reliée à une capsule métallique 31.1 munie de 2 picots connectés au circuit imprimé et dans laquelle prend appui une des extrémités métallisées d'un fusible tubulaire 31 dont l'autre extrémité métallisée est logée dans le bouchon fileté 19. Les appuis du fusible 31 sont maintenus par un ressort 20 logé dans l'extrémité en forme de capsule du bouchon métallique 19 lequel est en contact électrique avec la masse conductrice de la lanterne 1 qui se comporte comme une armature susceptible de coopérer capacitivement avec des masses reliées à la terre ou avec des conducteurs voisins, de potentiel différent. Le condensateur 33 est exécut sous la forme d'une cartouche coiffée ses extrémités par deux douilles métalliques 33.1, 33.2 reliées chacune à des armatures dudit condensateur. Cette forme d'exécution permet la mise en place ou le changement facile du condensateur dont la capacité doit être choisie en fonction de la tension de service du conducteur 4 sur lequel est fixé l'indicateur. La douille inférieure 33.1 prend appui sur une lamelle élastique 33.3 connectée, å travers un conducteur isolé 33.4 et une partie du circuit imprimé, à une des bornes de sortie 30.3 du courant redressé. La douille supérieure 33.2 prend appui sur la lamelle élastique de contact d'une des capsules 34.1 du tube luminescent décrites ci-après. Le tube luminescent 34 est coiffé ses extrémités par deux capsules métalliques semblables 34.1, 34.2 connectées respectivement à ses deux électrodes et prolongées chacune par une lamelle élastique. La lamelle de 34.1 est en contact d'une part avec la douille 33.2 du condensateur, d'autre part avec une plage métallisée du circuit imprimé reliée å l'autre borne de sortie 30.4 du courant redressée.La lamelle de 34.2 est en contact avec une autre plage métallisée du circuit, reliée à travers le conducteur 33.4 et la lamelle élastique 33.3 å la douille 33.1 du condensateur et d'autre part, à travers le circuit imprimé, å l'autre borne de sortie 30.3 du courant redressé, de telle sorte que le tube luminescent 34 est branché en parallèle avec le condensateur 33 et avec les sorties de courant redressé 30.3, 30.4 conformément au schéma de principe Fig.l. Bien entendu, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en modifiant plus ou moins les détails d'exécution ou la disposition spatiale des éléments qui concourent à l'obtention des caractéristiques énoncées le mode de réalisation décrit ne constituant qu'une version préférentielle parmi d'autres possibles. Entre également dans le cadre de l'invention une variante de ce mode de réalisation mettant en oeuvre un boitier ou lanterne en matériau diélectrique sur lequel serait appliqué un revêtement conducteur. REVENDICATIONS 1 - Indicateur permanent de tensions électriques alternatives, unipolaire, comprenant un bottier ou lanterne (1) abritant un tube à décharge lu minescente (34), une armature conductrice coopérant capacitivement avec la terre et avec les conducteurs voisins et un moyen de fixa tion (2) sur un conducteur actif, c a r a c t é r i s é en ce que ledit boitier ou lanterne est rendu faiblement conducteur de l'élec tricité, de manière à être susceptible de se comporter comme une ar mature capacitive (1) par rapport à la terre et en ce qu'il est assem blé mécaniquement audit moyen de fixation par l'intermédiaire d'au moins une pièce isolante (25) en matériau hydrofuge traversée par au moins un élément de liaison électrique (33). 2 - Indicateur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément redresseur (30) relié entre ledit élément de liai son électrique (33) et ladite armature capacitive (1) et en ce que les bornes de sortie dudit élément redresseur (30) sont reliées en paral lèle avec au moins un condensateur (33) et au moins un tube à déchar ge luminescente (34), la conjonction dudit condensateur et dudit tube à décharge constituant un circuit de relaxation. 3 - Indicateur selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que ledit condensateur (33) est exécuté sous la forme d'un module interchangeable et en ce que ses armatures sont reliées chacune a une pièce de contact (33.1, 33.2) susceptible de coopérer avec au moins une autre pièce de contact(33.3, 34.1) disposées à l'intérieur dudit boitier ou lanterne (1) 4 - Indicateur selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le tube à décharge (34) porte au moins 8 l'une de ses extrémités une capsule métallique connectée à l'une de ses électrodes et prolongée par une la melle élastique (34.1, 34.2) disposée de manière à établir une liaison électrique avec une des armatures dudit condensateur (33). 5 - Indicateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit bottier ou lanterne (1) est exécuté par moulage d'un matériau présentant une faible conductivité électrique. 6 - Indicateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit boitier ou lanterne (1) est revêtu au moins sur une partie de sa surface d'une substance présentant une faible conductivité électrique. 7 - Indicateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit boiter ou lanterne (1) est fermé par une cloison optique (10) assemblée de façon étanche et disposée de manière à permettre l'observation dudit tube å décharge (34).