Brevet FR2625813A1 — publié le 19890713

DISPOSITIF INDICATEUR PERMANENT DE PRESENCE DE TENSION ELECTRIQUE POUR POSTES DE DISTRIBUTION t ET PRISES DE COURANT MOYENNE TENSION La presente invention concerne un dispositif indicateur de presence de tension, monophase ou triphasé, sur les postes de distribution et les prises de courant moyenne tension, alimentés sous des tensions de 2eme catégorie (U > a toco volts = C a 36 000 volts ). Traditionnellement l'indication de présence de tension s'effectue a partir d'un dispositif appele, diviseur de tension. Ces diviseurs de tension sont dits capacitifs parce qu'ils utllisent en condensateurs certaines propriétés des champs électriques. Ces capacités sont en genéral très faibles, allant de quelques picoFarad a quelques centaines de picoFarad. S'il est relativement facile de faire fonctionner des lampes " neon "en direct", à partir de capacités de 50 picoFarad. il est impossible pour des capacites plus faibles de recourir a cette solution. On utilise alors une solutlon à accumulation d'energie, ou, à partir d'une capacite très faible, apres avoir elimine la partie négative de l'alternance sinusoïdale d'entrée, l'onde positive charge un condensateur qui, lorsqu'il atteint la tension d'amorçage de la lampe néon. se décharge dans cette derniere provoquant un éclair suffisant pour être perçu par l'oeil humain moyen et de la, signaler la présence de tension.Ce dispositif présente plusieurs défauts tout d'abord. la suppression de la partie negative de l'onde, l'utilisation en basse impédance, dans le montage, rendent le dispositif sensible à l'induction parasite du condensateur d'amorçage de la lampe néon, rendant le signal inexploitable pour la comparaison de phases, les oscillations parasites autour du passage au zéro et pendant la montée de l'onde ne permettent pas l'utilisation des comparateurs de phases dont l'électronique est base, soit, sur la détection du passage au zero ou sur un seuil de déclenchement en tension.Ensuite, les chocs et vibrations mécaniques provoquées par la manoeuvre des disjoncteurs, interrupteurs etc... sont suffisants pour provoquer le desserrage du culot de la lampe néon provoquant son non fonctionnement, enfin cette structure ne permet pas la miniaturisation de l'indicateur qui doit suivre la réduction de l'encombrement des postes de distribution modernes moyenne tension et surtout son utilisation est limitée, pour des problèmes de tension de sécurité des parties accessibles ( prises de comparaison de phases, la tension doit être inférieure a 50 volts ), à des faibles capacités de diviseurs de tension(( a 50 picoFarad ). Le dispositif selon l'invention permet de remedier a ces états. Le schema electronique comporte en effet une entre à haute impédance constituée par une resistance de forte valeur ohmique, qui alimente dans le sens anode catode d'une diode, un condensateur qui se décharge, lorsque la tension d'amorçage est atteinte, dans une lampe néon produisant un éclair dont la fréquence est fonction de, la valeur de la capacite du diviseur de tension, de la tension du reseau; et dans le sens catode anode d'une autre diode, la demi onde negative est mise directement à la terre Cette entrée a haute impédance permet de conserver une onde sinusoïdale, disponible sur les prises de comparaison de phases sans affecter leur fonctionnement.Elle permet aussi de fonctionner avec des capacites de diviseurs allant de i picoFarad, au seuil de fonctionnement de 1000 volts, jusqu'a des capacites inflmes ou, dans une forme de l'invention, le dispositif est te stable directement sur une prise de courant normalisée. Cette entrée à haute impedance permet en outre, de limiter la tension directement accessible a la tension de sécurité de L'effet néfaste des chocs et vibrations est amorti par l'interposition entre la verrine de la lampe d'un matelas en elastomere souple qui joue aussi le rôle de protection contre les effets de la corrosion des fils de connexion et assure la fixation de la lampe sur le circuit imprimé. Selon une forme de réalisation préférentielle, le dispositif, selon l'invention est tripolaire. Il est fixe à demeure sur le poste de distribution moyenne tension. I1 peut être, soit -monte dans un boitier autonome, soit être intégré directement dans l'architecture du poste. Selon une première variante de l'invention, il peut etre muni de fiches males, au diamètre et a l'écartement normalise. Dans ce cas, il est embrochable et son bon fonctionnement peut être teste directement sur une prise de courant classique. Selon une seconde variante de l'invention, il peut être placé directement sur le diviseur de tension, dont sont munis d'origine, les prises de courant normalisées moyenne tension, et utiliser pour la mise å la terre la carcasse semi conductrice, reliee a la terre, de la prise de courant. La figure 1 représente le schéma électronique de base du dispositif. La figure 2 represente une vue en coupe selon la version preferentielle de l'invention. La figure 3 représente une vue arrière, face aux composants, de la même version. La figure 4 represente une vue en coupe selon la premiere variante de l'invention. La figure 5 représente une vue de dessus de la même variante. La figure 6 représente une vue de coté de la meme variante. La figure 7 représente une vue en coupe de la seconde variante de l'invention. La figure 8 représente une vue de face de la même variante avec son capuchon protecteur. La figure 9 représente le schéma de la mise a la terre de la meme variante. La figure 10 représente une vue du recto du circuit imprimé, de la méme variante. La figure i i représente une vue du verso du circuit imprimé, de la meme variante. Le dispositif représenté sur le schéma de base de la figure i, comporte un condensateur a la comparaison de phases, une résistance de forte valeur ohmique ( 4 ), formant l'entrée de l'alimentation du dispositif, une diode ( 5 ) éliminant vers la terre une des demis alternances, dans ce schéma l'alternance négative est éliminée, une diode qui charge le condensateur ( 7 ) qui, lui, se charge dans la lampe neon (8 ), dès que la tension d'amorçage est atteinte. Le sens des dlodes 5 et 6 peut etre inverse sans nuire au fonctionnement du dispositif. La figure 2 represente une coupe selon la version preférentielle de l'invention. Le circuit imprime ( 9 ) comporte trols clrcults ldentlques ayant une liaison commune a la terre. Le raccordement ( 10 ) de la liaison venant du diviseur de tension est, de faSon preferentielle, prevue par des clips males / femelles type Fastons, mais elle peut être mdifferemment effectue par soudure directe du fil, par cosses et vis ou par tout type de connexion rigide ou elastlque.Les composants électroniques du type Composants pour Montage en Surface sont places sur la face opposee a la lampe néon ( il ) pour permettre le soudage å la vague. La lampe neon ( il ) est soudee directement sur le circuit imprimé; elle est fixée de manière souple par un elastomere depose par mvectlon t 12 ), le rôle' de cet elastomere est de fixer de manière souple la lampe neon ( Il ), d'absorber les chocs et vibrations dues aux manoeuvres des appareillages de coupure moyenne tension et de protéger de la corroslon les fils de sorties des électrodes internes de la lampe neon ( i ).La figure 3 represente une vue face au circuit imprimé (9 9 ) les composants pour Mpntage en Surface, les résistances de forte valeur ohmique t 13 ), les diodes ( 14 ) les condensateurs de charge ( 15 ), lés connexions soudées des lampes neon ( 16 ) et le circuit commun a la terre ( 17 ). La figure 4 montre une première variante de l'invention, des fiches élastiques de diamètre et d'ecartement normalises ( 18 ) qui fixent sur le boitier ( 19 ) obtenu par injection thermoplastique, dans la version préférentielle, ou par enrobage dans.une résine souple ou rigide selon d'autres variantes, le circuit imprimé ( 20 ) qui comporte une version unipolaire du schema de base, la lampe néon ( 21 ) protégée contre les chocs mécaniques et les reflets parasites par le deflecteur ( 22 ) les fiches et le circuit imprime sont fixés sur le boitier par des vis ( 23 ). La figure 5 montre la vue de dessus du dispositif selon la première variante de l'invention.La figure 6 montre une vue de coté de cette meme variante et les vis de fixation 24 ) servant a accoupler les deux demi coquilles du boitier, obtenu par injection thermoplastique; ces vis peuvent êtres remplacées, dans cette version par un autre procédé d'assemblage tels que soudure par ultra-sons, collage, thermorivetage.La figure 7 montre une vue en coupe d'une seconde variante de l'invention montrant le circuit imprimé ( 25-) sur lequel se retrouve le circuit de base sous forme unipolaire, la lampe néon ( 26 ) se trouve sur la meme face que les composants pour montage en surface, il est monté a la place. de la rondelle métallique faisant office, dans l'utilisation courante des diviseurs de tension montes å demeure sur les prises de courant normalisées moyenne tension, lorsque le capuchon semi-conducteur ( 27 ) est en place, de court circuit du diviseur de tension et, lorqu'il est enlevé, de permettre de controler l'absence de tension. Dans cette variante de l'invention, la rondelle métallique est remplacée par le circuit imprime ( 25 ), la prise de tension sur l'électrode du diviseur de tension de la prise de courant est effectuee par la vis ( 26 ).La figure 8 représente le recto du circuit imprimé (25 ) sur lequel sot soudés les composants .La figure 8 represente le détail de la mise a la terre du circuit de base. La figure 9 montre le verso du circuit imprimé (26) sur lequel on trouve deux electrodes concentriques. isoles entre elles, l'électrode Intérieure ( 28 ) est reliée directement au potentiel délivré par le diviseur de tension, l'électrode extérieure ( 29 ) sert à la mise å la terre du circuit par l'intermédiaire du bourrelet ( 30 ) du capuchon standard qui vient en contact avec la piste formee par l'électrode (29).L'ensemble des deux électrodes ( 28 et 29 ) permet de reconstituer, le champ électrostatique autour de l'électrode insérée dans le moulage de la prise de courant moyenne tension.La figure 10 represente un détail de la mise å la terre, le bourrelet du capuchon semi conducteur ( 30 ) est en contact avec la piste du circuit imprime (25 ), la liaison s'effectue à travers le capuchon ( 31 ) et retrouve la partie semi-conductrice ( 32 ) de la carcasse de la prise de courant moyenne tension; la mise a la terre s'effectue ainsi sans aucun fil de liaison.La figure Il montre une vue de face de la prise de courant, sur laquelle est monte le dispositif selon la deuxième variante de l'invention, le capuchon semi conducteur ( 31 ) a été perçue, å l'aide d'un outil genre emporte pièce ou foret d' un trou de diamètre suffisant pour laisser le passage a la lampe neon ( 33 ) et sera recouverte par un capuchon étanche ( 34 ) dont de moulage thermoplastique transparant, sera obtenu sur la face frontale une lentille optique genre "de Fresnel" et sur les parois latérales un dispositif optique permettant la visualisation, sous n'lmporte quel angle d'observation, de l'éclair du å la décharge dans la lampe neon du condensateur, signalant la présence de tension. Le capuchon Le capuchon 34 ) sera de façon préferentielle temte dans la masse et de couleur permettant un contraste suffisant à l'observation. Le dispositif, selon l'invention et ses variantes, est destiné a la signalisation de présence de tension, sur les postes de distribution électrique moyenne tension, postes sources, postes de distribution publiques, et sur les prises de courant noemalisees moyenne tension. REVENDICATIONS i ) Dispositif indicateur permanent de présence de tension électrique pour postes de distribution électrique et prises de courant moyenne tension, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électronique å haute impédance d'entrée ( 4 ), éliminant a la terre une des demls alternances par la diode ( 5 ), chargeant, par la diode ( 6 > un condensateur ( 7 ) qui se charge dans une lampe neon ( 8 ) des que la tension d'amorçage est atteinte, produisant un éclair lumineux visible par l'utilisateur,et signalant la presence de tension.La lampe néon il) est fixee de façon souple sur le circuit imprimé ( 9 ) par l'intermédiaire d'un élastomère souple '12 ) applique par injection. 2 ) Dispositif selon la revendication i, caracterisé en ce qu'il permet å l'utilisateur du dispositif de disposer d'une onde sinuoi dale necessaire a la comparaison de phases, exempte d'osclllation paraslte. 3 ) Dispositif selon les revendications i et 2 caractérisé en ce qu'il est utilisable, alimenté par des diviseurs de tension dont la capacité va de 1 picoFarad a l'infini. 4 ) Dispositif selon les revendications i - 2 et 3 caracterise en ce que les circuits électroniques peuvent etre accouples ou non sur le meme circuit imprime fle manière a former des ensembles unipolaires ou multipolaires. 5 ) Dispositif selon les revendications i - 2 et 3 caractérisé en ce que, dans sa forme unipolaire, il peut etre muni de fiches élastiques ( lS ) de diamètre et ecartement normalisés. le rendant te stable sur une prise de courant classique. 6 ) Dispositif selon les revendications 1 - 2 et 3 caractérisé en ce qu'il peut être fixe en lieu et place de la rondelle metallique de court circuit dont sont munies les prises de courant moyenne tension. 7 ) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le verso du circuit imprimé comporte une piste extérieure ( 29 ) isolée d'une autre électrode elle aussi concentrique ( 28 reliee au potentlel du diviseur de tension de la prise de courant, l'ensemble de ces deux électrodes retablissant la repartition homogène du champ électro-statique. 8 ) Dispositif selon les revendications 6 et 7 caractérisé en ce que la piste extérieure ( 29 est utilisée pour la mise à la terre sans fil du circuit électronique. 9 ) Dispositif selon les revendications 6 - 7 et 8 caractérisé en ce que le capuchon, semi conducteur, ( 31 ), standard, recouvrant les diviseurs des prises de courant moyenne tension, peut etre utilisé, aprés percement d'un trou nécessaire au passage de la lampe néOn ( 33 ) et mise en place d'un capuchon étanche (34) transparent ou coloré. 10 ) Dispositif selon chacune des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composants utilises sont des composants pour montage en surface.