Brevet FR2630270A1 — publié le 19891020

SYSTEME DE CONNEXION ET D'ALIMENTATION ELECTRIQUE La présente invention a pour trait un système de connexion et d'alimentation électrique pour des gammes de puissances variables, et notamment pour des con- nexions entre transformateurs et armoires électriques de distribution, connexions au sein de ces dites armoires, voire des connexions entre les armoires de distribution et des récepteurs utilisant l'énergie électrique. L'utilisation de courants de forte puissance pour une tension donnée, implique généralement des intensités élevées. Il va de soi que de tels courants nécessitent, outre l'utilisation de matériaux particuliers pour leur conduction, notamment en vue de diminuer les fuites et les pertes, une protection adaptée pour éviter, voire éliminer, tout risque de court-circuits pouvant s'éta- blir entre les différents éléments conducteurs. Aussi existe-t-il actuellement divers dispositifs permettant de limiter ces risques de court-circuits et d'autoriser le- travail de personnel au voisinage immé- diat de ces conducteurs. De manière générale ces conducteurs se présentent sous forme d'éléments de longueurs variables, dont la section transversale varie en fonction de l'intensité qui est susceptible de les traverser. Ces éléments, généralement séparées par des isolateurs, sont éven- tuellement entourées d'un ensemble supplémentaire de protection, en vue d'une part de leur isolement élec- trique par rapport au personnel, et d'autre part de leur protection mécanique. Ces dispositifs, bien que remplissant leur rôle de conduction et d'isolation électrique, présentent de mul- tiples inconvénients. En effet, à ce jour, il n'existe pas de modules standard pour ce type de dispositifs. Par "module standard", on entend un ensemble composé de barres conductrices séparées par isolateur, et éventuel- lement munies d'un moyen de protection supplémentaire, de longueurs uniformes. En effet, l'installation électrique devant pour la plupart des cas s'adapter au génie civil, il est néces- saire d'effectuer du "sur-mesure", ce qui augmente con- sidérablement les coûts de fabrication et d'installa- tion. En d'autres termes, il n'existe pas de modules d'installation électrique de puissances relativement élevées, permettant une adaptation simple au génie civil ou aux batiments existants. De plus, l'assemblage des barres de conduction d'une même phase entre elles est généralement réalisée par boulonnage d'une extrémité de barre sur l'autre ce qui, lors d'une augmentation de température brutale, intervenant par exemple lors d'un court-circuit local, présente un danger du fait du risque de déboulonnage. Donc, on ne peut compter actuellement sur une ins- tallation électrique de puissance élevée, fiable, pré- cise quant à son agencement spatial, et de coût raisonnable. C'est l'objet de la présente invention de proposer un système de connexion et d'alimentation électrique, qui présente une fiabilité accrue, tant au niveau élec- trique proprement dit, qu'à son adaptation précise au génie civil existant. Un autre objet de la présente invention, est de proposer un système de connexion et d'alimentation élec- trique, se présentant sous la forme de modules standards répondant aux normes exigées par les utilisateurs en fonction de la puissance qu'ils désirent. Cette invention se caractérise en ce que le système de connexion et d'alimentation électrique comprend: - une pluralité de modules de même dimension, constitués: d'un jeu de barres conductrices rectilignes et parallèles, destinées à assurer la conduction du courant électrique; d'isolateurs emboîtés de part et d'autre desdites barres, et fixes sur des supports situés égale- ment de part et d'autre de l'ensemble du jeu de barres, et assurant la séparation entre les dif- férentes barres; - une pluralité de barres flexibles conductrices, de section transverse rectangulaire, recouvertes, à l'exception de leurs extrémités d'un matériau isolant. Ce système se caractérise également en ce que la liaison électrique entre deux modules consécutifs ou entre un module et un jeu de barres flexibles conduc- trices est effectuée par soudage aluminothermique bout à bout, boulonnage ou éclissage entre deux barres conduc- trices d'une même phase. Dans une version améliorée de la présente inven- tion, chacun des modules comprend de plus sur tout ou partie de sa longueur, un capot de protection, fixé sur les supports des isolateurs. Ce capot est constitué de deux plaques reliées entre elles par au moins deux éléments de profil en C, fixé aux deux plaques par poinçonnage, lesdites plaques étant fixées aux supports supérieurs et inférieurs des isolateurs au moyen de tiges boulonnées présentant des entretoises au niveau des supports. Selon une caractéristique importante de la présente invention, les isolateurs proprement dits présentent au niveau de leur base une rainure transversale située en leur milieu et destinée à assurer leur fixation sur les supports. Ces isolateurs présentent en outre une fente lon- gitudinale dont la partie inférieure est de section globalement rectangulaire, destinée à s'adapter aux barres, et qui présentent des épaulements de dimensions différentes au niveau de la partie supérieure, définis- sant ainsi des saillies destinées à s'emboîter exacte- ment sur lesdits épaulements pour les barres de section minimum. Ces isolateurs sont réalisés en résine synthétique ou en polyester chargé en fibres de verre. Les supports des isolateurs présentent au niveau de leur zone de coopération avec les isolateurs un renfort rapporté de section transversale en U, dont les bran- ches coopèrent avec les parois latérales des isolateurs. Le système permet également lorsque cela s'avère nécessaire l'utilisation de shunts dérivatifs soudés bouts à bouts par aluminothermie, boulonnés ou éclissés sur les barres conductrices. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indi- catif mais non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure 1 est un schéma en perspective partiel- lement éclatée d'un module selon la présente invention dans lequel on a matérialisé une liaison avec un autre module de même type et des barres du type flexible. La figure 2 est une vue perspective d'un isolateur et de son positionnement sur un support selon la pré- sente invention. La figure 3 est une vue perspective de la pièce rapportée sur le support ou sur l'isolateur, destiné à répartir tous les efforts, selon la présente invention. La figure 4 est une section transversale d'un iso- lateur selon la présente invention. La figure 5 est une vue en perspective d'un isola- teur selon la présente invention. La figure 6 est une coupe transversale du support d'isolateur selon la présente invention. La figure 7 est une coupe transversale d'un module conforme à la présente invention. Comme on peut le voir au sein des figures 1 et 6, le module (1) conforme à la présente invention se com- pose d'un jeu de barres conductrices (2) de section rectangulaire. Elles sont parallèles et rectilignes. Dans l'exemple de réalisation décrit, qui correspond à une alimentation en triphasé, on peut observer quatre barres de conduction, respectivement trois barres cor- respondent aux trois phases différentes et une barre pour la phase neutre. De manière avantageuse, le module (1) comporte un capot métallique de protection (4), s'étendant sur la majeur partie de la longueur desdites barres (2). Comme on peut le voir au sein de la figure 6, ce capot est réalisé en tôle métallique en aluminium, res- pectivement une plaque supérieure (9) et une plaque inférieure (10), chacune de même épaisseur, en l'occur- rence 1 millimètre. Ces deux plaques sont assemblées au moyen d'éléments verticaux de profil en C, respecti- vement (11) et (12), l'assemblage étant réalisé, de manière connue, par poinçonnage. Comme il sera décrit ultérieurement, le capot (4) présente au niveau de ses plaques supérieures et infé- rieures (9) et (10) des tiges transversales boulonnées, permettant de réaliser la fixation dudit capot au sup- port des isolateurs. Selon une autre caractéristique essentielle de la présente invention, les jeux de barres de deux modules consécutifs, sont reliés entre eux bout à bout (7) entre barres de même phase par la technique connue dite sou- dage aluminothermique. Il est à noter, et c'est l'une des caractéristiques essentielles de la présente invention, qu'une soudure aluminothermique peut être réalisée entre les barres d'un jeu d'un module (1) et des barres flexibles (5). Ces barres flexibles sont constituées de feuillards conducteurs, de dimensions analogues ou non aux dimen- sions du jeu de barres du module (1), et sont recou- verts sur leur plus grande longueur d'un matériau iso- lant, notamment du PVC. Il est à noter, et c'est une autre caractéristique essentielle de la présente invention que ces barres flexibles permettent notamment d'adapter l'installation électrique aux différents angles et changements de di- rection susceptibles d'intervenir dans le génie civil et, d'autre part d'absorber les efforts mécaniques dûs aux dilatations des barres. Ainsi, elles peuvent éga- lement être insérées linéairement entre deux modules (1) consécutifs, notamment lorsque les dilatations locales sont importantes. Ces barres flexibles (5) présentent éventuellement une extrémité (6) dans laquelle sont ménagés des orifices traversants afin de permettre leur boulonnage sur d'autres modules voire sur des shunts. Ces barres flexibles peuvent aussi être éclissées. Il va être décrit maintenant plus en détail l'iso- lation des barres de conduction électrique (2) entre elles au sein d'un module (1). Pour ce faire, on utilise des isolateurs (3) présentant des caractéristiques bien déterminées. En effet, l'isolateur (3) doit tout d'abord répondre à des critères d'isolation électrique, par voie de conséquence répondre à des normes de classement par rapport au feu. Le matériau choisi est du polyester chargé en fibres de verre. L'isolateur présente au ni- veau de sa base une rainure transverse (13), située au milieu de l'isolateur, et destinée à permettre sa fixa- tion par simple emboîtement sur un support (14) décrit ultérieurement. L'isolateur (3) présente d'autre part, sur toute sa longueur une fente longitudinale (15) dont la partie inférieure (16) est de section rectangulaire. Cette partie inférieure est destinée à s'adapter parfaitement à la section rectangulaire des barres de conduction (2). Comme déjà mentionné précédemment, la largeur de cette section est toujours la même quelles que soient les barres de conduction utilisées. L'utilisation d'isola- teurs standard de même caractéristique est donc rendue possible. La partie supérieure de la fente (15) présente des épaulements, respectivement (17) et (18), de dimensions différentes. Ils définissent de fait deux saillies éga- lement de dimensions différentes, respectivement (19) et (20). Le rôle de ces saillies (19) et (20) est double. D'une part, elles sont destinées à limiter les pertes électriques par courant de fuite (arc électrique) qui peuvent s'instaurer entre la barre (2) et le support (14). De plus, ces saillies (19) et (20) sont destinées à coopérer avec les épaulements respectivement (18) et (17) de l'isolateur (3) correspondant, situé de l'autre côté de la barre de conduction (2), lorsque celle-ci est de section minimum. En d'autres termes, les modules proposés présentent des barres de conduction de di- mensions standards. Comme déjà indiqué, seule la hauteur de la section de ces barres de conduction (2) est va- riable. Ainsi pour la hauteur minimum de ces barres de conduction (2) donc pour une section minimum, les sail- lies respectivement (19) et (20) de l'isolateur infé- rieur (3) coopèrent exactement et de façon intime avec les épaulements respectifs (18) et (17) de l'isolateur (3) supérieur. Ces isolateurs (3) comme déjà dit reposent sur des supports métalliques (14), et présentent des échancrures (21) correspondant au positionnement des isolateurs (3) séparant les barres de conduction (2). Il est à noter et c'est une autre caractéristique de la présente invention que les isolateurs (3) ne re- posent pas directement sur les supports (14) mais sur une pièce métallique (22) rapportée sur le support (14). Cette pièce métallique (22) présente une section trans- versale en forme de U, dont les deux branches coopèrent avec les parois latérales des isolateurs (3). Cette pièce métallique est réalisée en acier et est destinée à permettre à l'isolateur (3) de résister aux efforts intenses pouvant intervenir lors de court-circuits. Ils augmentent de fait la résistance des isolateurs et donc la fiabilité de l'installation. Ainsi, chacune des barres conductrices (2), cons- titutives d'un jeu de barres d'un module est maintenue en place et isolée l'une par rapport-à l'autre au moyen des supports inférieurs et supérieurs (14) et ce par l'intermédiaire des isolateurs (3). La fixation du capot (4) sur les supports infé- rieurs et supérieurs (14) s'effectuent au moyen de tiges (23), boulonnées, ces tiges présentant des entretoises (24) au niveau des supports (14). Elles traversent les- dits supports au niveau d'orifices circulaires (25). Il ressort ainsi de la présente invention une grande facilité d'adaptation en fonction du lieu dans lequel elle doit intervenir dans le cadre d'une ins- tallation électrique, du fait de l'existence de modules standards de base de longueurs différentes. De plus, à partir d'un même module de base on peut utiliser des barres de conduction (2) de section totale variable sans avoir à changer tout le module. Il en résulte de fait une diminution sensible du coût d'une installation élec- trique de puissance relativement élevée. De plus, l'uti- lisation de composants tels que les isolateurs augmente de manière significative la fiabilité du matériel, dimi- nuant de fait les incidents d'ordre mécanique et le remplacement de ces dits composants. Le système conforme à la présente invention est donc particulièrement adapté pour l'installation élec- trique pour des utilisateurs désirant des puissances électriques relativement élevées. REVENDICATIONS 1/ Système de connexion et d'alimentation électri- que, caractérisé: - en ce qu'il comprend: une pluralité de modules (1) de dimension stan- dard, constitués: * d'un jeu de barres conductrices (2) rectilignes et parallèles destinées à assurer la conduction du courant électrique, * d'isolateurs (3) emboîtés localement de part et et d'autre desdites barres conductrices (2) et fixés sur des supports (14) situés respective- ment de part et d'autre de l'ensemble du jeu de barres (2), assurant la séparation entre les différentes barres (2), des barres flexibles (5) conductrices, de section rectangulaire, recouvertes à l'exception de leurs extrémités d'un matériau isolant, - et en ce que les liaisons électriques entre deux modules consécutifs ou entre un module et les barres flexibles (5), sont réalisées par soudage aluminothermi- que bout à bout, boulonnage ou éclissage entre deux barres conductrices (2), ou une barre conductrice et une barre flexible, de même phase. 2/ Système de connexion et d'alimentation électri- que selon la revendication 1, caractérisé en ce que les modules (1) sont recouverts sur tout ou partie de leur longueur d'un capot de protection (4) fixé sur les sup- ports (14) des isolateurs (3). 3/ Système de connexion et d'alimentation électri- que selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capot (4) est constitué de deux plaques respectivement (9) et (10) reliées entre elles par au moins deux élé- ments de profil en C (11) et (12), fixés aux deux pla- ques (9) et (10) par poinçonnage, lesdites plaques (9) et (10) étant fixées aux supports supérieur et inférieur (14) des isolateurs (3), au moyen de tiges boulonnées (23), présentant des entretoises (24) au niveau desdits supports (14). 4/ Système de connexion et d'alimentation électri- que selon la revendication 1, caractérisé en ce que les isolateurs (3) proprement dits présentent au niveau de leur base une rainure transversale (13) située en leur milieu, et destinés à assurer leur fixation sur les supports (14). / Système de connexion et d'alimentation électri- que selon la revendication 4, caractérisé en ce que les isolateurs (3) présentent une fente longitudinale (15) dont la partie inférieure (16) est de section globale- ment rectangulaire, et qui présente des épaulements (17) et (18) de dimensions différentes au niveau de la partie supérieure, définissant ainsi des saillies (19) et (20) destinées à s'emboîter exactement sur lesdits épaule- ments (17) et (18) pour les barres de conduction (2) de section minimum. 6/ Système de connexion et d'alimentation électri- que selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les isolateurs sont réalisés dans un matériau isolant choisi dans le groupe constitué par les résines synthétiques et les polyesters chargés en fibres de verre. 7/ Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les supports (14).des isolateurs (3) présentent au niveau de leur zone de coopération (21) avec l'isolateur (3) une pièce métallique rapportée (22), de section transverse en U, dont les branches coopèrent avec les parois latérales des isolateurs (3). 8/Système de connexion et d'alimentation électri- que, caractérisé: - en ce qu'il comprend une pluralité de modules (1) de dimensions standard, constitués: * d'un jeu de barres conductrices (2) rectilignes et parallèles, destiné à assurer la conduction du courant électrique; * d'isolateurs (3), emboîtés de part et d'autre desdites barres de conduction (2), et fixés sur des supports (14) situés respectivement de part et d'autre de l'ensemble du jeu de barres con- ductrices (2), assurant la séparation entre les différentes barres, lesdits isolateurs (3) présentant d'une part au niveau de leur base une rainure transversale (13) située en leur milieu et destinée à assurer leur fixation sur le support (14), et d'autre part une fente lon- gitudinale (15) dont la partie inférieure (16) est de section globalement rectangulaire et qui présente des épaulements (17) et (18) de dimensions différentes au niveau de la partie supérieure, définissant ainsi les saillies (19) et (20) destinées à s'emboîter'sur lesdits épaulements (17) et (18) pour les barres de dimension minimum, lesdits isolateurs étant réalisés en polyester chargé en fibre de verre, lesdits supports (14) présentant au niveau de leur zone de coopération (21) avec les isola- teurs (3) une pièce métallique rapportée (22) de section transverse en U dont les branches coopèrent avec les parois latérales des iso- lateurs (3); * un capot de protection (4) s'étendant sur tout ou partie de leur longueur, constitué de deux plaques (9) et (10) reliées entre elles par au moins deux éléments de profil en C (11) et (12) fixés aux deux plaques (9) et (10) par poinçonnage, lesdites plaques étant fixées aux supports supérieur et inférieur (14) des isolateurs (3) au moyen de tiges boulonnées (23) présentant des entretoises (24) au ni- veau desdits supports (14); 20. une pluralité de barres flexibles conductrices (5) de sections rectangulaires, recouvertes à l'exception de leurs extrémités de matériaux isolants; - en ce que les liaisons électriques entre deux modules consécutifs (1) sont réalisées par soudage alu- minothermique bout à bout, boulonnage ou éclissage entre deux barres conductrices d'une même phase de deux mo- dules consécutifs ou entre une barre flexible (5) et une barre d'une même phase d'un module (1).