Brevet FR2640416A1 — publié le 19900615

La présente invention concerne un transformateur d'intensité à circuit magnétique annulaire en deux parties. Dans les installations de régulation de chauffage domestique ou des installations analogues, on utilise, en plus des sondes de température et des thermostats, des appareils de mesure d'intensité afin de procéder à des délestages prédéterminés quand le courant demandé par l'installation dépasse un certain seuil. Les appareils de mesure du courant électrique comporte, dans ce cas, un ou des transformateurs d'intensité qui sont montés autour d'un ou des fils d'alimentation du réseau. Dans un transformateur d'intensité de ce type, le fil d'alimentation du réseau constitue le primaire du transformateur, un circuit magnétique fermé est enfilé sur ce fil, une bobine de plusieurs spires est bobinée autour du circuit magnétique pour former le secondaire du transformateur, et les deux fils de la bobine sont connectés au circuit d'entrée d'un ampèremètre. Quand le circuit magnétique est en une seule partie, il faut pour l'enfiler sur le fil d'alimentation débrancher ce dernier, puis le rebrancher. Malheureusement, au cours de la reconnexion du fil au réseau, le technicien peut, par mégarde, mal serrer la vis de connexion, si bien que la résistance de connexion n'est plus négligeable. Or, comme le fil transporte un courant important, cette résistance parasite entraine un échauffement important de la connexion au point de pouvoir déclencher un incendie. On sait aussi utiliser des circuits magnétiques en deux parties. C'est ce qui se fait couramment dans les pinces ampèremètriques. A titre d'exemple, on pourra, à ce sujet, se reporter aux documents FR-A-2 551 216 et FR-A-2 562 316. Dans des dispositifs de ce genre, le circuit magnétique est coupé transversalement. Pour qu'en position de travail, le circuit magnétique soit bien fermé, il faut que les deux faces du circuit, qui sont alors physiquement en contact, aient des surfaces qui se marient parfaitement afin de ne pas créer d'entrefers parasites qui modifieraient la réluctance du circuit magnétique et donc la mesure du courant. Quand il s'agit d'une pince de mesure, cela n'est peut-être pas trop grave.Par contre, quand on utilise de tels circuits dans une installation domestique, le courant peut avoir largement dépassé le seuil de consigne avant que le délestage se produise. I1 en résulte que les fusibles sautent créant une gene pour l'usager et rendant le délesteur inefficace. Un objet de la présente invention consiste à prévoir un transformateur d'intensité à circuit magnétique en deux parties qui évite les inconvénients mentionnés ci-dessus et qui est facile à monter autour d'un conducteur dont on désire mesurer l'intensité du courant électrique qui le parcourt, sans le débrancher. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un transformateur dont le circuit magnétique annulaire est en deux parties, lesquelles sont en contact par leurs faces latérales parallèles. Suivant une autre caractéristique, il est prévu des moyens pour rapprocher les deux parties suivant un mouvement ayant une composante parallèle à leurs faces latérales parallèles et une composante perpendiculaire à celles-ci. Suivant une autre caractéristique, les deux parties du circuit magnétique sont l'une en forme de U et l'autre en.forme de barreau, les extrémités du barreau se superposant aux extrémités libres des branches du U. Suivant une autre caractéristique, la première partie en forme de U est logée dans un tiroir en matière électriquement isolante et amagnétique en forme de U qui laisse découvertes les faces des extrémités de ladite première partie, et la seconde partie en forme de barreau est portée par la carcasse de la bobine du secondaire qui laisse découvertes les faces inférieures de ladite seconde partie, ladite carcasse étant logée dans un étui en matière électriquement isolante et amagnétique dont le plancher comporte des moyens pour soulever graduellement les branches dudit tiroir quand elles pénètrent dans l'étui en passant sous ladite seconde partie en forme de barreau, ledit tiroir comportant des seconds moyens pour soulever l'arrière du tiroir en même temps que ses branches, appliquant ainsi les dessus des extrémités des branches de la première partie du circuit magnétique sous les extrémités de la seconde partie. Suivant une autre caractéristique, les branches du tiroir sont munies de troisièmes moyens pour le maintenir en position basse et horizontale jusqu'au début du mouvement ascensionnel. Suivant une autre caractéristique, le tiroir et l'étui sont munis de moyens de verrouillage qui sont déclenchés quand le mouvement ascensionnel est terminé. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en perspective du montage des circuits électriques et magnétiques d'un transformateur d'intensité suivant l'invention, la Fig. 2 est une vue éclatée en perspective des différentes parties de la structure non électrique et non magnétique supportant les circuits de la Fig. 1, la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la Fig. 6, avec arraché partiel, montrant comment s'assemblent les deux parties du transformateur de l'invention, la manoeuvre d'assemblage étant dans sa phase initiale, la Fig. 4 est la même vue en coupe qu'à la Fig. 3, la manoeuvre d'assemblage étant en phase intermédiaire, la Fig. 5 est encore 1a même vue en coupe qu'à la Fig. 3, l'assemblage étant terminé, et la Fig. 6 est une vue partielle en plan du tranformateur de l'invention, une fois l'assemblage terminé. A la Fig. 1, on a montré un circuit magnétique fermé se composant de deux parties 1 et 2, la première partie 1 ayant la forme d'un U relativement plat et la seconde partie 2 la forme d'un barreau de même épaisseur que le U. Les parties 1 et 2 sont classiquement constituées chacune d'un empilage de tôles magnétiques dont les plans sont parallèles au plan général du U. Le barreau 2 est posé sur les faces supérieures des extrémités des branches du U. Autrement dit, la tôle inférieure du barreau 1 est en contact avec la tôle supérieure du U. Les états de surfaces des tôles dont on se sert pour constituer des circuits magnétiques sont suffisamment bons pour que les deux surfaces de contact entre le U et le barreau n'entraînent pas de fuites notables. Dans l'espace libre existant entre le barreau et la base du U, d'une part, et les deux branches du U, d'autre part, on a montré un conducteur électrique 3 transportant un courant alternatif d'alimenta tion, qui forme le primaire d'un transformateur d'intensité. Autour du barreau 2, on a montré une bobine 4, comportant quelques spires qui forment le secondaire du transformateur. La bobine 4 est évidemment électriquement isolée du barreau 2 par une carcasse en matière électriquement isolante. Le principe d'utilisation de l'ensemble de la Fig. 1 est le suivant. Pour monter le transformateur autour du conducteur 3, on ouvre le circuit magnétique en séparant ses parties 1 et 2, on place le U autour du conducteur 3 et on remet le barreau 2 sur les extrémités des branches du U. I1 suffit alors de brancher les fils de la bobine 4 aux bornes d'un ampèremètre à courant alternatif, montré schématiquement en 5. I1 apparaîtra que ces opérations s' effectuent sans avoir besoin de déconnecter le conducteur 3. Bien entendu, pour réaliser les opérations mentionnées ci-dessus en toute sécurité et d'une manière précise, il faut prévoir autour des différentes pièces magnétiques 1 et 2, d'autres pièces amagnétiques et isolantes qui permettent de manipuler les pièces magnétiques, de les assembler et de les protéger. A la Fig. 2., on a montré un ensemble de trois pièces distinctes qui remplissent ces fonctions: une pièce 6 destinée à loger la partie 1 en U, une pièce 7 destinée à porter le barreau 2 et la bobine 4, et une pièce 8 destinée à loger la pièce 7 et, en s'accrochant à la pièce 6, à positionner correctement la partie 1 en U et le barreau 2 pour fermer le circuit magnétique du transformateur d'intensité. La pièce 6 se compose d'un plancher 9 en forme de U, de deux parois latérales externes 10, d'un fond 11 et d'un plafond 12 en forme de U. Chaque branche du plancher 9 présente une paire de nervures 13 qui sont destinées à supporter directement la tôle inférieure de la partie 1 du circuit magnétique. Les nervures 13 sont parallèles à la direction des branches du plancher 9 et vont chacune du bord avant du plancher 9 jusqu'au fond 11. A l'extrémité avant de chaque nervure 13 est prévue un chanfrein 14. Chacune des parois latérales 10 a une hauteur suffisante pour loger la partie 1 du circuit magnétique entre le haut des nervures 13 et la face inférieure du plafond 12. Chaque paroi 10 est, à l'avant, pratiquement en face des chanfreins 14, prolongée vers le haut par un montant 15 dont le bord supérieur est en forme de came. La hauteur de chaque montant 15 est un peu plus grande que celle des parois 10. Les parois 10 présentent, sensiblement en face des bords avant 16 des branches du plafond 12, chacune deux oreilles horizontales 17 et 18 qui sont tournées vers l'extérieur et qui sont biseautées vers l'avant et se terminent perpendiculairement aux parois 10 vers l'arrière. En pratique, les oreilles 17 et 18 prolongent respectivement vers l'extérieur le plafond 12 et le plancher 9. Comme le montre la vue en plan de la Fig. 6, la face interne de chaque paroi 10 n'est pas rectiligne de la partie 15 au fond 11, mais est décrochée vers l'intérieur, légèrement avant les oreilles 17 et 18, pour constituer en 19 une face d'appui latérale pour la partie 1 du circuit magnétique. Le fond 11 a la même hauteur que les parois 10. La distance entre les bords internes 20 des branches du plancher 9 et la distance entre les côtés internes 21 des branches du plafond 12 sont égales. Les oreilles horizontales 17 sont de simples prolongements du plafond 12 et les oreilles 18 des prolongements du plancher 9. Les bases internes 22 et 23 des U du plafond 12 et du plancher 9 sont dans le même plan vertical. La pièce 7, Fig. 2, se compose d'une partie centrale qui forme la carcasse de la bobine 4 et qui est prolongée transversalement des deux côtés pour porter le barreau 2. La carcasse comprend deux joues 23 et 24 qui sont réunies par une paroi transversale avant 25 et une paroi transversale arrière 26. Entre les parois 25 et 26 sont prévues, à un niveau bas, trois languettes longitudinales 27 et, à un niveau haut, deux languettes longitudinales 28. La différence de niveaux entre la face supérieure de 27 et la face inférieure de 28 est égale à l'épaisseur du barreau magnétique 2. En pratique, les faces supérieures des languettes 27 présentent de petites bosses 30, visibles à la Fig. 3, permettant une insertion plus facile du barreau 2. Les parois 25 et 26 sont respectivement prolongées au-delà des joues 23 et 24, et leurs prolongements sont reliées par des voiles horizontaux 31 dont la face inférieure est au même niveau que les faces inférieures des languettes 28. Les prolongements et les voiles 31 assurent le logement des extrémités du barreau 2. Sur les faces supérieures des voiles 31, sont prévus des supports de vis de connexion 32. Dans les bords supérieurs des joues 23 et 24 sont prévues de petites fentes 33 qui servent à positionner les fils de liaison entre la bobine 4, bobinée sur la carcasse et les vis de 32. Les faces latérales de la pièce 7 constituées par des rebords verticaux 34 des voiles 31 portent chacune un bossage 35 présentant en son milieu une gorge verticale 36, dont on verra le rôle par la suite. Les bords inférieurs 37 des parois 25 et 27 ne descendent pas jusqu'en bas des joues 23 et 24 de manière à permettre de passer sous ces bords inférieurs les extrémités avant, y compris les nervures 13, des branches du plancher 9 de la pièce 6. On verra dans la suite comment se détermine la valeur du décalage en hateur des bords 37. La pièce 8 a la forme d'un étui avec un plancher 38, un plafond 39, deux faces latérales 40 et un fond 41. La hauteur entre le plancher 38 et le plafond 39 est égale à celle des joues 23 et 24 de la pièce 7. Sur le plancher 38, deux courtes nervures 42, dont une est, en plan, visible en traits tirets à la Fig. 6, partent du fond 41. Chaque nervure 42 se termine vers l'extérieur de la pièce 8 par un biseau 43, qui est visible sur les Figs. 3 à 5. Sur la face intérieure de chaque paroi latérale 40 est prévu un plot en relief 44 qui est destiné à s' encastrer dans la gorge verticale 36 du bossage 35 de la pièce 7, quand celle-ci est mise en place dans la pièce 8. Ce plot 44 apparaît aux Figs. 3 à 6. Dans le plafond 39 sont encore prévus des trous 45 par lesquels on peut accéder aux vis des supports 32 de la pièce 7. Enfin, l'étui de la pièce 8 comporte deux bras externes 46. Chaque bras 46 a une section transversale en U, ouvert vers l'intérieur. Dans la partie du bras 46 qui part de la paroi 40, la base du U est partiellement enlevée pour réaliser une ouverture d'accrochage 47. Tout au long du bras 46, le plan vertical des bords internes 48 et 49 se confond avec le plan de la face interne de la paroi 40. La partie basse horizontale, adjacente au bord inférieur 49, présente au bout du bras un biseau 50. Comme le montre la Fig. 6, chaque ouverture 47 est destinée à recevoir les oreilles d'accrochage de la paroi correspondante 10 de la pièce 6. Enfin, le bord externe du plancher 38 est biseauté en 51. Comme le montrent les Figs. 3 à 5, les oreilles 18 dépassent vers le bas sous le plancher 9 de la pièce 6. En pratique, le renflement 52 de l'oreille 18 a une épaisseur égale à celle des nervures 42 du plancher 38. De plus, le renflement 52 est biseauté en 53 comme les nervures 42 en 43. Avant d'assembler les trois pièces, on bobine le secondaire du transformateur autour de la carcasse entre les joues 23 et 24, et on place le barreau 2 dans la pièce 7 en le glissant entre les languettes 27 et 28. Les bosses 30 assurent un bond glissement du barreau. Les fils de la bobine sont passés dans les fentes 33 pour être reliés aux bornes correspondantes de 32. Le barreau 2 sur les bosses 30 apparaît à la Fig. 3. Par ailleurs, on enfile la partie 1 en U du circuit magnétique entre 9 et 12 dans la pièce 7. On va maintenant décrire comment on assemble le transformateur de l'invention autour d'un fil 3. Dans les Figs. 3 à 5, on suppose que le plan de coupe est confondu avec la face interne d'une paroi 40 de la pièce 8, ce qui explique que les oreilles 17 et 18 sont montrées coupées. A la Fig. 3, la pièce 7 a déjà été installée dans le fond de la pièce 8. On notera que la hauteur des joues 23 et 24 va de 38 à 39 et que ces joues sont poussées jusqu'au fond 41. En pratique, la pièce 7 est immobilisée quand le plot 44 a pris place dans la gorge 35 du bossement 35. A la Fig. 3, on a aussi représenté la première phase de l'entrée de la pièce 6 dans l'étui 8. Les parois latérales 10 se glissent le long des faces internes des parois 40 et, quand le montant 15 passe au-dessous du bossement 35, le plancher 9 est plaqué horizontalement sur le niveau du plancher 38. A noter que la hauteur du montant 15 a évidemment été choisie égale à la distance entre le bas du bossement 35 et le bas de la joue 23 ou 24. Comme le montre la Fig. 3, le circuit magnétique 1 porté par la pièce 6 est au-dessous du barreau 2 porté par le pièce 7. Les montants 15 en relation avec les bossements 35 évitent donc tout choc frontal entre les deux pièces magnétiques. A la Fig. 5, la pièce 6 a encore avancé. L'avant du plancher 9 est en train de monter sur les biseaux 43 des nervures 42 pendant que les biseaux 53 des renflements 52 des oreilles 18 montent sur les biseaux 50 des bras 46. A noter la distance entre les biseaux 43 et 51 a été choisie égale à celle qui existe entre les biseaux 53 et les bords avants du plancher 9 de la pièce 6. Il en résulte que la pièce 6 monte dans l'étui 8 tout en restant horizontale, ce qui plaque les bouts des branches du circuit 1 sous le barreau 2. La Fig. 5 montre l'ensemble terminé quand les montants 15 ont atteint le fond 41, les deux parties 1 et 2 du circuit magnétique étant bien plaquées l'une contre l'autre. A la Fig. 1, les oreilles 16 et 17 qui ont écarté les bras 46 ont atteint les ouvertures 47 et y sont bloquées, ce qui assure le verrouillage de l'ensemble. La Fig. 6 ne montre qu'une moitié du transformateur en position assemblée. Les pièces y sont dans les mêmes positions qu'à la Fig. 5. On a supposé les plafonds 39 et 12 enlevés ainsi que les dispositifs 32. Ainsi, on a pu faire apparaître clairement une des nervures 42. On voit qu'elle est en face de la ligne médiane du plancher 9, entre les nervures 13. La Fig. 6 fait aussi apparaître que le bord interne 20 de la branche du plancher 9 passe juste à l'extérieur de la joue 24. Il apparaît également à la Fig. 6 que l'espace existant entre la projection de la ligne 22 et la pièce 7 est suffisant pour y emprisonner un câble, tel que 3, Fig. 1. L'exemple de réalisation qui vient d'être décrit est évidemment susceptible de modifications sans sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1) Transformateur d'intensité à circuits magnétiques annulaires en deux parties, caractérisé en ce que les deux parties (1, 2) sont en contact par leurs faces latérales parallèles. 2) Transformateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens (42, 52) pour rapprocher les deux parties suivant un mouvement ayant une composante parallèle à leurs faces latérales parallèles et une composante perpendiculaire à celles-ci. 3) Transformateur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux parties du circuit magnétique sont la première (1) en forme de U et la seconde (2) en forme de barreau, les extrémités du barreau se superposant aux extrémités libres des branches du U. 4) Transformateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la première partie (1) en forme de U est logée dans un tiroir (6) en matière électriquement isolante et amagnétique en forme de U qui laisse découvertes les faces supérieures des extrémités de ladite première partie (1), et la seconde partie (2) en forme de barreau est portée par la carcasse (7) de la bobine (1) du secondaire qui laisse découvertes les faces inférieures de ladite seconde partie (2), ladite carcasse (7) étant logée dans un étui (8) en matière électriquement isolante et amagnétique dont le plancher (38) comporte des premiers moyens (42-43) pour soulever graduellement les branches (9) dudit tiroir (6) quand elles pénètrent dans l'étui (8) en passant sous ladite seconde partie (2) en forme de barreau, ledit tiroir (6) comportant des seconds moyens (52-53) pour soulever l'arrière du tiroir (6) en même temps que ses branches, appliquant ainsi les dessus des extrémités des branches de la première partie du circuit magnétique sous les extrémités de la seconde partie. 5) Transformateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les branches (9) du tiroir (6) sont munies de troisièmes moyens (10-15) pour le maintenir en position basse et horizontale jusqu'au début du mouvement ascensionnel. 6) Transformateur suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le tiroir (6) et l'étui (8) sont munis de moyens de verrouillage (16-17, 46-47) qui sont déclenchés quand le mouvement ascensionnel est terminé.