Brevet FR2670624A1 — publié le 19920619

COURT-CIRCUIT ET BOITIER POUR PARAFOUDRE. La présente invention a pour objet un court-circuit et un boîtier pour parafoudre de sécurité c'est à dire un circuit établissant une liaison électrique dans des conditions particulières. On sait que les parafoudres ont pour objet de protéger les installations électriques contre les surtensions instantanées, dues par exemple à la foudre ou à tout autre incident de fonctionnement. Les parafoudres sont des composants en eux-mêmes connus constitués d'une enceinte céramique cylindrique aux extrémités de laquelle sont disposées deux électrodes, un gaz étant introduit dans ladite enceinte. Outre les parafoudres bipolaires, sont connus les parafoudres tripolaires dans lesquels une électrode centrale est reliée en permanence à la terre. Les deux électrodes d'extrémités sont connectées aux deux lignes conductrices de courant de manière à présenter une très forte impédance vis à vis des courants à tension normale. L'impédance diminue lorqu'une surtension apparaît, de sorte qu'au moins une partie de l'énergie électrique soit dérivée par le parafoudre pour protéger les installations utilisatrices qui autrement seraient détruites. Lorsque la tension aux bornes d'un parafoudre augmente, il ne se produit pas dans un premier temps de chute de potentiel étant donné la grande résistance du parafoudre qui au départ est supérieure à un Gigohm. Seul un léger courant de fuite se développe et augmente avec le choc électrique. Puis on observe une stabilisation du potentiel V et enfin un effet d'avalanche dû à la multiplication des porteurs, la résistance du parafoudre diminuant alors très notablement. Enfin, les électrons passent d'une électrode à l'autre, il apparaît un régime d'arc qui se traduit par une baisse de la résistance du parafoudre et la transmission du courant entre les deux électrodes. Bien entendu, cet allumage du parafoudre se traduit par une très notable augmentation de température d'où des risques d'incendie qu'il convient d'annihiler. La présente invention a pour objet de pallier cet inconvénient en permettant une mise en court-circuit rapide du parafoudre avant qu'une augmentation notable de température ne se produise de manière à assurer la sécurité de fonctionnement vis à vis des incendies, les fusibles ou disjoncteurs coupant rapidement le courant. Selon la présente invention, le court-circuit pour parafoudre est caractérisé en ce qu'il comprend une barrette dont les extrémités sont recourbées de manière à venir en contact avec les électrodes d'extrémités, à partir du milieu de laquelle fait saillie une branche sensiblement hémicylindrique dont le diamètre est inférieur au diamètre du parafoudre. Le court-circuit étant réalisé en acier élastique, la géométrie du court-circuit conduit à l'appui par la partie cylindrique formant un ressort sur la barrette dont les extrémités portent sur les électrodes. Une pression mécanique des deux extrémités de la barrette est ainsi maintenue en permanence. Bien entendu les extrémités de la barrette sont revêtues d'une couche fine isolante à température de fusion relativement basse de manière à ce que le court-circuit devienne effectif dès qu'une augmentation notable de température se produit. Selon une autre caractéristique de l'invention, la broche hémicylindrique du court-circuit présente une fente axiale. Cette fente permet le passage de l'électrode de masse lorsque l'on se trouve en présence d'un court-circuit pour parafoudre tripolaire. Le court-circuit selon l'invention peut ainsi être utilisé sans modifications particulières sur tous les parafoudres existants, dont les dimensions sont normalisées, qu'ils s'agissent de parafoudres bi ou tripolaires. Ainsi lorsqu une surtension se produit le parafoudre commence à s'échauffer dès que le phénomène d'avalanche se déclenche et sous l'influence conjuguée de la pression du ressort du court-circuit et de la température, le revêtement isolant du court-circuit fond ce qui établit un contact entre l'électrode de masse ou de terre ou entre les électrodes d'extrémité qui se trouvent ainsi portées au même potentiel. I1 en résulte que les dispositifs sensibles à l'intensité tels que des disjoncteurs différentiels ou des fusibles sautent et que le passage du courant dans les appareils utilisateurs est interrompu. La présente invention vise également un boîtier de montage d'un parafoudre sur un circuit déterminé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en regard des figures qui représentent - La figure 1, une vue en perspective de court-circuit selon l'invention - la figure 2, un parafoudre de type connu sur lequel est monté un court-circuit selon l'invention - les figures 3, 4, 5 des vues respectivement en élévation, en vue de côté et en vue par-dessus d'un boîtier de montage d'un parafoudre comprenant un court-circuit selon l'invention. Sur la figure 1, on voit que le court-circuit se compose essentiellement d'une barrette 1 dont la longueur est sensiblement égale à la longueur d'un parafoudre se terminant par deux extrémités repliées 2. Dans la partie centrale du court-circuit, désigné de manière générale par la référence 10, fait saillie une partie sensiblement hémicylindrique 3 dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre du parafoudre sur lequel le court-circuit sera monté. La partie 3, présente une fente axiale 4 destinée à permettre le passage d'une électrode de terre par exemple. Ainsi, un tel court-circuit peut se monter sur des parafoudres bipolaires ou éventuellement tripolaires avec une queue. Cette fente axiale 4 permet par ailleurs le maintien en position latérale du court-circuit dans le cas des parafoudres bipolaires. De préférence, l'ensemble du court-circuit, ou sa surface inférieure, est revêtu d'une couche d'un verni plastique fondant à basse température. Cela évite toute opération sur les électrodes du parafoudre en ce qui concerne l'isolation. La figure 2 représente un court-circuit selon l'invention monté sur un parafoudre tripolaire. Le parafoudre comprend un corps 5 aux extrémités duquel se trouvent deux électrodes respectivement 6 et 7. Dans la partie médiane s'étend l'électrode de terre 8 en forme d'anneau. Sur la figure 2, on a représenté le court-circuit 10 en position et comme cela apparaît sur la figure la barrette 1 est déformée par le montage sur le parafoudre de manière à ce que la portée des bords 2 de la barrette 1 soit sensiblement ponctuelle ou linéaire. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, les extrémités 2 présentent deux plis pour permettre un contact plus ferme avec le bord des électrodes 6 et 7. I1 importe en effet que la surface de contact entre les électrodes et la barrette soit aussi limitée que possible pour obtenir très rapidement la fusion de l'isolant 9.Cette portée avec pression résulte des dimensions du court-circuit 10 d'une part et de sa matière constitutive d'autre part qui comme indiqué précédement est, par exemple, de l'acier inoxydable présentant une certaine élasticité. Les court-circuits selon l'invention peuvent être utilisés par un simple remplacement sur un parafoudre après le développement d'une surtension pour une raison quelconque. Mais, il est souhaitable que les parafoudres eux-mêmes soient protégés des intempéries ou des agressions extérieures. On a déjà proposé de les inclure dans un boîtier et de les noyer dans la résine mais cette solution nuit au bon fonctionnement du parafoudre avec court-circuit qui exige du court-circuit une déformation mécanique. Aussi, la présente invention concerne également un module ou boîtier permettant un montage adapté d'un court-circuit selon l'invention sur un parafoudre, la liaison avec les circuits utilisateurs se faisant au moyen de broches de connexion. Les figures 3, 4 et 5 représentent un tel boîtier, la figure 3 étant une coupe verticale médiane et la figure 4 étant une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3. Sur ces figures, le boîtier 11 est moulé en matière plastique. A l'intérieur du boîtier 11 est formée une cavité 16, apte à contenir un parafoudre qui, dans l'exemple représenté est un parafoudre tripolaire 5 du type de celui qui est montré sur la figure 2 ; les mêmes références étant conservées. Le parafoudre 5 est maintenu à l'intérieur du boîtier 11 par des connecteurs 12 élastiques qui portent à l'intérieur de creux centraux formés dans les électrodes d'extrémité 6 et 7. Les connecteurs 12 se prolongent vers le bas par des plaques conductrices 14 s'étendant dans le compartiment 18 du boîtier 11. La queue 13 de l'électrode 8 s'étend également vers le bas à l'intérieur d'un fourreau 17. Les trois électrodes 6, 7 et 8 peuvent ainsi être aisément connectées à un circuit utilisateur. Le court-circuit 10 est disposé sur le parafoudre 5, comme représenté sur la figure 4, de manière à interconnecter les électrodes en cas de fusion de l'isolant consécutive à l'apparition d'une surtension. Les connecteurs 12, 14 assurent simultanément le maintien mécanique du parafoudre 5 et la conductibilité électrique des électrodes d'extrémité 6 et 7. Pour des raisons de sécurité, le parafoudre doit être isolé de l'extérieur et, comme connu en soi, un couvercle de résine 19 est disposé au-dessus du parafoudre pour fermer le module. Mais, le court-circuit ne doit pas être noyé dans la résine. A cet effet, on introduit dans le boîtier 11 une entretoise 15 qui repose sur la partie supérieure des contacteurs 12, l'entretoise présentant une forme d'arche surélevée par rapport au parafoudre 5. La résine 19 est ensuite coulée sur l'entretoise 15 et, après polymérisation assure l'étanchéité du compartiment 16. En cas d'incident, l'ensemble du module est changé très rapidement par embrochage. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Court-circuit pour parafoudre caractérisé en ce qu'il comprend une barrette (1) dont les extrémités (2) sont recourbées de manière à venir en contact avec les électrodes (5, 6) du parafoudre, à partir d'un milieu de laquelle fait saillie une branche sensiblement hémicylindrique (3) dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre du parafoudre, la surface interne des extrémités (2) étant revêtue d'une couche isolante (9) à bas point de fusion, le court-circuit étant constitué en un métal à bon coefficient d'élasticité. 2) Court-circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la branche hémicylindrique (3) présente une fente longitudinale (4). 3) Boîtier pour un parafoudre muni d'un court-circuit selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le parafoudre (5) est maintenu par appui élastique de connecteurs (12) sur les électrodes d'extrémité (5, 6). 4) Boîtier selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une entretoise (15) prenant appui sur les connecteurs (12) est disposée au-dessus du parafoudre (5) pour isoler celui-ci de la résine d'obturation (19).