Brevet FR2664738A1 — publié le 19920117

La présente invention concerne un transformateur de mesure de courant basse tension, ou réducteur de courant, dont la fonction est de ramener à une valeur raisonnable (5 ou 1A) le courant à mesurer. Ce transformateur a pour but principal l'alimentation d'ampèremètres et/ou l'alimentation de compteurs électroniques pour la mesure de l'énergie électrique en basse tension ou en moyenne tension. Cette utilisation spécifique est nullement limitative, puisque ces transformateurs sont susceptibles d'alimenter tout récepteur électrique nécessitant la mesure d'une intensité exacte. Différents transformateurs de mesure de courant sont disponibles sur le marché. Ils sont tous constitués par un boîtier dans lequel est logé la partie active du transformateur. Cette partie active est composée d'un circuit magnétique isolé, d'un bobinage secondaire isolé et d'un bobinage primaire qui peut être constitué - soit par plusieurs spires (type primaire bobiné) - soit par une seule spire (type traversé). Dans ce cas c'est le conducteur transitant l'intensité à mesurer (câble, barre, tube ou rond) qui sert de spire, et qui traverse simplement en son centre le transformateur. Les extrémités du bobinage sont reliées à des bornes primaires (pour le bobinage primaire), et à des bornes secondaires (pour le bobinage secondaire). Ces bornes peuvent être filetées ou non, leur seule fonction étant respectivement d'assurer, sans échauffement des contacts, la liaison entre les barres ou les câbles transitant l'intensité à mesurer et l'appareil à alimenter, le transformateur de mesure de courant jouant ainsi le rôle d'un interface réducteur de courant L'installation de ces transformateurs de courant ne pose aucun problème lorsque l'installation électrique n'est pas encore en service ; si ce n'est celui du temps passé à effectuer les raccordements sur les bornes primaires et secondaires du transformateur. Le temps passé devient précieux lorsqu'il s'agit d'une installation en service, car il y a obligatoirement interruption de la distribution électrique, au moment du changement de la puissance souscrite, ce qui implique a) l'arrêt de l'activité dans l'usine ou l'immeuble, puisqu'il n'y a plus fourniture d'énergie b) une perte d'exploitation pour le distributeur de l'énergie (EDF en France) et également pour l'utilisateur. Jusqu'à présent, le comptage s'effectue avec des compteurs électro-mécaniques dont la consommation propre est loin d'être négligeable (plusieurs VA). Le distributeur d'énergie exigeait donc de ces transformateurs de mesure de courant pour comptage basse tension - un régime de précision de 15 VA cl 0,5 - et a normalisé les rapports suivants 50/5 - 100/5 - 200/5 (type primaire bobiné) 500/5 - 1000/5 - 2000/5 (type traversé) donc six transformateurs de mesure selon la norme HN 42 S 55. A la suite d'incidents sur le rapport 200/5 A (échauffement au contact sur les bornes primaires) le distributeur d'énergie (EDF) a décidé pour son "tarif jaune" de normaliser les intensités suivantes : 100/5 200/5 - 500/5A. Compte tenu des progrès réalisés dans la réalisation des tôles magnétiques, il a été possible de réduire à trois le nombre de transformateur pour mesurer ces 6 intensités - 100/5A - 15 VA cl 0,5 (type primaire bobiné) - 200-500/5A - 15 VA cl 0,5 (type traversé) - 1000-2000/5A - 15 VA cl 0,5 (type traversé) Dans les deux derniers cas, le gain de temps lorsqu'il fallait changer le rapport était très important, puisqu'il suffisait de modifier une seule connexion sur le secondaire, mais cette solution exigeait encore la mise hors tension de l'installation avec tous les inconvénients qui en découlent. I1 est connu d'adjoindre à un transformateur de mesure type traversé, un barreau non normalisé traversant le transformateur (à la place d'une barre, d'un rond ou d'un tube appelé communément canon), une poignée fixée sur le transformateur de façon non amovible et un courtcircuiteur ainsi qu'un détrompteur installés sur les bornes secondaires permettant ainsi l'embrochage et le débrochage du transformateur sur des mâchoires normalisées, d'une manière strictement identique à ce qui existe depuis des dizaines d'années pour les fusibles basse tension. Cette réalisation a fait l'objet du brevet français 2 571 539. Cette solution présente pour le distributeur d'énergie l'avantage d'un gain de temps appréciable lors du changement du transformateur mais elle présente les inconvénients suivants a) de nécessiter l'interruption de l'alimentation en énergie électrique, b) de nécessiter des transformateurs à un seul rapport - 1 au rapport 100/5 - 15 VA cl 0,5 (du type primaire bobiné) - 1 au rapport 200/5 - 15 VA cl 0,5 (du type traversé) - 1 au rapport 500/5 - 15 VA cl 0,5 (du type traversé) donc trois transformateurs au lieu de deux. L'apparition, en 1990, du compteur électronique sur le marché bouleverse la technique du transformateur de mesure, puisque ces nouveaux compteurs ont une consommation inférieure à 1 VA, soit de 3 à 7 fois plus faible que celle des compteurs électro-mécaniques en service actuellement. C'est ainsi que la société Constructions Electriques R.S a mis au point un nouveau transformateur de mesure de courant tricalibre du type traversé - 100 - 200 - 500 / 5 A avec un trou de passage de 36 mm de diamètre, et classe de précision 0,5 dans les plages de consommations suivantes - de O à 5 VA en 100/5 - de O à 5 VA en 200/5 - de O à 5 VA en 500/5. Le but de la présente invention est de réaliser un transformateur de mesure de courant débrochable à plusieurs rapports de réduction de courant, permettant ainsi de couvrir tous les besoins de réduction de courant à partir d'une plage d'intensités par exemple comprises entre 100 et 500A, le passage d'un rapport à un autre pouvant être effectué sans interrompre l'alimentation électrique, c'est-à-dire sans couper le courant primaire. Le transformateur de mesure de courant débrochable du type traversé, à plusieurs rapports de réduction de courant, visé par l'invention, comprend un couteau constituant le circuit primaire traversant le boîtier au transformateur et le bobinage secondaire contenu dans ce boîtier, ce bobinage secondaire comportant des bornes de sortie reliées aux extrémités du bobinage secondaire, des bornes intermédiaires étant prévues sur celui-ci pour obtenir les différents rapports de réduction de courant. Suivant l'invention, ce transformateur est caractérisé en ce que la face extérieure du boîtier comporte une borne reliée à l'une des bornes de sortie et plusieurs bornes reliées par des conducteurs situés à l'intérieur du boîtier respectivement à l'extrémité du bobinage secondaire correspondant à la borne de sortie et à chacune desdites bornes intermédiaires, des moyens étant prévus pour établir des connexions électriques entre les différentes bornes afin de modifier le rapport de réduction de courant. Gracie à ces bornes prévues sur la face extérieure du boîtier, l'utilisateur peut modifier le rapport de réduction de courant, sans interrompre le courant primaire du transformateur et en particulier sans le débrocher. De plus, l'utilisateur dispose ainsi d'un transformateur unique pouvant couvrir tous les besoins pour des intensités de courant primaire situées dans une plage étendue par exemple comprise entre 100 et 500 A. Selon une version avantageuse de l'invention, lesdits moyens permettant de modifier le rapport de réduction de courant comprennent une barrette métallique pouvant être raccordée de façon amovible aux différentes bornes, ou un commutateur pouvant relier successivement les différentes bornes. Ces moyens sont de mise en oeuvre très simple pour les utilisateurs. Selon une version préférée de l'invention, ladite face extérieure du boîtier comporte en outre deux bornes reliées respectivement à la borne de sortie et à l'extrémité du bobinage secondaire correspondant à la borne de sortie, des moyens étant prévus pour mettre lesdites bornes en court-circuit. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ciaprès. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un transformateur conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus du transformateur, - la figure 4 est une vue de dessous du transformateur, après enlèvement de la poignée amovible, - la figure 5 est le schéma électrique du transformateur. Dans la réalisation des figures 1 à 4, le transformateur de mesure de courant débrochable du type traversé, à plusieurs rapports de réduction de courant, comprend essentiellement un couteau 1 constituant le circuit primaire traversant le boîtier 2 du transformateur et le bobinage secondaire (non représenté) contenu dans ce boîtier. Ce bobinage secondaire comporte des bornes de sortie S1, S2 reliées aux extrémités de ce bobinage. Ce bobinage secondaire est schématisé sur la figure 5. Sur cette figure 5, le bobinage secondaire 3 comporte entre ses bornes d'extrémités 3a, 3b deux bornes intermédiaires 3c, 3d qui permettent d'obtenir différents rapports de réduction de courant, par exemple 100/lA, 200/1A et 100/lA. Conformément à l'invention, la face extérieure 4 (voir figure 4) du boîtier 2 comporte une borne 5 reliée à l'une Si des bornes de sortie, et plusieurs bornes 5a(500), 5b(200), 5c(100) reliées par des conducteurs 6, 7, 8 (voir figure 5) situés à l'intérieur du boîtier 2 respectivement à l'extrémité 3b du bobinage secondaire 3 correspondant à la borne de sortie (Si), et à chacune desdites bornes intermédiaires 3d et 3c. Par ailleurs, des moyens sont prévus pour établir des connexions électriques entre les différentes bornes 5, 5a, 5b, 5c afin de modifier le rapport de réduction de courant. Dans la réalisation représentée, lesdits moyens comprennent une barrette métallique 9 par exemple en cuivre pouvant être raccordée de façon amovible aux différentes bornes 5, 5a, 5b, 5c. (La barrette pourrait être un fusible). Ces moyens pourraient également être constitués par un commutateur pouvant relier successivement les différentes bornes 5, 5a, 5b, 5c. D'autre part, la face extérieure 4 du boîtier 2 comporte en outre deux bornes A, B reliées respectivement (voir figure 5) à la borne de sortie S2 et à l'extrémité 3b (500) du bobinage secondaire correspondant à la borne de sortie Si. Une barrette 10 ou un commutateur ou un fusible est prévu pour mettre les bornes A et B en courtcircuit. On voit en outre sur les figures 1 et 4 que la face 4 pourvue des bornes 5, 5a, 5b, 5c et A, B est située à l'opposé des bornes de sortie Si, S2 du bobinage secondaire. Selon une réalisation préférée de l'invention, ladite face 4 est pourvue d'un cache amovible. Comme montré en pointillés sur la figure 2, le cache fait partie d'une poignée 11 fixée de façon amovible à des ferrures 12 solidaires du boîtier 2 et permettant de débrocher ou d'embrocher le couteau 1 du transformateur par rapport au circuit électrique auquel les extrémités du couteau sont destinées à être raccordées. On voit plus précisément sur la figure 2 que la poignée 11 se trouve à l'opposé du côté pourvu d'une arête vive la du couteau 1 et par lequel celui-ci s'emboîte sur les connexions du circuit primaire. L'utilisation du transformateur conforme à l'invention est très simple. Supposons en effet, que l'utilisateur désire obtenir un rapport de réduction du courant de 100/lA. A cet effet, il lui suffit tout d'abord d'enlever la poignée 11 pour pouvoir accéder à la face 4 du boîtier du transformateur, puis de relier les bornes 5 et 5c (100) au moyen de la barrette 9 ou en tournant un commutateur. Il pourra procéder de la même façon pour obtenir un rapport de réduction de 500/1A ou 200/1A. Ainsi l'utilisateur peut, au moyen d'un transformateur unique, obtenir plusieurs rapports de réduction couvrant tous les besoins dans une plage d'intensités étendue. Tous ces rapports de réduction sont obtenus sans qu'il soit nécessaire d'interrompre l'alimentation électrique, ce qui est avantageux, à la fois pour le distributeur d'énergie (EDF) et pour les utilisateurs. D'autre part, étant donné que les bornes 5, 5a, 5b, 5c sont situées sur une face du boîtier qui est masquée par la poignée 11 qui peut éventuellement être munie d'un plombage de garantie d'inviolabilité, un utilisateur non autorisé ne pourra pas modifier lui-même le rapport de réduction. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le couteau 1 qui est plein dans l'exemple représenté, peut être remplacé par un couteau à encoches ou par deux demi-couteaux dans le cas d'un circuit primaire bobiné. Par ailleurs, le transformateur de mesure pourrait présenter plus de trois rapports de réduction. REVENDICATIONS 1. Transformateur de mesure de courant débrochable du type traversé, à plusieurs rapports de réduction de courant, comprenant un couteau (1) constituant le circuit primaire traversant le boîtier (2) du transformateur et le bobinage secondaire (3) contenu dans ce boîtier, ce bobinage secondaire comportant des bornes de sortie (S1, S2) reliées aux extrémités du bobinage secondaire, des bornes intermédiaires (3c, 3d) étant prévues sur celui-ci pour obtenir les différents rapports de réduction de courant, caractérisé en ce que la face extérieure (4) du boîtier comporte une borne (5) reliées à l'une (S1) des bornes de sortie et plusieurs bornes (5a, 5b, 5c) reliées par des conducteurs situés à l'intérieur du boîtier (2) respectivement à l'extrémité (500) du bobinage secondaire correspondant à la borne de sortie (Si), et à chacune desdites bornes intermédiaires (200 et 100), des moyens étant prévus pour établir des connexions électriques entre les différentes bornes afin de modifier le rapport de réduction de courant. 2. Transformateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une barrette métallique (9) (ou des fusibles) pouvant être raccordée de façon amovible aux différentes bornes. 3. Transformateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un commutateur pouvant relier successivement les différents bornes. 4. Transformateur conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite face extérieure (4) du boîtier (2) comporte en outre, deux bornes (A, B) reliées respectivement à la borne de sortie (Sz) et à l'extrémité du bobinage secondaire correspondant à la borne de sortie (Si), des moyens étant prévus pour mettre lesdites bornes (A, B) en courtcircuit. 5. Transformateur conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite face (4) pourvue desdites bornes (5, 5a, 5b, 5c, A, B) est située à l'opposé des bornes de sortie (Si, S2) du bobinage secondaire. 6. Transformateur conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que ladite face (4) est pourvue d'un cache amovible, indépendant de la poignée d'extraction du transformateur, interdisant l'accès aux bornes de connexion de la figure 4 et au couteau 1. 7. Transformateur conforme à la revendication 6, caractérisé par une poignée (11) fixée de façon amovible audit boîtier (2) et permettant de débrocher et d'embrocher le transformateur par rapport au circuit électrique auquel les extrémités du couteau (1) sont destinées à être raccordées.