Brevet FR2737355A1 — publié le 19970131

DISPOSfI1F DE MISE A LA LEURRE POUR CI-IEMIN DE CABLES. La présente invention est relative aux chemins de câbles et concerne un dispositif de mise à la terre utilisable sur ceux-ci. On entend de façon générale par chemins de câbles les conduits en forme de goulotte à profil transversal généralement en U utilisés pour assurer le transport, le soutien, le logement et la protection de câbles ou conducleurs électriques de toule nature, conduits réalisés en tronçons assemblés entre eux par des moyens de fixation généralement appelés éclisses. L'invention concerne notamment plus précisément deux types de tels chemins dc câbles ceux qui sont en tôle et présentent généralement de place en place des perforations longitudinales régulièrement disposées, et ceux dits en fils qui sont composés d'un treillis dc fils métalliques longitudinaux el transversaux soudés entre eux. Dans une installation électrique desservie par un chemin de câbles devant transporter el supporter des câbles électriques basse, moyenne et/ou haute tension, il est souvent prévu que cette installation soit reliée à la terre pour assurer la protection des personncs physiques ainsi que celle des appareils alimentés et celle des organes de commande et de signalisation situés dans les armoires ou pupitres alimenlés par lesdits câbles. En effet toute perte ou fuite dc courant occasionnée par la rupture ou la blessure d'un câble doit être collectée par le réseau de terre alin d'éviter tout risque pour le personnel travaillant à proximité et pour le matériel alimenté par les câbles. l,a mise à la terre d'une telle installation nécessite une bonne continuité électrique tout le long du parcours des câbles. Vis-à-vis de la continuité électrique les éclisses de liaison entre tronçons du chemin de câble constituent un point faible de l'installation car il s'agit de pièces rapportées sur les tronçons, prévues pour permettre un assemblage simple et rapide mais sans garantie d'une bonne continuité électrique. I > our assurer la continuité électrique indispensable à la mise à la terre de l'installation, dans la technique actuellement connue, on fixe sur chaque tronçon de chemin de câbles un support de bornes de mise à la terre, le mode de fixation étant étudié pour garantir un bon contact électrique. Ces supports de bornes, réalisés cn acier galvanisé, doivent être reliés entre eux deux par deux après le montage des tronçons au moyen dc bornes connus en soi et d'un conducteur en cuivre dont la section est calculée pour permettre l'écoulement du courant de fuite d'intensité maximale pouvant se produire sur l'installation. Ensuite la mise à la terre est assurée en reliant certains supports de bornes à intervalles réguliers au réseau de terre via une borne connue en soi par un conducteur en cuivre de même section que ceux qui relient les supports de bornes entre eux. Le nombre de supports de bornes reliés au réseau de terre peut varier de un par tronçon de chemin de câbles à un tous les x mètres, x étant fonction des prescriptions techniques propres à l'installation el notamment du type de chemin de câbles, du modèle et de la fixation des éclisses, des câbles à ansporter, etc ; il est couramment préconisé par exemple de relier un support de bornes au réseau de terre tous les 9 m, soit un support sur trois si les tronçons ont une longueur de 3 m comme cela est fréquement le cas. I,a mise en place des bornes el du conducteur en cuivre reliant les supports de bornes est une opération délicate et longue. In particulier pour éviter le couple galvanique pouvant naître de la proximité du cuivre du conducteur el du zinc du support galvanisé, il est nécessaire de mettre en place lors de la fixation du conducteur en cuivre sur le support de bornes des rondelles bimétalliques avec une face aluminium pour assurer le contact côté support de bornes et une face cuivre pour assurer le contact côté conducteur en cuivre. Cette opération est donc coûlcuse. I)e plus si elle n'csl pas réalisée selon les règles de l'art la mise à la terre sera inefficace ct l'installation de chemin de câbles présenlera des risques pour le personnel et le matériel en cas de courant de fuite. I nfin il n'est pas rare que les conducteurs en cuivre ainsi posés soient dérobés pour être revendus ce qui induit des coûts supplémenlaires dc remise en état et des risques personnels et matériels pendant la période précédant cette remise en état. On a voulu suivant l'invention remédier à ces inconvénients et concevoir un dispositif de mise à la terre pour chemins de câbles en tronçons en forme générale de U, en tôle ou en fils, pour lequel la prestation à réaliser sur chanlier sera très réduite et d'une grande simplicité, et donc conduisant à un coût de mise en oeuvre moindre et une plus grande sûreté pour le personnel el les matériels que les dispositifs de mise à la terre connus. On a cherché aussi à créer un dispositif de mise à la terre où les risques de vol sont considérablement réduits. Suivant l'invention le dispositif de mise à la terre comporte, pour chaque tronçon de chemin de câbles, un barreau longitudinal en matériau conducteur électriquement, dont la section transversale est calculée en fonction de l'intensité maximale de courant de fuite possible sur l'installation, et dont la longueur est inférieure à la longueur dudit tronçon de chemin de câbles. Chaque barreau est disposé le long d'une des parois et de préférence à l'extérieur du chemin de câbles. On entend par paroi une face plane du chemin de câbles, par exemple le fond ou une aile du U dans le cas d'un chemin de câbles en forme de U. Le barreau est maintenu en contact physique sur ladite paroi par au moins deux moyens de montage. Le nombre des moyens de montage est déterminé de façon à limiter la flexion du barreau. L.e profil transversal du barreau longitudinal peut être quelconque, la seule condilion étant que sa section permelte l'évacuation du courant de fuite vers le réseau de terre. Préférentiellement ce profil sera un rectangle plat, c'esl-à-dire ayant un côté nettement plus grand que l'autre, pour une plus grande facililé de mise en oeuvre. Avantageusement dans le cas d'un chemin de câble en fils le rectangle plat s'inscrit dans l'espace existanl entre deux fils longitudinaux. Certains barreaux longitudinaux régulièremenl répartis sont reliés électriquement à un support de bornes de mise à la terre connu cn soi, généralement en acier galvanisé, monté sur le tronçon correspondant de chemin de câbles de façon à assurer un bon contact électrique, et apte à être relié au réseau de terre. Cette liaison se fait par l'intermédiaire d'un conducteur électrique, rigide ou souple, de profil quelconque, dont la section transversale est équivalente à celle des barreaux sur le plan électrique, c'est-à-dire calculée pour l'intensité maximale du courant de fuite de l'installation pour assurer la continuité électrique du dispositif suivant l'invention. I,e choix des barreaux longitudinaux à relier au réseau de terre via un support de bornes dépend des prescriptions techniques propres à l'installation. Par souci d'efficacité dans la fonction de mise à la terre du dispositif et de slandardisation lors du montage on relie de préférence chaque barreau longitudinal à un support de bornes. Avantageusement le conducteur de liaison au support de bornes de mise à la terre aura le même profil transversal, la même section transversale et sera du même matériau que le barreau, avec une longueur tenanl compte de la position respective du barreau el du support. il sera fixé sur le barreau à une de ses extrémités et sur le support de bornes à l'autre de ses cxtrémités par au moins un moyen de fixation assurant la continuité électrique, le point de fixation sur le barreau longitudinal n'étant pas forcément une extrémité de ce barreau. De préférence le moyen de fixation est constitué d'un boulon et d'un écrou. Les barreaux longitudinaux sont reliés éleclriquement entre eux deux par deux par des moyens souples en matériau électriquement conducteur dont la section transversale est équivalente à celle des barreaux sur le plan électrique, c'est-â-dire calculée pour l'intensité maximale de courant de fuite possible sur l'installation pour assurer la continuité électrique du dispositif suivant l'invention. Il est nécessaire de prévoir des moyens souples pour absorber la dilatation différentielle des barreaux et des tronçons de chemin de câble qui ne sont pas réalisés dans un même matériau. De façon préférentielle les moyens souples de liaison sont des tresses du même matériau que les barreaux et assemblées à ceux-ci de façon à assurer la continuité électrique, par exemple par des boulons et écrous. Suivant l'invention il est donc possible de préparer hors chantier des tronçons de chemin de câbles équipés de leur barreau longitudinal, de leur support de bornes de mise à la terre et de la liaison entre les deux. Cetle opération délicate, en particulier en raison des précautions à prendre pour éviter les couples galvaniques, se fait en atelier dans d'excellentes conditions de coût et de qualité par rapport à la solution de l'art antérieur. La seule opération à faire sur chantier est très simple et consiste à relier entre eux les barreaux longitudinaux par des moyens souples, puis à relier de façon classique connue au réseau de terre les supports de bornes via une borne connue en soi par un conducteur électrique de section calculée pour l'intensité maximale du courant de fuite possible dans cette installation. De façon préférentielle les barreaux sont disposés le long du fond et à l'extérieur du chemin de câble, de façon qu'après montage ils se trouvenl enfermés entre les tronçons de chemin de câble et leurs consoles de supportage, évitant ainsi qu'on puisse les dérober. De façon très avantageuse, les barreaux longitudinaux, les conducteurs de liaison au support de bornes de mise à la terre et les moyens souples de liaison des barreaux entre eux sont réalisés en aluminium. I:n effet, le fait d'utiliser de l'aluminium évite le phénomène du couple galvanique entre le cuivre et le zinc et rend la mise en oeuvre d'une très grande simplicité. I.'aluminium étant moins conducteur que le cuivre il faut une section d'aluminium l, 6 fois plus grosse que de cuivre pour évacuer un même courant de fuite. Par conséquent, cette solution n'est guère exploitable dans les dispositifs connus de l'art antérieur car elle rendrait la mise en oeuvre encore plus difficile par la manipulation de conducteurs de grosse section assez rigides.Dans le dispositif suivant l'invention cela est possible car les seules pièces à assembler sur chantier sont les moyens souples de liaison entre les barreaux, qui peuvent être par exemple des tresses de fil d'aluminium. De préférence les moyens de liaison sont des boulons et écrous de qualité excluant tout risque de couple galvanique et permettant un couple de serrage nécessaire à une bonne liaison électrique. Il est par exemple possible d'utiliser une visserie acier qu'on isole par des rondelles en plastique. Les moyens de montage d'un barreau longitudinal sur un tronçon de chemin de câbles doivent être en matériau de classe "retardant flamme" pour résister à la température et être autolubrifiants vis-à-vis du matériau constituant le barreau pour éviter tout arrachement lors des glissements dus à la dilatation différentielle du barreau et du tronçon de chemin de câbles correspondant. Uoutes sortes de moyens sont utilisables, plus ou moins complexes, el nécessitant ou non l'utilisation de boulons de fixation et d'outillage de montage. Avantageusement les moyens de montage prennent appui sur le chemin de câbles par effet élastique sans nécessiter d'outillage et de moyen de fixation. I)e façon préférentielle le moyen de montage d'un barreau sur un tronçon de chemin de câble est un cavalier dont le profil intérieur enveloppe la section du barreau et qui comporte dans sa partie qui vient coopérer avec le chemin de câbles au moins deux ergots monlés élastiquement avec une force de rappel de façon qu'ils s'enclenchent sur le chemin de câbles par une simple poussée qui force les ergots à se déformer au contact du chemin de câbles puis à se bloquer en position par l'effet du retour élastique. Avantageusement le cavalier est réalisé dans une matière plastique ou polymère qui possède cette qualité de retour élastique. Dans le cas d'un chemin de câbles en fils, la distance entre les ergots du cavalier est légèrement inférieure à celle qui sépare deux fils longitudinaux. Ainsi par simple poussée les ergots s'écartent cie part et d'autre des deux fils longitudinaux puis se rabattenl derrière lesdits fils pour prendre appui sur eux et ainsi se bloquer en position. Dans le cas d'un chemin de câbles en tôle avec des perforations longitudinales régulièrement disposées, la distance entre les ergots du cavaliers est légèrement inférieure à celle qui sépare les bords de deux rangées de perforations longitudinales. Ainsi par simple poussée les ergots s'écartenl de part et d'autre du bord de deux perforations puis se rabattent derrrière lesdites perforations pour se bloquer en position en prenant appui sur le bord de ces perforations longitudinales. L'invention concerne également un chemin de câbles en treillis de fils longitudinaux et transversaux comportant le dispositif de mise à la terre qui vient d'être décrit, el un chemin de câbles en tôle présentant de place en place des perforations longitudinales régulièrement disposées comportant le dispositif de mise à la terre qui vient dêtre décrit. I'cxemple et les figures ci-apres décrivent de façon non limitalive un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention dans le cas d'un chemin de câbles en fils. Ta figure 1 représente en perspective ct partiellement le dispositif de mise à la terre suivant l'invention monté sur un chemin de câbles en fils d'acier, au droil d'une jonction de deux tronçons par une éclisse. La figure 2 représente une vue cn éclaté de la figure 1. l e chemin de câbles en fils 1 est constitué de tronçons dont deux tronçons 2, 3 assemblés par deux éclisses 4 sont représentés. Il est constitué d'un treillis de fils longitudinaux 5 et de fils transversaux 6 en forme de U, soudés entre eux à chaque intersection. Seule l'extrémité de chaque tronçon 2, 3 proche de l'éclisse est représentée sur la figure pour simplifier la représenlalion. Le dispositif de mise à la terre 7 comporte pour chaque tronçon un barreau longitudinal cn aluminium 8, 9 dc section rectangulaire plale et de longueur inférieure à celle des tronçons 2, 3 ; seule l'extrémité de chaque barreau 8, 9 proche de l'éclisse est représentée sur la figure. On voit que dans le cas de la figure l, à titre indicatif, la longueur des barreaux 8, 9 est inférieure à celle des tronçons 2, 3 de trois intervalles entre fils lransversaux 6 (un intervalle et demi à chaque extrémité). La section est calculée pour l'intensité maximale du courant dc fuite possible compte tenu du nombre et du type des câbles qui seront canalisés dans les tronçons 2, 3.Ces barreaux 8, 9 sont disposés le long du fond el à l'extérieur du profil en U des tronçons de chemin de câble 2, 3 et sont maintenus sur ce fond par des cavaliers 16 régulièrement espacés. La section des barreaux 8, 9 est déterminée de façon à ce qu'elle s'inscrive dans l'espace existant entre deux fils longitudinaux 5 du chemin de câbles 1. Chaque barreau longitudinal 9 est relié électriquement à un support de bornes de mise à la terre 10. La liaison se fait par l'intermédiaire d'un barreau transversal 11 en aluminium de même section que le barreau 9 et de longueur nécessaire pour la jonction entre lesdits barreaux et le support de bornes 10. Il n'est pas impératif de relier chaque barreau longitudinal 9 à un support de bornes 10 ; le choix des barreaux à relier est imposé par les prescriptions techniques propres à l'installation. La liaison du barreau transversal 11 et du barreau longitudinal 9 est assurée par un boulon et un écrou 12. De même la liaison entre le barreau transversal 11 ct le support de bornes 10 est assurée par un boulon et un écrou que l'on ne voit pas sur la figure 1. On voit sur la figure 2 le détail du support de bornes 10 et le détail du barreau transversal 11. Le support dc bornes 10 est une pièce en acier galvanisé assemblée par boulons et écrous sur le chemin de câbles 1 de façon à assurer un bon contact électrique et comportant un appcndice 20 pour recevoir une borne apte à être reliée au réseau de terre ; il n'est pas nécessairement silué en extrémité d'un barreau 9. Les barreaux longitudinaux 8, 9 sont reliés entre eux deux par deux avec une tresse métallique en aluminium 13 qui est fixé par des boulons et écrous 12 à une extrémité de chaque barreau 8, 9. Les boulons peuvent être communs à la fixation d'une tresse 13 et d'un barreau transversal il bien que ceci n'ait aucun caraclère impératif. On voit sur la figure 2 le détail de la tresse métallique 13 qui comporte à chacune de ces extrémités un enrobage métallique 14 muni d'un perçage 15 pour le passage des boulons 12. I.a tresse métallique a une section transversale calculée pour l'intensité maximale du courant de fuite possible sur le chemin de câbles 1 . Sa longueur est déterminée pour absorber les différences de dilatation entre l'aluminium des barreaux longitudinaux 8, 9 et l'acier des tronçons de chemin de câbles 2, 3. Les cavaliers 16 servent à maintenir les barreaux longitudinaux sur les tronçons de chemin de câbles 2, 3 et à limiter la flexion des dits barreaux ; pour ce faire il est prévu une distance de t m environ entre chaque cavalier. Ces cavaliers 16 représentés sur la figure 4 sont en matière plastique présentant une élasticité. Ils comportent un fond 17 qui vient s'appliquer contre une portion de la surface inférieure du barreau longitudinal 8, 9 et deux ailes 18 qui viennent enfermer ledit barreau, la distance intérieure entre les ailes 18 étant sensiblement égale à celle entre deux fils longitudinaux 5 du chemin de câbles 1, l'ensemble ayant une forme générale de U dont le profil intérieur permet le passage d'un barreau longitudinal 8, 9. Chaque aile 18 du cavalier 16 comporte un ergot 19 replié vers l'intérieur du cavalier 16, de façon à permeltre le passage d'un fil longitudinal 5 du chemin de câbles 1. Lorsqu'on met en place le cavalier 16 sur le chemin de câbles 1 autour du barreau 8, 9, les ergols 19 viennenl au contact de deux fils longitudinaux 5 du chemin de câble 1, s'écartent vers l'extérieur grâce à l'élasticité des ailes 18 puis viennent se bloquer en position sur ces fils 5 sous l'effet du retour élastique de l'aile 18. l'our simplifier le dispositif de mise à la terre 7 n'a été représenté sur la figure 1 qu'au droit de la liaison entre deux tronçons 2, 3. On comprend que le même schéma s'applique à chaque liaison entre deux tronçons du chemin de câbles 1 ; toutefois il n'est pas impératif que chaque tronçon 2, 3 comporte un support de bornes 10, ceci dépendant des prescriptions techniques propres à l'installation. Le dispositif de mise à la terre ainsi constitué est très facile à mettre en oeuvre car l'utilisation de l'aluminium évite tout problème de couple galvanique, les cavaliers ne nécessitent aucun outillage particulier pour leur mise en place, l'assemblage des barreaux longitudinaux avec les tresses métalliques est très simple à réaliser. On comprend également que le dispositif est difficile à dérober car les barreaux longitudinaux sont enfermés entre le fond du chemin de câbles et les consoles non représentées sur lesquelles celui-ci vient se fixer. Il faut ensuite relier ce dispositif 7 au réseau de terre de façon connue, celte liaison s'effectuant entre le réseau de terre et les supports de borne 10, par un conducteur électrique de section calculée pour l'intensité maximale du courant de fuite possible dans cette installation. l'exemple décrit concerne un mode particulier de réalisation du dispositif suivant l'invention, auquel il est possible d'apporter de nombreuses variantes.ll est en particulier possible d'utiliser le dispositif de mise à la terre suivant l'invention avec un chemin de câbles en tôle, comme cela a déjà été expliqué dans la description. Bien entendu, ces variantes ne sortent pas du domaine de l'invention revendiquée. REVFNDICAlIONS 1) Dispositif de mise à la terre (7) d'un chemin de câbles (1) comportant plusieurs tronçons (2, 3) assemblés par des moyens de fixation (4), et sur lequel, sur au moins certains tronçons (2, 3), est fixé un support de bornes de mise à la terre (10) apte à être relié au réseau de terre, caractérisé en ce que chaque tronçon (2, 3) comporte un barreau longitudinal (8, 9) de section transversale apte à évacuer vers la terre l'intensité maximale du courant de fuite, et de longueur inférieure à celle d'un tronçon (2, 3), chaque barreau (8, 9) étant disposé le long d'une paroi du tronçon (2, 3) correspondant et maintenu sur ladile paroi par au moins deux moyens de montage (16), el en ce que les barreaux longitudinaux (8, 9) sont reliés deux à deux par des moyens souples (13) en matériau électriquement conducteur de section transversale équivalente sur le plan électrique à celle desdits barreaux, au moins certains barreaux longitudinaux (8, 9) étant de plus reliés au support de bornes de mise à la terre (10) du tronçon correspondant (2, 3) par un conducteur de liaison (l1) en matériau électriquement conducteur de section transversale équivalente sur le plan électrique à celle desdits barreaux. 2) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'un support de bornes de mise à la terre est fixé sur chaque tronçon (2, 3) 3) Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que chaque barreau longitudinal (8, 9) est relié à un support de bornes de mise à la terre (tO) sur chaque tronçon correspondant (2, 3) du chemin de câbles (1) par un conducteur de liaison (11) en matériau électriquement conducteur de section transversale équivalente sur le plan électrique à celle desdits barreaux. 4) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le conducteur de liaison (11) entre le barreau longitudinal (9) d'un tronçon (3) et le support de bornes (10) dudit tronçon est un barreau transversal de même matériau el de même section que le barreau longitudinal. 5) I)ispositif suivant l'une des rcvendications 1 à 4 caractérisé en ce que les moyens souples (13) de liaison des barreaux longitudinaux (8, 9) sont des tresses du même matériau que lesdits barreaux. 6) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que chaque barreau longitudinal (8, 9) est disposé le long du fond et à l'extérieur du tronçon correspondant (2, 3). 7) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les barreaux longitudinaux (8, 9) sont en aluminium. 8) Dispositif suivant la revendication 7 caractérisé en ce que le conducteur de liaison (11) avec le support de bornes de mise à la terre (10) et les moyens souples de liaison ( l 3) sont en aluminium. 9) Dispositif suivant l'une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que les barreaux longitudinaux (8, 9), le conducteur de liaison (11) avec le support de bornes de mise à la terre (10) et les moyens souples de liaison (13) entre lesdits barreaux sont assemblés par des boulons et écrous (12). 10) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le moyen de montage (14) d'un barreau longitudinal (8, 9) sur un tronçon (2, 3) du chemin de câbles (1) est un cavalier (16) dont le profil intérieur enveloppe la section du barreau (8, 9) et qui comporte une partie venant coopérer avec le chemin de câbles (1), partie constitué d'au moins deux ergots (19) montés élastiquement avec une force de rappel. 11) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le chemin de câbles (1) est en treillis de fils longitudinaux et transversaux. 12) Dispositif suivant l'une des revendications 10 ou 11 caractérisé en ce que la distance entre les ergots (19) du cavalier (16) est telle qu'ils se bloquent en position en prenanl appui sur deux fils longitudinaux. 13) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le chemin de câble (1) est en tôle présentant de place en place des perforations régulièrement disposées. 14) Dispositif suivant l'une des revendications 10 ou 13 caractérisé en ce que la distance entre les ergots (19) du cavalier (16) est telles qu'ils se bloquent en position en prenant appui sur le bord de deux perforations longitudinales. 15) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que les barreaux longitudinaux (8, 9) onl une section transversale rectangulaire. 16) Dispositif suivant la revendication 15 caractérisé en ce que la section d'un barreau longitudinal (8, 9) s'inscrit dans l'espace entre deux fils longitudinaux (5) dans le cas d'un chemin de câble en fils (1). 17) Chemin de câbles en treillis de fils longitudinaux el transversaux caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mise à la terre suivant une des revendications 1 à 12 et 15 à 16. 18) Chemin de câbles en tôle présentant de place en place des perforations longitudinales caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mise à la terre suivant une des revendications 1 à 10 et 13 à 15.