Brevet FR2760564A1 — publié le 19980911

MODULE DE PROTECTION ENFICHABLE SUR UNE REGLETTE La présente invention se rapporte à un module de protection destiné à être enfiché sur une réglette, typiquement une réglette à coupure, en particulier pour applications téléphoniques ou informatiques, un tel module de protection étant destiné à protéger la ligne contre les coups de foudre ou autres surtensions. Comme état de la technique peut être cité le brevet FR-2.662.042 de la Société Demanderesse, où un module de protection de ce type est représenté en particulier sur les figures 3, 6, 8, 9 et 10. Ces modules de protection sont munis d'au moins un composant, appelé parafoudre ou parasurtenseur, qui est un éclateur contenant un gaz apte à s'ioniser en cas de surtension entre ses électrodes, provoquée par exemple par un coup de foudre sur la ligne téléphonique ou par une mise en contact accidentelle de la ligne téléphonique avec un fil du réseau électrique de puissance. Il y a alors création, entre ces électrodes, d'un arc électrique qui est maintenu tant que cette accidentelle surtension reste présente. Cet arc permet l'écoulement vers la masse des charges électriques transmises à la ligne par le coup de foudre, ou autre surtension, en venant shunter la ligne dont il assure finalement la protection. Cependant, un arc électrique a la propriété bien connue d'engendrer par rayonnement un flux calorifique énorme. La chaleur ainsi créée élève, en cas de fonctionnement du parafoudre, considérablement sa température, ce qui a souvent pour effet néfaste de ramollir ou fondre toutes les pièces environnantes qui sont en matière plastique, comme le sont en particulier le boîtier isolant du module de protection ainsi que les galettes réceptrices de la tête de câble d'un répartiteur téléphonique. Les solutions connues pour pallier cet inconvénient font usage de divers dispositifs qui viennent court-circuiter le parafoudre sous l'effet de la chaleur qu'il dégage. Chaque borne de ligne est alors mise à la masse, ce qui éteint immédiatement l'arc électrique dans le parafoudre tout en continuant l'évacuation à la masse des charges électriques précitées. Ces solutions connues ont cependant un autre inconvénient, dû justement au fait que, tant que la perturbation extérieure continue à être présente sur lå ligne téléphonique, les charges électriques engendrées par cette perturbation continuent à s'écouler à la masse après que le parasurtenseur a été mis en courtcircuit, cet écoulement de charges se faisant par la ligne téléphonique, ce qui entraîne un échauffement souvent prohibitif de cette dernière. L'invention vise à remédier à ce dernier inconvénient. Elle se rapporte à cet effet à un module de protection destiné à être enfiché sur une réglette d'interconnexion de lignes, typiquement de lignes téléphoniques ou informatiques, ce module de protection réalisant, lorsqu'il est enfiché, la liaison entre les deux brins de la ligne de départ et les deux brins de la ligne d'arrivée, et contenant au moins un composant parasurtenseur qui déclenche en cas de coup de foudre ou autre surtension sur la ligne d'arrivée sur laquelle il est branché en dérivation, ce module étant caractérisé en ce qu'il comporte un baladeur qui peut se déplacer entre-deux positions de butée une première position dans laquelle il est retenu, à l'encontre de la force de répulsion d'un organe élastique en précontrainte, par un élément thermo-fusible, et dans laquelle d'une part il maintient ouvert au moins un interrupteur soit de court-circuit des deux brins de ligne de départ, soit de mise à la masse d'au moins un de ces deux brins de ligne de départ, et d'autre part il maintient fermés deux interrupteurs qui équipent respectivement chacun des deux brins de ligne d'arrivée, et une deuxième position de butée dans laquelle il est déplacé par la détente de cet organe élastique lorsque, le parasurtenseur ayant amorcé, cet organe élastique est relâché en raison de la fusion de l'élément thermo-fusible due à la chaleur alors dégagée par ce parasurtenseur, ce mouvement de déplacement entraînant, par des moyens mécaniques qui lui sont liés, d'une part l'ouverture de ces deux interrupteurs de ligne d'arrivée, ce qui entraîne l'extinction du parasurtenseur, et d'autre part, de manière soit strictement concomitante soit légèrement retardée, la fermeture du ou des interrupteurs de court-circuit ou mise à la masse de la ligne de départ, ce qui permet, au niveau de l'installation qui est située en aval du module et sur la ligne de départ, de détecter l'événement Avantageusement, ce baladeur est en matière électriquement isolante, typiquement en matière synthétique. De toute façon, I'invention sera bien comprise, et ses avantages et caractéristiques ressortiront mieux, lors de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel Figure I est un schéma électrique du module de protection, avant un déclenchement du parasurtenseur. Figure 2 est un schéma électrique de ce même module, après déclenchement du parasurtenseur sous l'effet d'une perturbation. Figure 3 est une vue en plan, avec coupe partielle, montrant une réglette en place sur son châssis récepteur, et le module de protection une paire qui est prêt à être enfiché sur cette réglette. . Figure 4 est une vue perspective éclatée de ce module de protection, sans son enveloppe en deux demi coques. Figure 5 montre ce même module, après assemblage mais avant fermeture de son enveloppe en deux demi-coques. -o Figure 6 est une vue de côté, en coupe longitudinale partielle, de ce module. Figure 7 est une vue semblable à Figure 6, mais après déclenchement du parasurtenseur suite à une perturbation. Figure 8 est une vue de dessus de ce même module, avant déclenchement du parasurtenseur. Figure 9 est une coupe horizontale de ce même module, effectuée au niveau des pattes de connexion du parasurtenseur, dans la position selon Figure 8. Figures 10 et 1 1 sont des vues respectivement semblables à Figures 8 et 9, mais montrant les positions acquises après déclenchement du parasurtenseur. En se référant aux figures 1 et 2, il est tout d'abord expliqué le fonctionnement électrique de ce module de protection. La figure I est le schéma électrique en fonctionnement normal, c'est-àdire lorsque le module 1, représenté ici sous la forme d'un quadripôle, est normalement enfiché par exemple sur une réglette de répartiteur téléphonique, et qu'aucune perturbation extérieure (coup de foudre, surtension) n'est appliquée. Les deux brins 2, 3 de la ligne de départ sont, dans cette position, connectés directement aux deux brins 4, 5 de la ligne d'arrivée à travers le module 1. Typiquement, la ligne de départ 2, 3 est celle de l'autocommutateur de la Compagnie de Distribution Téléphonique, tandis que la ligne d'arrivée 4,5 est une des lignes monopaire du câble téléphonique des abonnés. Les deux bornes de sortie 6, 7 du module 1 sont, dans ce module, connectées à ses deux bornes d'entrée 8, 9 par deux liaisons respectives 10, 11 qui comportent chacune un interrupteur respectif 12, 13 qui est maintenu fermé tant que le parasurtenseur tripolaire 14 n'a pas amorcé. Ce parasurtenseur tripolaire 14 est, de manière bien connue, branché , dans le module 1, entre les deux liaisons de lignes10 et 11, avec son électrode médiane 15 classiquement reliée à la masse du module. Entre la liaison de ligne 10 et la masse est branché un interrupteur 16 qui est lié à l'interrupteur 12 par une liaison mécanique 17 qui le maintient ouvert lorsque cet interrupteur 12 est fermé, et vice versa. De manière identique, un autre interrupteur 18, lié mécaniquement de même façon à l'interrupteur 13 par une liaison mécanique 19 identique à la liaison 17, est branché entre la borne de masse 15 et l'autre brin de ligne il. Dans l'état de fonctionnement normal de la figure 1, les deux interrupteurs 16 et 18 sont donc maintenus ouverts, tandis que les deux interrupteurs 12 et 13 sont maintenus fermés l.a figure 2 illustre ce qui se passe lorsqu'une perturbation 20, telle qu'un coup de foudre par exemple, est introduite sur un des brins 4 de la ligne d'arrivée en provenance de l'abonné. Dans un tel cas, la surtension engendrée par cette perturbation 20 entraîne l'amorçage du parasurtenseur 14, qui s'ionise en venant court-circuiter à la masse 15 les deux fils de ligne 10, 11. La chaleur dégagée par ce déclenchement du parasurtenseur 14 fait alors fondre un élément fusible qui est intégré à la double liaison mécanique 17, 19, et la fusion de cet élément libère, dans cette liaison 17, 19, un baladeur qui était jusqu'alors en précontrainte élastique et en une première position de butée. Ce baladeur se déplace alors vers son autre position de butée, et ce déplacement provoque, selon Figure 2 D'une part l'ouverture des deux interrupteurs série 12 et 13, ce qui ouvre la ligne d'arrivée 4, 5. La perturbation 20 n'est alors plus appliquée au module 1, de sorte que le parasurtenseur 14 s'éteint de lui-même. D'autre part, soit de manière strictement concomitante, soit préférentiellement avec un léger retard pour une question de sécurité de fonctionnement, la fermeture des deux interrupteurs parallèles 16 et 18, ce qui court-circuite les deux brins de ligne de départ 2, 3 et rend en conséquence l'événement aisément détectable au niveau de l'autocommutateur de la Compagnie de Distribution Téléphonique. Celle-ci sait alors en quel lieu Elle doit envoyer un technicien pour remplacer le module enfichable 1, et donc remettre cette liaison téléphonique en état de marche. II convient bien de noter que, contrairement aux dispositifs de l'art antérieur, ce n'est pas une mise en court-circuit du parasurtenseur 14 qui provoque I'extinction de ce dernier après qu'il a déclenché. C'est ici l'ouverture de la ligne d'arrivée 4, 5 qui entraîne la disparition, au niveau du module 1, de la perturbation 20, ce qui provoque de ce fait l'extinction du parasurtenseur 14. Ici, la fermeture des interrupteurs parallèles 16 et 18 n'a pas pour but de court-circuiter le parasurtenseur, même si c'est le cas, mais a pour but de court-circuiter ou mettre à la masse la ligne de départ 2, 3 et par suite de rendre l'événement aisément détectable au niveau de l'autocommutateur de la Compagnie de Distribution Téléphonique. La réalisation électromécanique, conforme à l'invention, du dispositif dont le fonctionnement vient d'être décrit en référence aux figures I et 2, sera maintenant explicitée en référence à l'ensemble des figures 3 à 11. La figure 3 est une vue d'ensemble du module 1, prêt à être enfiché sur une réglette réceptrice 21, celle-ci étant en place sur son châssis métallique récepteur 22. Cette réglette 21 comporte, sur une de ses deux grandes faces, un peigne de masse 23 qui, dans la position représentée est reliée électriquement au châssis 22 par l'intermédiaire de deux classiques contacts élastiques latéraux 24 et 25. Le module 1 comporte classiquement une enveloppe en matière plastique qui est réalisée en deux demi coques enclipsables 26 et 27. Chacune de ces demi coques comporte une classique patte de détrompage et de coupure de ligne, respectivement 28 et 29. La composition interne de ce module 1 est visible sur les figures 4 à 9, à l'ensemble desquelles on se référera maintenant. Il comprend (figures 4 et 5) une plaquette de circuit imprimé 30, de forme rectangulaire et longiligne. Au niveau d'une extrémité de cette plaquette 30 sont soudées cinq broches de prise de contact sur la réglette 21 Deux broches 32, 33, très classiques, qui viennent, dans la réglette, prendre contact sur les deux brins respectifs 2, 3 de la ligne de départ (figure 1). Deux broches 34, 35 dont la partie avant (située à gauche sur les figures 4 et 5) vient, dans la réglette prendre contact sur les deux brins respectifs 4, 5 de la ligne d'arrivée (figure 1). Il est rappelé à ce sujet que, lorsque le module de protection est enfiché sur la réglette à coupure 21, les deux pattes isolantes 28 et 29 viennent écarter les deux contacts élastiques à coupure qui reliaient auparavant les deux jeux de bornes des deux lignes, d'arrivée et de départ, en vis-à-vis sur la réglette par construction de cette dernière. Ces parties avant des broches 34 et 35 ont une forme bien classique. En revanche, leurs parties arrière 36 et 37 sont conformées pour former à elles deux une fourchette élastique à deux dents, à élasticité possible en écartement ou en rapprochement. Enfin, une broche 38 de prise de masse sur une des dents 39 du peigne de masse 23 (figure 3) de la réglette. Là encore, la partie avant de cette broche 38 a une forme bien classique, tandis que sa partie arrière 40 a une forme de fourchette élastique à deux dents, à élasticité possible en écartement ou en rapprochement. Dans sa partie centrale, la plaquette 30 reçoit les trois pattes 41, 42, 43 d'un parasurtenseur tripolaire 14 L'élément vedette de la présente invention est constitué par un baladeur 44 en matière plastique de forme allongée, aussi large mais moins long que la plaquette 30 sur laquelle il peut coulisser dans le sens longitudinal. Les trois pattes 41, 42, 43 du parasurtenseur 14 passent à travers une lumière axiale 45 du baladeur 44. Cette lumière 45 est pratiquée dans le fond d'un berceau 47 de réception du parasurtenseur 14, ce berceau étant nettement plus long que ce parasurtenseur 14. La lumière 45 est plus longue que la distance entre les pattes d'extrémité 41 et 43 du parasurtenseur 14, de sorte que le baladeur peut librement coulisser dans le sens longitudinal et qu'il est guidé dans ce mouvement de coulissement par la coopération des trois' pattes alignées 41, 42, 43 du parasurtenseur et de cette lumière associée 45. Lorsque l'ensemble est monté, un ressort axial 46 est positionné entre une paroi d'extrémité 48 (celle que l'on distingue à droite du baladeur 44 sur le dessin) du baladeur 44 et la face correspondante du parasurtenseur 14. En position normale, c'est-à-dire avant que le parasurtenseur n'ait amorcé en raison par exemple d'un coup de foudre 20 sur la ligne d'arrivée 4 (figure 2), le baladeur est déplacé vers la gauche de sorte que le ressort 46 est fortement comprimé, selon Figures 5, 6, 8 et 9. La baladeur 44 est percé transversalement d'un orifice formant canal traversant 49 dans lequel on introduit un morceau de profilé 50 en matériau à bas point de fusion, par exemple en un mélange à base d'étain, à température de fusion au moins égale à 80"C. Comme on le voit trés bien sur les figures 6 et 9, lorsque le ressort 46 est comprimé à l'extrême, on peut alors enfiler le profilé thermofusible 50 dans son canal récepteur 49 de façon qu'il arrive en avant de la patte du milieu 42 du parasurtenseur 14, de sorte qu'en cette position, le baladeur 44, dont le profilé thermofosible 50 est solidaire, est maintenu ainsi en place contre la force de répulsion du ressort 46 qui tend à vouloir le déplacer vers la droite. Dans cette position de précontrainte par ailleurs D'une part, selon la figure 8, les deux branches élastiques de la fourchette de masse 40 sont resserrées à l'encontre de leur force élastique d'écartement et de manière à être maintenues à distance des deux broches 32, 33 de connexion de ligne de départ, et elles sont maintenues dans cette position de contrainte élastique par le fait qu'elles sont engagées dans une encoche réceptrice 5 1 du baladeur 44, cette encoche 5 1 étant prévue à cet effet. D'autre part, selon la figure 9, les deux branches élastiques 36, 37 de connexion de ligne d'arrivée 34, 35 sont en contact serré contre leurs broches associées 32, 33 de la ligne d'arrivée. La face inférieure du baladeur comporte deux rainures 52, 53 de guidage des branches élastiques 36, 37, ces rainures définissant deux plots en biseau 54, 55 qui, comme on le voit sur la figure 11, sont aptes à s'engager respectivement entre les éléments 32, 36 et 33, 37 respectivement, en écartant ainsi ces contacts l'un de l'autre comme on le verra ci-après. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant Au repos donc, c'est-à-dire avant que le parasurtenseur 14 ne s'amorce, le baladeur est maintenu, en raison de la présence du profilé thermofusible 50, en sa position de butée vers la gauche, contre la force de répulsion du ressort tendu 46. La position de tous les éléments du module est celle représentée sur les figures 5, 6, 8 et 9, de sorte que l'ensemble est en état électrique représenté sur la figure 1, les deux interrupteurs série 12, 13 (c'est-àdire 36, 32 et 37, 33 sur la figure 9) étant fermés, alors que les deux interrupteurs parallèle 16, 18 (c'est-à-dire 40, 32 et 40, 33 sur la figure 8) sont ouverts. En cas de coup de foudre ou autre surtension, le parasurtenseur 14 s'amorce et est porté à haute température La chaleur dégagée fait alors fondre le profilé thermofusible 50, ce qui libère la retenue 50-42 et autorise la détente du ressort hélicoïdal 46, selon Figure 7 Le baladeur 44 et alors déplacé violemment vers la droite, jusqu'à arriver en butée contre la patte 41 du parasurtenseur, selon Figures 7 et 10. Dans ce mouvement de translation du baladeur 44 D'une part, selon Figure 11, les plots en biseau 54 et 55 viennent écarter l'une de l'autre les lames 32, 36 et 33, 37 respectivement, ce qui, selon le schéma de la figure 2, ouvre les deux interrupteurs 12, 13 qui sont en série sur la ligne d'arrivée, ce qui coupe la liaison entre la perturbation 20 et le parasurtenseur 14, et donc provoque l'extinction de ce dernier. D'autre part, selon Figure 10, les deux pattes élastiques de la fourchette 40 sortent de leur encoche de retenue 51. Elles s'écartent alors et viennent en contact avec les deux broches de ligne de départ 32 et 33, ce qui met à la masse ces deux broches (fermeture interrupteurs parallèles 16 et 18 de la figure 1). Le défaut peut alors aisément être détecté par l'Opérateur qui est le responsable de cette ligne de départ. Il vaut mieux éviter que les interrupteurs parallèles 16 et 18 (c' est-à- dire 40, 32 et 40, 33) ne se ferment avant que les deux interrupteurs série 12 et 13 (ou 36, 32 et 37, 33) ne s'ouvrent, pour ne pas mettre la ligne d'arrivée, où la perturbation 20 est alors encore présente, en court-circuit, et éviter de générer des perturbations sur la ligne de départ. Pour ceci, les dimensions et positions des plots 54, 55 et de l'encoche 51 sont adaptés en conséquence, ce qui ne pose aucun probléme particulier. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. C'est ainsi par exemple que le parasurtenseur tripolaire 14 pourrait être remplacé par un parasurtenseur bipolaire qui serait branché entre les deux bornes de ligne d'arrivée 2, 3 REVENDICATIONS 1 Module de protection destiné à être enfiché sur une réglette (21) d'inte'rconnexion de lignes, typiquement de lignes téléphoniques ou informatiques, ce module de protection (1) réalisant, lorsqu'il est enfiché, la liaison entre les deux brins (2, 3) de la ligne de départ et les deux brins (4, 5) de la ligne d'arrivée, et contenant au moins un composant parasurtenseur (14) qui déclenche en cas de coup de foudre (20) ou autre surtension sur la ligne d'arrivée (4, 5) sur laquelle il est branché en dérivation, caractérisé en ce qu'il comporte un baladeur (44) qui peut se déplacer entre deux positions de butée une première position dans laquelle il est retenu, à l'encontre de la force de répulsion d'un organe élastique en précontrainte (46), par un élément thermo-fusible (50), et dans laquelle d'une part il maintient ouvert au moins un interrupteur (16, 18) soit de court circuit des deux brins de ligne de départ (2, 3), soit de mise à la masse d'au moins un de ces deux brins (2, 3) de ligne de départ, et d'autre part il maintient fermés deux interrupteurs (12, 13) qui équipent respectivement chacun des deux brins (4, 5) de ligne d'arrivée, o et une deuxième position de butée dans laquelle il est déplacé par la détente de cet organe élastique (46) lorsque, le parasurtenseur (14) ayant amorcé, cet organe élastique (46) est relâché en raison de la fusion de cet élément thermo-fusible (50) due à la chaleur alors dégagée par ce parasurtenseur (14), ce mouvement de déplacement entraînant, par des moyens mécaniques (55, 54, 51) qui lui sont liés, d'une part l'ouverture de ces deux interrupteurs (12, 13) de ligne d'arrivée (4, 5), ce qui entraîne l'extinction du parasurtenseur (14), et d'autre part la fermeture du ou des interrupteurs (16, 18) de court-circuit ou mise à la masse de la ligne de départ (2, 3), ce qui permet, au niveau de l'installation qui est située en aval du module et sur la ligne de départ (2, 3), de détecter l'événement. 2. Module de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que Ce baladeur (44) est en matière électriquement isolante. 3 Module selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ces moyens mécaniques (55, 54, 51) sont ajustés pour que le ou les interrupteurs (16, 18) de mise en court-circuit de la ligne de départ (2, 3) ne se ferment pas, en cas d'amorçage du parasurtenseur (14), avant l'ouverture des interrupteurs (12, d'ouverture de la ligne d'arrivée(4, 5). 4. Module selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit baladeur (44) comporte un berceau (47) de réception du parasurtenseur (14), ce berceau étant plus long que le parasurtenseur, étant percé en son fond d'une lumière de guidage (45) à travers laquelle passent les pattes (41, 42, 43) de ce parasurtenseur, recevant un ressort de précontrainte (46) qui s'appuie sur une des faces du parasurtenseur (14) entendant alors à déplacer le baladeur sur son chemin de guidage, et étant percé transversalement d'un orifice d'introduction d'un profilé thermo-fusible (50) qui retient alors, étant en appui contre une patte (42) du parasurtenseur, le baladeur 44 en position de précontrainte, comporte une encoche (51) de réception et de retenue en précontrainte d'au moins un contact élastique (40) de mise à la masse, qui est libéré de cette encoche quand ledit ressort (46) peut se détendre après fusion dudit profilé thermofusible (50), et comporte des formes (54, 55) aptes à venir écarter, après fusion dudit profilé thermofusible (50) et détente concomitante dudit ressort (46), au moins deux contacts (-37,33-36,32) de liaison de la ligne d'arrivée (4, 5).