Brevet FR2824673A1 — publié le 20021115

L'invention concerne un coffret de dérivation pour circuit électrique résistant au feu et, par exemple, pour circuit de secours dans un tunnel ou autre ouvrage souterrain. Dans les installations souterraines, les circuits électriques d'alimentation sont de plus en plus réalisés au moyen de conducteur électrique dont la gaine isolante est résistante au feu. Selon les normes franc,aises en vigueur, et par exemple, celles NFC32070 de juillet 1992, un câble électrique isolé et dit résistant au feu, lorsque son enveloppe protectrice continue à assurer la protection et I'isolation des conducteurs électriques après avoir été soumises à une température de l'ordre de 920 C pendant 15 minutes. Les circuits dérivés sont réalisés avec des câbles électriques résistants au feu, mais présentent des points de plus faible résistance au feu, et en particulier, à leurs extrémités à savoir celles connectées au circuit principal dans un bo'^tier de dérivation, et celles connectées à un organe alimenté ou à une prise femelle, elle-même disposée en partie dans le bo^'tier. Ainsi, lorsque de tels coffrets de dérivation sont soumis au test de résistance au feu selon la norme ci-dessus, si la fusion de la matière 2 0 plastique isolant les bornes de la prise femelle est sans conséquence directe, puisque le circuit dérivé n'a aucune raison d'être utilisé dans la zone de feu, il est indispensable que cette détérioration n'affecte pas la connexion entre le circuit dérivé et le circuit principal, par exemple, en provoquant une interruption du circuit principal, ce qui aurait pour conséquence de priver l'ouvrage souterrain de toute alimentation électrique du circuit de secours. Parmi les bo^'tiers actuels, certains sont composés d'un corps moulé, divisé par une paroi métallique amovible en deux compartiments, à savoir un premier compartiment contenant, sur deux socles isolants 3 o indépendants, respectivement, les moyens de connexion entre le circuit principal et le circuit dérivé, et des fusibles, et un second compartiment contenant les moyens de connexion à la prise femelle dont le corps traverse une paroi du bo^'tier pour saillir à l'extérieur. Lors d'un incendie à proximité du coffret, la fusion des composants en plastique de la prise 3 5 femelle dégage l'ouverture ménagée dans la paroi du coffret pour cette prise et permet à la chaleur, et éventuellement aux flammes, de pénétrer dans le second compartiment, sans pouvoir atteindre directement le premier compartiment grâce à la cloison de séparation. En pratique, la cloison de séparation, qui est horizontale et montée dans des glissières, est mise en place lors de la pose du coffret, de sorte que, par inadvertance, elle peut être omise, sans que cela soit visible, après fermeture du bo^tier et du coffret, par un couvercle. En outre, avec ce type de bo^'tier, la fusion du matériau isolant de la prise peut permettre le contact entre deux des conducteurs qui y aboutissent en générant un court-circuit provoquant l'ouverture du 0 disjoncteur de protection du circuit principal, avant que les fusibles du circuit dérivé coupent ce circuit. Cela a pour conséquence d'entraner l'arrêt de l'alimentation électrique du circuit principal de secours au moment o il est utile. La présente invention a pour objet de fournir un bo^'tier de dérivation qui satisfait aux contraintes imposées aux conducteurs électriques isolés et résistant au feu et garantissant la continuité du circuit électrique principal, en cas d'incendie de l'ouvrage o est installé ledit circuit. Ce coffret de dérivation est. de fason connue, composé d'un bo^'tier prismatique et d'un couvercle, ledit bo'^tier comprenant, a) dans deux parois opposées, des ouvertures pour le passage avec presse étoupe de deux éléments du câble isolé et résistant au feu formant le circuit principal, b) dans une paroi, une ouverture pour mise en place d'un corps de prise femelle alimenté par les conducteurs du circuit dérivé, et c), contre son fond, le socle isolant d'un connecteur des câbles du circuit principal avec ceux du circuit dérivé, et le socle de fusibles du circuit dérivé, ces socles étant disposés dans un premier compartiment, distinct d'un second compartiment comportant, au moins en partie, le corps de la prise femelle. Selon l'invention, le boitier est réalisé en tôle métallique pliée et sa division en deux compartiments est assurée par un capot rapporté en tôle métallique plaqué dans l'angle de la paroi portant le corps de la prise de dérivation, ce capot comportant, d'une part, des pattes de fixation et, d'autre part, dans sa paroi opposée à celle du boitier recevant la prise, une ouverture pour le passage avec passe fil du circuit dérivé, ladite ouverture étant décalée verticalement et transversalement de celle ménagée dans la paroi du bo^'tier pour la prise de dérivation, tandis que la liaison électrique entre les fusibles du circuit dérivé et des connocteurs disposés sur le circuit principal, est réalisée par des c3bles toronnés protégés par des gaines résistant au feu, et comportant chacun un coupe circuit thermique réagissant à une température proche de celle de fusion du matériau isolant de la prise de dérivation. Grâce à cet agencement, le second compartiment est délimité par la mise en place du capot, lors du montage des éléments électriques dans le boitier, ce qui garantit que, lors de la pose du coffret contre une paroi d'un ouvrage souterrain, les éléments contenus dans le coffret sont o bien séparés entre deux compartiments. En cas d'incendie entrainant la fusion de la matière plastique constituant l'isolant de la prise femelle du circuit de dérivation, la chaleur dégagée à travers l'ouverture ménagée dans la paroi du coffret a un rayonnement qui s'arrête contre la paroi du capot et qui ne passe qu'indirectement par l'ouverture ménagée dans ce capot pour le passage du circuit de dérivation, ce qui réduit la propagation de la chaleur à l' intérieur d u premier compartiment et qu i interd it la propagation des flammes. Par ailleurs, dès que la température dans le premier compartiment commence à être voisine de la température de fusion de la matière plastique constituant 1'isolant de la prise, c'est-à-dire est de 1'ordre de 160 à 1 80 C, les coupe fusibles thermiques entrent en action et assurent l'ouverture du circuit dérivé. Il en résulte que, même si les fils de ce circuit dérivé viennent en contact à la suite de la fusion de la prise, cela ne produit pas un court circuit pouvant affecter l'alimentation de la ligne principale. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un coffret selon l'invention. Figure 1 est une vue de face en élévation du coffret à 1'état monté et sans son couvercle, Figure 2 est une vue en coupe suivant 11-11 de figure 1 dans laquelle les composants du circuit électrique ne sont pas représentés, Figure 3 est une vue partielle en perspective montrant le boltier du coffret et le capot. Ce coffret est composé d'un bo^'tier 2 avec un couvercle 3, visible à la figure 2. Le bo'^tier est en forme de bo'^te ouverte et est réalisé en tôle métallique pliée, et par exemple en tôle d'acier inoxydable protogée par un revêtement, et par exemple peinte. Les deux côtés longitudinaux 4a, 4b du bo^tier sont munis, sur leurs bords supérieurs, d'un retour coudé 5a, b. Chaque retour comporte, près de chacune de ses extrémités, des inserts filetés 6 aptes à recevoir des vis de verrouillage 7 montées de manière imperdable dans le couvercle 3. Les deux parois 4a, 4b comportent également, près de l'une de leurs extrémités, des paliers 8 pour I'articulation du couvercle 3. Les deux parois transversales 9a, 9b sont chacune traversée par une ouverture 10, visible figure 3, servant, avec interposition d'un presse étoupe 12, au passage des éléments 13a, 13b du câble du circuit principal. Ce câble est un câble dont les moyens d'isolation et de protection sont résistants au feu. Les conducteurs électriques nus des éléments 13a, 13b sont connoctés ensemble dans le bo^'tier par l'intermédiaire de connecteurs 14 portés par des socles isolants 15 fixés contre le fond 16 de ce bo^'tier. Cette fixation est assurce par des écrous 17 vissés sur des goujons filetés 18 saillants du fond 16 et sertis sur ce fond. La figure 3 montre que, par construction, tous les éléments qui doivent être fixés sur le bo^'tier, le sont au moyen soit de goujons filetés tels que ceux 19 saillants du fond 16, celui 20 saillant de la paroi longitudinale 4b, celui 22 saillant de la paroi transversale 9b, so it par des écrous sertis tels que ceux 23 disposés autour d'une ouverture 24 ménagée dans la paroi 9b. Cette dernière est destinée à assurer la fixation du corps d'une prise femelle 25 disposée dans l'ouverture 24 et saillant, en partie, à l'extérieur du bo'^tier. Les goujons filetés 19 participent, avec des écrous non représentés, à la fixation du socle isolant 26 de fusibles 27 disposé sur le circuit dérivé alimentant, par deux conducteurs 28, la prise femelle 25. Ces deux fusibles sont eux-mêmes alimentés par deux conducteurs 29 qui les relient à une phase et ou neutre du circuit principal à travers les connecteurs 14. Chacun des conducteurs 29 est composé d'un câble métallique nu toronné, lequel est fixé par soudure à un coupe circuit thermique 30, réagissant à une température proche de ceile de fusion de la matière plastique constituant la prise 25, et par exemple, comprise entre 160 et C. Chaque conducteur 29 avec son coupe circuit 30 est disposé dans une gaine 31, qui est isolante et résistante au feu, et par exemple est composé de fibres de verre et de fibres minérales. Enfin, la protection au rayonnement thermique et éventuellement aux flammes du premier compartiment A contenant le circuit principal, le circuit dérivé, leurs moyens de connexion et leurs moyens de protection électrique, est assurée par un capot 32 définissant le second compartiment B contenant la partie connectée au circuit de dérivation du corps 25 de la prise de dérivation. Comme montré plus en détails à la figure 3, ce capot 32, qui est également réalisé en tôle métallique, en particulier en tôle d'acier inoxydable, est composé de trois parois 32a, 32b et 32c formant un dièdre qui est complémentaire du dièdre formé par les parois 4b, 9b et 16 du bo'^tier contre lesquelles il est destiné à s'appliquer. La paroi 32b comporte une ouverture 33 pour le passage, avec interposition d'un passe fil 34, visible figure 1, des conducteurs 28 du circuit dérivé. La paroi 32 est solidaire d'une patte coudée 35, traversée par une fente 35a permettant son engagement sur le goujon fileté 20 saillant de la paroi longitudinale 4b, tandis qu la paroi 32a est solidaire d'une patte 36 traversée par une fente 36a pour le passage du goujon 22 saillant de la paroi transversale 9b. Lorsque le capot 32 est positionné et fixé par des écrous 37, visibles figure 2, il forme un sas qui protège, du rayonnement thermique direct, le premier compartiment A, et cela d'autant plus que l'ouverture 33 ménagée dans la paroi 32b est décalée transversalement et longitudinalement pour ne pas être alignée avec l'ouverture 24 de la paroi 9b, comme le montre bien cette figure 2. Lorsqu'un tel bo^'tier est soumis à une source de chaleur dont les flammes et/ ou le rayonnement calorifique entranent la fusion des composants plastiques de la prise 25, sa paroi 32b forme écran protecteur et son ouverture 33, forme une chicane qui s'oppose au passage des flammes dans le premier compartiment A, ce qui réduit la transmission du rayonnement calorifique dans ce compartiment. Simultanément, dès que la température dans ce premier compartiment A devient proche de la température de fusion de la matière plastique des composants de la prise 25, les coupe circuits thermiques 30 entrent en action et coupent le circuit dérivé par rapport au circuit principal qui reste ainsi protégés de tout court circuit entrainé par contact des conducteurs connectés à la prise 25. Il est ici précisé, qu'à cette double sécurité, s'ajoute celle obtenue par l'utilisation de moyens de fixation par goujons sertis qui évitent toute communication directe entre l'intérieur du bo^'tier à l'extérieur. A cette même fin, la borne de terre 40, qui est disposée à l'extérieur du boitier et comporte nécessairement une partie filetée 40a traversant la paroi du boitier pour être raccordée à la terre du circuit dérivé 0 et à la mise à la masse 42 du boitier, traverse ce boitier avec interposition de rondelles métalliques 43 évitant la propagation du feu et de l'énergie calorifique à l'intérieur du boitier. De même, le couvercle 3 est équipé de rebords 3a qui ont une fonction protectrice en coopérant avec un joint collé. Un boitier, selon l'invention, équipé d'un circuit principal et d'un circuit dérivé alimenté en courant électrique, a été soumis à un test de comportement au feu consistant à le porter à une température de 920 C en 15 minutes, puis en maintenant cette température pendant au moins 1 heure 10 minutes dans une enceinte fermée telle qu'un four. Il s'est 2 0 révélé que la prise électrique 25 s'est enflammoe en 4 minutes, que le circuit dérivé a cessé d'être alimenté au bout de 5 minutes, sans couper l'alimentation du circuit principal, qui a été interrompu par la chaleur 1 heure 39 minutes après le début de la montée en température, c'est-à dire bien au-delà du délai espéré de 15 minutes. Un autre essai, effectué dans les mêmes conditions, a montré que deux des phases du circuit principal n'étaient plus alimentées 2 heures minutes après le début du test, tandis que la dernière phase n'a été interrompue que 3 heures 5 minutes après le début de l'essai. Ces résultats font appara^'tre que, grâce à sa conception, ce 3 o boitier protège les éléments du circuit principal sur une durée bien supérieure à celle qui est demandée par les normes de résistance au feu. REVENDICATIONS 1. Coffret de dérivation pour circuit électrique résistant au feu composé d'un bo^'tier prismatique (2) et d'un couvercle (3), ledit bo^'tier comprenant, a) dans deux parois opposoes (9a, 9b), des ouvertures (10) pour le passage avec presse étoupe (12) de deux éléments (13a, 13b) du câble isolé et résistant au feu formant le cIrcuit principal, b) dans une paroi (9b), une ouverture (24) pour mise en place du corps (25) d'une prise femelle alimentée par les conducteurs (28) du circuit dérivé, et, c) contre son fond (16), le socle isolant (15) des connecteurs (14) des câbles du 0 circuit principal avec ceux du circuit dérivé, et le socle (26) de fusibles (27) du circuit dérivé, ces socles (15, 26) étant disposés dans un premier compartiment (A), distinct d'un second compartiment (B) comportant, au moins en partie, le corps (25) de la prise femelle,caractérisé en ce que le bo^'tier (2) est réalisé en tôle métallique pliée et sa division en deux compartiments (A et B) est assurce par un capot rapporté (32) en tôle métallique plaqué dans l'angle de la paroi portant le corps (25) de la prise de dérivation, ce capot (32) comportant, d'une part, des pattes de fixation (35, 36) et, d'autre part, dans sa paroi (32b) opposoe à celle (9b) du bo^'tier recevant la prise (25), une ouverture (33) pour le passage avec passe fil (34) du circuit dérivé, ladite ouverture (33) étant décalée verticalement et transversalement de celle (24) ménagée dans la paroi (9b) du bo^'tier pour la prise de dérivation, tandis que le circuit dérivé (28, 29) comprend, au moins localement des câbles toronnés (29) protégés par des gaines (31) résistant au feu, et comportant chacun un coupe circuit thermique (30) réagissant à une température proche de celle de fusion du matériau isolant de la prise de dérivation (25). 2. Coffret de dérivation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capot (32) et les socles isolants (15, 26) pour les connecteurs (17) et les fusibles (27) sont fixés sur le bo^'tier (2) par des écrous (17) coopérant avec des goujons filetés (18), sertis dans le fond (16) du bo^'tier et saillants à l'intérieur de ce bo^'tier. 3. Coffret de dérivation selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le capot (32) est en forme de dièdre complémentaire des parois (4b, 9b et 16) du bo^'tier (2) définissant l'angle contre lequel ce capot est appliqué et ce capot comporte deux pattes de fixation (35, 36) venant contre les parois, respectivement, longitudinales (4b) et transversales (9b), délimitant l'angle du bottler, chaque patte étant traversée par une fente (35a, 36a) pour le passage d'un goujon filets (20, 22), saillant de ladite paroi (9b, 4b), et servant à sa fixation sur le bo^'tier. 4. Coffret de dérivation Solon la revendication 1, caractérisé en ce que son bo^'tier (2) et son capot (3) sont réalisés en tale d'acier