Brevet FR2824676A1 — publié le 20021115

La présente invention concerne une canalisation électrique de transport et de distribution composée de plusieurs conducteurs électriques métalliques, rigides, parallèles, espacés les uns des autres à l'intérieur d'une enveloppe métallique et dont la forme des conducteurs permet d'optimiser les échanges thermiques avec le milieu extérieur au travers de l'enveloppe métallique. Les systèmes de transport et de distribution d'énergie électrique par canalisations électriques préfabriquées sont bien connus. Ils ont pour fonction d'une part le transport de l'énergie électrique d'un point à un autre dans une installation, par exemple d'un tableau électrique à un autre tableau électrique, et d'autre part la distribution de cette énergie électrique pour les différents récepteurs répartis le long de la canalisation, en proposant des points de connexion fixes réqulièrement espacés. Les récepteurs sont alors alimentés au moyen de boAtiers de dérivation connectés à ces points de connexion. De plus il est souvent demandé que la pose et la dépose d'un botier de dérivation puisse se faire aisément sans couper l'alimentation électrique des canalisations suivant un type de connexion de type "plug-in". Il existe une première technologie de réalisation d'une telle canalisation électrique préfabriquée dans laquelle les conducteurs parallèles de la canalisation sont isolés et plaqués les uns contre les autres dans une enveloppe métallique. Cette première technologie permet de rébuire la réactance de la canalisation électrique préfabriquée et procure un meilleur échange thermique avec l'extérieur notamment pour de fortes intensités, telles que celles supérieures à 1000A. Par contre, pour réaliser des connexions de type "plug-in", il devient nécessaire d'écarter les conducteurs entre eux au moins sur une partie de la canalisation. Dans une seconde technologie, les conducteurs parallèles sont espacés les uns des autres dans l'enveloppe. Cette seconde technologie accrot la réactance de la canalisation électrique et rend l'échange thermique avec l'extérieur moins efficace, par contre elle permet beaucoup plus facilement de poser et de déposer des bo'^tiers de dérivation suivant une connexion de type "plug-in". On se propose donc améliorer l'échange thermique avec l'extérieur, dans des canalisations électriques comportant des conducteurs espacés. Pour optimiser l'échange thermique entre les conducteurs et le milieu extérieur et limiter ainsi la température des conducteurs, il faut optimiser l'échange thermique entre les conducteurs et l'enveloppe métallique de la canalisation. Cet échange se fait par convection mais surtout par rayonnement des conducteurs. Ce rayonnement dépend de l'émissivité thermique des surfaces du matériau émetteur (formant les conducteurs) et du matériau récepteur (formant l'enveloppe), de la taille des surfaces des matériaux, mais dépend également d'un facteur de forme entre les conducteurs et l'enveloppe métallique. Le facteur de forme entre deux surfaces (ou facteur d'angle) définit le positionnement respectif des deux surfaces l'une par rapport à l'autre. Plus les surfaces sont en regard l'une de l'autre, meilleur est le facteur de forme. Habituellement les conducteurs de ce type de canalisation électrique ont une section transversale sensiblement rectangulaire et sont placés les uns à côté des autres, leurs faces principales étant en vis-à-vis les unes des autres. Le facteur de forme entre les conducteurs et l'enveloppe métallique est donc très faible, notamment pour les conducteurs externes qui ne sont pas situés en périphérie. Le but de l'invention est de modifier la forme de la section transversale des conducteurs pour améliorer le facteur de forme de ces conducteurs avec l'enveloppe et donc l'échange thermique entre conducteurs et enveloppe, sans pénaliser la taille globale de la canalisation (c'est-à- dire sans augmenter l'écart entre chaque conducteur par exemple) et sans augmenter la section des conducteurs de la canalisation, ceci de façon à pouvoir conserver les mêmes coffrets et les mêmes enveloppes. Pour cela, I'invention décrit une canalisation électrique de transport et de distribution composée de plusieurs barres conductrices métalliques rigides, parallèles, espacées les unes des autres à l'intérieur d'une enveloppe métallique, chaque barre conductrice possédant une section transversale de forme allongée avec une première face principale et une deuxième face principale. La section transversale d'au moins une barre conductrice de la canalisation électrique possède une épaisseur variable sur sa largeur. Selon un mode de réalisation, I'épaisseur au voisinage du centre de la section transversale d'au moins une barre conductrice est supérieure aux épaisseurs aux extrémités de la section transversale de ladite barre conductrice. Selon un autre mode de réalisation, I'épaisseur à une première extrémité de la section transversale d'au moins une barre conductrice est supérieure à l'épaisseur à une seconde extrémité opposée de la section transversale de ladite barre conductrice. D'autres caractéristiques et avantages vont appara'^tre dans la description détaillée qui suit en se référant à des modes de réalisation donnés à titre d'exemple et représentés par les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente une canalisation comportant quatre barres conductrices selon l'art antérieur, - la figure 2 représente une canalisation comportant quatre barres conductrices selon la présente invention, - la figure 3 montre différents exemples de sections transversales de barres conductrices. La figure 1 représente une canalisation électrique préfabriquée 10' conforme à l'art antérieur comportant quatre barres conductrices 20',30',40',50' dans une enveloppe fermée métallique 11' de section droite sensiblement rectangulaire. Les quatre barres conductrices sont rigides, parallèles, espacées les unes des autres et espacées de l'enveloppe 11'. D'habitude, la section droite S' (appelée ci-après section transversale) de toutes ces barres conductrices est sensiblement rectangulaire et comprend, par exemple pour la barre 20', deux faces opposées principales 21',22', rectilignes et parallèles situées entre deux faces opposées courtes 23',24', rectilignes et perpendiculaires aux faces principales. La forme rectangulaire des sections transversales des barres dans une telle canalisation 10' ne permet pas toujours un échange thermique effficace entre les barres conductrices et l'enveloppe métallique 11' pour la chaleur rayonnée par les barres lorsque celles-ci sont parcourues par un courant électrique. On suppose généralement qu'une part importante de la chaleur générée par une paroi conductrice est rayonnée de façon diffuse, c'est-à-dire dans toutes les directions. Pour la barre 20', la chaleur émise et rayonnée par sa face principale 22', située en vis-à-vis de l'enveloppe métallique 11', peut facilement s'échanger avec la paroi intérieure 12' de l'enveloppe 11' parallèle à la face principale 22'. Par contre, la face principale opposée 21' de la barre 20' est située directement en vis-à- vis de la face principale 32' de la barre 30' et, de ce fait, la chaleur rayonnée par la face principale 21' de la barre 20' peut difficilement s'échanger avec l'enveloppe métallique 11' de la canalisation. De même, les deux faces principales des barres 30' et 40' n'étant pas directement en vis-à-vis d'une paroi de l'enveloppe métallique 11', il leur est diffficile d'échanger leur chaleur rayonnée avec les parois de l'enveloppe. La figure 2 représente une canalisation électrique préfabriquse 10 conforme à l'invention comportant quatre barres conductrices 20,30,40,50 dans une enveloppe métallique 11. Ces barres conductrices peuvent véhiculer par exemple un neutre N et trois phases L1, L2, L3. Les quatre barres conductrices sont rigides, parallèles, espacées les unes des autres et espacées de l'enveloppe 11. L'enveloppe a une section droite de forme sensiblement rectangulaire comprenant quatre parois intérieures 12, 13,14,15: deux parois principales 14,15 parallèles et deux parois secondaires 12,13 parallèles et sensiblement orthogonales avec les parois principales 14,15. La section transversale S (section droite) des barres conductrices 20,30,40,50 possède une largeur L et une épaisseur E1,E2,E3; la section S est de forme allongée avec la largeur L (voir figure 3) supérieure à l'épaisseur. Cette section S comprend une première face principale 21 et une deuxième face principale 22 opposées, situces entre deux faces courtes opposoes. Les faces courtes d'une barre conductrice sont planes ou arrondies et peuvent étre sensiblement parallèles aux parois principales 14,15 de l'enveloppe, comme dans l'exemple de la figure 2. Dans la figure 2, deux barres externes 20,50, dont une des faces principales est en vis-à-vis d'une paroi secondaire 12,13 de l'enveloppe, encadrent des barres médianes 30,40 dont les deux faces pri nci pa les sont en vis-à-vis d' une face pri n ci pale d 'u ne a utre ba rre. Le but de l'invention est d'augmenter le facteur de forme entre au moins une face principale d'une ou plusieurs barres conductrices 20,30,40,50 et au moins une paroi principale intérieure 14,15 de l'enveloppe métallique 11, de façon à améliorer l'échange thermique entre les barres conductrices et l'enveloppe métallique de la canalisation. Ce but est atteint en modifiant la forme rectangulaire, selon l'art antérieur, de la section transversale S'd'au moins une barre conductrice. En effet, conformément à l'invention, la section transversale S d'au moins une barre conductrice 20,30,40,50 de la canalisation électrique 10 possède une épaisseur E1,E2,E3 qui est variable le long de la largeur L de ladite barre conductrice. En référence aux exemples de la figure 3, selon un premier mode de réalisation, l'épaisseur E1, mesurce au voisinage du centre de la section transversale d'une barre conductrice 300, est supérieure aux épaisseurs E2, respectivement E3, mesurces aux extrémités 302, respectivement 303, de la section transversale de ladite barre conductrice 300. Selon un second mode de réalisation, I'épaisseur E2, mesurée à une première extrémité 202 de la section transversale d'une barre conductrice 200, est supérieure à l'épaisseur E3, mesurée à une seconde extrémité 203 opposée de la section transversale de ladite barre conductrice 200. La flgure 3 montre un exemple de ce mode de réalisation dans lequel une barre conductrice 200 comporte deux faces principales rectilignes 210,220. Etant donné que les épaisseurs E2 et E3 aux extrémités 202,203 sont différentes, alors au moins une des faces principales 210,220 n'est pas orthogonale aux parois principales 14,15 de l'enveloppe 11. De nombreuses variantes, dont quelques-unes unes sont représentées en figure 3, concernant la forme de la section transversale S peuvent être imaginées de façon équivalente pour obtenir une augmentation du facteur de forme. Une première variante montre une barre conductrice 300 qui présente une section transversale dont une première face principale 310 est constituée de deux parties 311 et 312 formant un V élargi, donnant ainsi à la section transversale de la barre 300 une forme de pentagone avec une épaisseur E1 maximum au voisinage du centre. Dans la figure 3, les parties 311 et 312 sont planes et de taille identique, mais on pourrait aussi envisager de façon équivalente deux parties 311 et 312 de longueurs différentes. Dans une seconde variante, la section transversale d'une barre conductrice 600,400 possède une première face principale de forme convexe. Dans ce cas, cette première face principale peut être soit arrondie 410, soit polygonale 610. La section transversale d'une barre conductrice 20,300 comporte une de ses faces principales 22,320 qui peut être rectiligne. Dans ce cas, il est avantageux que, dans les barres externes 20,50 d'une canalisation 10, la face principale rectiligne soit dirigée vers l'extérieur de l'enveloppe 11 de façon à être positionnée en vis-à-vis des parois secondaires 12,13 de l'enveloppe 11 qui sont planes également. Selon une autre variante, la section transversale d'une barre conductrice 500 peut avoir une forme symétrique par rapport à un axe transversal X. Cet axe transversal X traverse ladite barre conductrice 500 dans une direction parallèle à la largeur L de la barre. Cette variante peut être intéressante notamment pour des barres conductrices médianes 30,40 d'une canalisation 10 dont aucune des faces principales n'est en vis-à-vis des parois secondaires 12,13 de l'enveloppe 11. La modification de la forme de la section transversale S d'une barre conductrice peut néanmoins entraner une diminution de la distance entre barres conductrices à l'intérieur d'une enveloppe 11 de même dimension. Ce rapprochement peut être pénalisant notamment s'il ne permet plus de respecter les distances d'isolement nécessaires entre barres conductrices. Pour éviter cet inconvénient, on peut alors envisager qu'une des faces principales d'une barre conductrice 700 (voir figure 3) présente une légère concavité 720 constituée par exemple par un évidement de forme rectangulaire, trapézoidale ou arrondie. Ainsi, dans le cas o une des faces principales d'une barre conductrice adjacente présente une forme convexe (avec une épaisseur E1 supérieure aux épaisseurs E2 et E3), cette concavité 720 permettra de compenser cette convexité afin d'augmenter la distance d'isolement entre barres conductrices, sans changer les dimensions globales de l'enveloppe 11 de la canalisation 10. Grâce à l'une des différentes formes données à la section transversale d'une barre conductrice, au moins une des faces principales n'est plus orthogonale par rapport aux parois principales 14,15 de l'enveloppe 11, mais présente un angle d'inclinaison qui entrane une augmentation du facteur de forme entre la barre conductrice et les parois principales 14, 15. De ce fait, la chaleur rayonnce par une telle barre conductrice lors de la circulation d'un courant n'est donc plus dirigée directement vers une barre conductrice adjacente, mais se trouve en partie détournée vers les parois 14,15 de l'enveloppe 11, ce qui permet un bien meilleur échange thermique entre barres conductrices et enveloppe. Cet avantage autorise alors, pour une dimension identique de la canalisation, c'est-à- dire notamment pour une surface de section transversale S des barres conductrices identique à la surface d'une section S', de faire passer un courant plus élevé dans la canalisation électrique 10 que dans la canalisation électrique 10' selon l'art antérieur. Pour des raisons de performances des échanges entre les barres et l'enveloppe, il est évidemment avantageux que l'ensemble des barres conductrices d'une même canalisation soient conformes aux caractéristiques décrites dans la présente invention. De plus, pour des raisons de simplification de la fabrication et d'optimisation des coûts, il peut être préférable que toutes les barres conductrices 20,30,40,50 d'une même canalisation 10 aient une section transversale S de forme identique, comme représenté en figure 2. Comme la barre conductrice véhiculant le neutre N dégage moins de chaleur que les autres barres conductrices véhiculant une phase L1,L2,L3, il est préférable que cette barre conductrice de neutre soit située à côté d'une barre conductrice de phase dont la face principale rectiligne sera en regard du neutre N pour améliorer les échanges thermiques. Ainsi, dans l'exemple de la figure 2, la barre de neutre N correspond à la barre conductrice 20 de manière à ce que la barre conductrice 30 adjacente (phase L1, par exemple) ait sa face principale rectiligne 32 située en regard de la barre 20. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Canalisation électrique de transport et de distribution composée de plusieurs barres conductrices (20,30,40,50) métalliques rigides, parallèles, espacées les unes des autres à l'intérieur d'une enveloppe métallique (11), chaque barre conductrice possédant une section transversale (S) de forme allongée avec une première face principale (21) et une deuxième face principale (22), caractérisée par le fait que la section transversale (S) d'au moins une barre conductrice (20,30,40,50) de la canalisation électrique (10) possade une épaisseur (E1,E2,E3) variable le long de sa largeur (L). 2. Canalisation électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'épaisseur (E1) au voisinage du centre de la section transversale d'au moins une barre conductrice (300) est supérieure aux épaisseurs (E2,E3) aux extrémités (302,303) de la section transversale de ladite barre conductrice. 3. Canalisation électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'épaisseur (E2) à une première extrémité (202) de la section transversale d'au moins une barre conductrice (200) est supérieure à l'épaisseur (E3) à une seconde extrémité (203) opposée de la section transversale de ladite barre conductrice. 4. Canalisation électrique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la section transversale de la barre conductrice (200) possède deux faces principales (210,220) rectilignes. 5. Canalisation électrique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la section transversale d'au moins une barre conductrice (300) possède une première face principale (310) comportant de deux parties (311,312) en forme de V élargi. 6. Canalisation électrique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la section transversale d'au moins une barre conductrice (400) possède une première face principale (410) de forme convexe. 7. Canalisation électrique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la section transversale d'au moins une barre conductrice (600) possède une première face principale (610) de forme polygonale convexe. 8. Canalisation électrique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la section transversale d'au moins une barre conductrice (500) a une forme symétrique par rapport à un axe transversal (X) traversant ladite barre conductrice dans une direction parallèle à la largeur (L) de ladite barre conductrice. 9. Canalisation électrique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la section transversale d'au moins une barre conductrice (700) possède une face principale présentant une concavité (720). 10. Canalisation électrique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la section transversale d'au moins une barre conductrice (300) possède une face principale (320) rectiligne. 11. Canalisation électrique selon la revendication 10, possédant deux barres conductrices externes (20,50) entourant une ou plusieurs barres conductrices médianes (30,40) caractérisé par le fait que la face principale rectiligne (22) de la section transversale des barres conductrices externes (20,50) est dirigée vers l'extérieur de l'enveloppe (11). 12. Canalisation électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que toutes les barres conductrices (20,30,40,50) de la