Brevet FR2849925A1 — publié le 20040716

i DISPOSITIF POUR LA MESURE D'UN COURANT ELECTRIQUE La présente invention concerne un dispositif pour la mesure d'un courant électrique. Ce dispositif est particulièrement adapté aux compteurs d'électricité. Plusieurs types de capteurs de courant peuvent être utilisés dans un compteur d'électricité et sont décrits dans le document FR2800167. En particulier, on connaît les capteurs à effet Hall dans lesquels un élément Hall est soumis à un champ magnétique engendré par un courant dans un enroulement primaire. La tension de Hall mesurée aux bornes de 10 l'élément Hall est proportionnelle au courant traversant cet enroulement primaire. Un autre type de capteur connu utilise un transformateur à mutuelle inductance. Ce type de capteur comporte par exemple un conducteur primaire ayant une forme générale de boucle ouverte en U et un enroulement 15 secondaire sensible à un champ magnétique et enroulé sur un bobinage disposé à l'intérieur du conducteur primaire. L'enroulement secondaire est soumis à un champ magnétique engendré par le passage d'un courant dans le conducteur primaire et le signal disponible aux bornes du secondaire du transformateur est l'image de la dérivée en fonction du temps du signal 20 appliqué au primaire. Le conducteur primaire est un câble conducteur cylindrique plein parcouru par le courant à mesurer et dont les extrémités viennent se fixer dans des bornes de contact situées sur le compteur. Cette dernière solution pose cependant certaines difficultés. Ainsi, dans le cas d'un courant de mesure élevé, le diamètre du 25 câble primaire doit être relativement important induisant une augmentation de la section du câble. Cette section élevée entraîne une augmentation de la taille, notamment en largeur, et du cot global du capteur de courant. De plus, les compteurs d'électricité étant de plus en plus petits, il est également nécessaire de rendre le plus compact possible les capteurs de 30 courant. F:\Salle\FP000538\PREMDEP\TEXTE\DERNIER TEXTE.doc En outre, il existe différents types de bornes de contact permettant de connecter le compteur avec les extrémités du conducteur primaire. Les formes différentes de ces bornes imposent de modifier la structure du câble primaire assez difficile à manipuler de par sa forme cylindrique pleine. La présente invention vise à fournir un dispositif pour la mesure d'un courant électrique de taille et cot réduits permettant une adaptation facile à tous les types de bornes utilisées dans les compteurs électriques. La présente invention propose à cet effet un dispositif pour la mesure d'un courant électrique comportant: - un conducteur primaire ayant une forme générale de U, ledit conducteur primaire comprenant une âme de forme sensiblement circulaire centrée sur un axe, dit axe central, et deux branches, dites première et deuxième branches, - un enroulement secondaire sensible à un champ magnétique, ledit 15 enroulement secondaire étant disposé entre lesdites première et deuxième branche dudit conducteur primaire, caractérisé en ce que ledit conducteur primaire est un profilé plat plié en U. Grâce à l'invention, le conducteur primaire est réalisé à l'aide d'un profilé plat en matériau conducteur dont la section est choisie pour laisser 20 passer le courant de mesure. Le fait d'utiliser un profilé plat plié en U au lieu d'un conducteur cylindrique plein permet de diminuer la largeur globale du dispositif et donc de rendre plus compact le dispostif de mesure. De plus, cette compacité permet de limiter la quantité de matière utilisée pour réaliser le blindage entourant les parties primaire et secondaire 25 du dispositif. Ce blindage réalisé dans un matériau tel que du mumétal est en effet particulièrement coteux. En outre, il est facile de manipuler les branches du profilé plat plié en U ainsi que les extrémités de ces branches afin de leurs faire prendre une forme adéquate pour rentrer en contact avec les différents types de bornes 30 de compteurs. De manière particulièrement avantageuse, ladite première branche présente une torsion d'un angle de 90 suivant un premier sens de torsion et F:\Salle\FP000538\PREMDEP\TEXTE\DERNIER TEXTE.doc ladite seconde branche présente une torsion selon un angle de 90 suivant un second sens de torsion. Ces deux torsions en sens inverse permettent de rapprocher localement les deux branches du conducteur primaire de façon à cerner au plus près l'enroulement secondaire. Avantageusement, lorsque les deux branches présentent une torsion et selon un premier mode de réalisation, l'extrémité de chacune desdites première et deuxième branches est plane. Ainsi, en partant d'un profilé plat vertical, on obtient deux branches 10 ayant des extrémités planes horizontalement. Ces extrémités planes horizontales sont particulièrement utiles pour pénétrer dans des bornes dites pliées qui sont des bornes de forme sensiblement parallélépipédique. Lorsque le conducteur primaire est un câble plein, il est nécessaire d'écraser l'extrémité du conducteur afin de l'insérer dans ce type de borne. Ces extrémités planes horizontalement peuvent également être fixées par vissage sur la partie supérieure de certaines bornes. Avantageusement, lorsque les deux branches présentent une torsion et selon un deuxième mode de réalisation, l'extrémité de chacune desdites première et deuxième branches a une forme semi-cylindrique. Ainsi, ces extrémités de forme semi-cylindrique sont particulièrement utiles pour pénétrer dans des bornes présentant des ouvertures cylindriques pour effectuer le contact électrique. Avantageusement, ledit enroulement secondaire est sensiblement centré sur ledit axe central. Avantageusement, le dispositif comprend un blindage prévu pour l'isolation magnétique de l'ensemble formé par ledit conducteur primaire et ledit enroulement primaire. Avantageusement, ledit blindage est une bande repliée de façon à former une bague de forme sensiblement parallélépipédique entourant ledit 30 conducteur primaire et ledit enroulement secondaire. De manière avantageuse, le dispositif comprend une bobine sur laquelle est enroulé ledit enroulement secondaire et ladite bobine F:\Salle\FP000538\PREMDEP\TEXTE\DERNIER TEXTE.doc d'enroulement secondaire comporte des moyens de contact électrique, lesdits moyens de contact électrique étant pliés de façon à établir un contact électrique entre ledit blindage et une seule extrémité dudit enroulement secondaire. Lesdits moyens de contact électrique sont par exemple réalisés à l'aide d'une seule tige conductrice ayant une extrémité pliée pour venir en contact avec le blindage. Avantageusement, le dispositif comporte des moyens d'isolation électrique dudit conducteur primaire et dudit enroulement secondaire, lesdits 10 moyens d'isolation comportant un réceptacle situé à l'intérieur dudit conducteur primaire et centré sur ledit axe central pour recevoir ledit enroulement secondaire. Ainsi, on a une bonne isolation électrique entre le conducteur primaire et l'enroulement secondaire tout en assurant le centrage de 15 l'enroulement secondaire. De façon avantageuse, le dispositif comprend un blindage prévu pour l'isolation magnétique de l'ensemble formé par ledit conducteur primaire et ledit enroulement secondaire et lesdits moyens d'isolation sont recouverts par ledit blindage et comportent des moyens pour maintenir fixement ledit 20 blindage. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'isoler individuellement le conducteur principal, le blindage étant séparé dudit conducteur principal par lesdits moyens d'isolation. Ce type d'isolation individuelle du conducteur principal pose en effet certains problèmes dans la mesure o elle nécessite d'enlever 25 l'isolation au niveau des extrémités du conducteur faisant contact avec les bornes du compteur; grâce à l'invention, cette opération est supprimée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatif. 30 Dans les figures suivantes: - La figure 1 représente une vue globale d'un dispositif selon l'invention, - La figure 2 représente une vue éclatée d'un dispositif selon l'invention, F:\Salle\FP000538\PREMDEP\TEXTE\DERNIER TEXTE.doc - La figure 3 représente un premier mode de réalisation d'un conducteur primaire utilisé dans un dispositif selon l'invention, - La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation d'un conducteur primaire utilisé dans un dispositif selon l'invention. Dans toutes les figures, les éléments communs portent les mêmes numéros de référence. La figure 1 représente une vue globale d'un dispositif 1 pour la mesure d'un courant électrique selon l'invention. Le dispositif 1 sera décrit plus en détail en référence à la figure 2 qui 10 représente une vue éclatée de ce même dispositif 1. Le dispositif 1 comporte - un conducteur primaire 2, - un enroulement secondaire 6, - un blindage 5, - des moyens d'isolation électrique 4. Le conducteur primaire 2 est un profilé plat plié en U tel que représenté en figure 3. Le profilé plat a par exemple une épaisseur e environ égale à 2 mm et une hauteur h environ égale à 10 mm pour un courant de mesure maximum de 120 A. Il est réalisé par exemple en cuivre 20 électrolytique. Le conducteur primaire 2 comporte - une première branche 19 ayant une extrémité 19A, - une deuxième branche 20 ayant une extrémité 20A, - une âme sensiblement circulaire 16 centrée sur un axe C, dit axe 25 central. La première branche 19 présente une torsion 13 de 90 dans le sens inverse du sens trigonométrique de sorte que son extrémité 19A soit plane horizontalement. La deuxième branche 20 présente une torsion 12 de 900 dans le 30 sens trigonométrique de sorte que son extrémité 20A soit plane horizontalement et que les deux branches 19 et 20 soit rapprochée localement au niveau des torsions 13 et 12. F:\Salle\FP000538\PREMDEP\TEXTE\DERNIER TEXTE.doc Les extrémités planes horizontales 20A et 19A telles que représentées en figure 3 pénètrent en réalisant un contact électrique à plat dans des bornes 3 dites pliées qui sont des bornes de forme sensiblement parallélépipédique telles que représentées sur les figures 1 et 2. Ces bornes 5 3 appartiennent à un compteur d'électricité non représenté. Notons que les extrémités planes 20A et 19A comportent également chacune un trou 15 permettant de fixer ces extrémités par vissage sur des bornes adaptées. En référence à la figure 2, l'enroulement secondaire 6 est un bobinage de fil, par exemple d'une épaisseur de 63 jim, bobiné sur une 10 carcasse ou bobine 7 dont le diamètre est hors tout d'environ 8,4 mm et dont la hauteur est 9 mm. La carcasse 7 est traversée par deux tiges de contact électrique 8 et 9. L'extrémité 10 de la tige 8 est cambrée vers le haut de façon à réaliser un contact avec le blindage 5. Les moyens d'isolation électrique 4 comportent deux coquilles 4A et 15 4B, respectivement supérieure et inférieure, en polypropylène. La coquille supérieure 4A comporte un réceptacle 11 situé à l'intérieur du conducteur primaire 2 et centré sur l'axe central C pour recevoir l'enroulement secondaire 6. La coquille inférieure 4B comporte des rainures 22 dans lesquelles viennent se loger les branches 19 et 20 du conducteur primaire 2. 20 Les deux coquilles 4A et 4B viennent épouser le conducteur primaire 2 afin de l'isoler électriquement du reste du dispositif 1; elles centrent et immobilisent l'enroulement secondaire 6 enroulé sur la carcasse 7 au centre de l'âme circulaire 16 du conducteur primaire 2. Le blindage 5 est une bague de forme sensiblement 25 parallélépipédique. Il est glissé sur les coquilles 4A et 4B et immobilise l'enroulement secondaire 6. Le blindage 5 est réalisé à l'aide une bande de Mumétal replié et agrafée par une queue d'aronde 21. La coquille inférieure 4B comportent des harpons 17 permettant d'immobiliser le blindage 5 et un couvercle 18. A l'introduction du blindage 5, ce dernier passe par-dessus les deux harpons 17 en déformant la coquille 4B; une fois le blindage 5 en place, les deux harpons 17 reprennent leur position initiale et empêchent le blindage 5 F:\Salle\FP000538\PREMDEP\TEXTE\DERNIER TEXTE.doc de remonter. Afin d'immobiliser les deux harpons 17 et d'être sur que, malgré un choc, le blindage 5 restera en place, le couvercle 18 est refermé et empêche ainsi les harpons 17 de reculer. La figure 3 représente un premier mode de réalisation d'un 5 conducteur primaire utilisé dans un dispositif selon l'invention et a déjà été décrite en relation avec les figures 1 et 2. La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation d'un conducteur primaire 100 utilisé dans un dispositif selon l'invention. Le conducteur primaire 100 est identique au conducteur primaire tel 10 que représenté en figure 3 à la différence que ses deux branches 101 et 102 présentent chacune une extrémité 101A et 102B ayant une forme semicylindrique. Ces extrémités 101A et 102B de forme semi-cylindrique sont particulièrement utiles pour pénétrer dans des bornes présentant des 15 ouvertures cylindriques afin de réaliser le contact électrique avec un compteur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations qui viennent d'être décrit. Notamment, la forme des extrémités des branches du conducteur 20 primaire a été décrite comme étant plane ou semi-cylindrique mais on peut également envisager d'autres formes permettant de s'adapter à d'autres types de bornes. F:\Salle\FP000538\PREMDEP\TEXTE\DERNIER TEXTE.doc REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) pour la mesure d'un courant électrique comportant - un conducteur primaire (2) ayant une forme générale de U, ledit conducteur primaire comprenant une âme (16) de forme sensiblement 5 circulaire centrée sur un axe (C), dit axe central, et deux branches, dites première (19) et deuxième (20) branches, - un enroulement secondaire (6) sensible à un champ magnétique, ledit enroulement secondaire étant disposé entre lesdites première (19) et deuxième (20) branche dudit conducteur primaire (2), caractérisé en ce que ledit conducteur primaire (2) est un profilé plat plié en U. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite première branche (19) présente une torsion (13) d'un angle de 90 suivant un premier sens de torsion et ladite seconde branche (20) 15 présente une torsion (12) selon un angle de 90 suivant un second sens de torsion. 3. Dispositif (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'extrémité (19A, 20A) de chacune desdites première et deuxième branches (19, 20) est plane. 4. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'extrémité (101A, 102A) de chacune desdites première et deuxième branches (101, 102) a une forme semi-cylindrique. 5. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit enroulement secondaire (6) est sensiblement centré sur 25 ledit axe central (C). 6. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un blindage (5) prévu pour l'isolation magnétique de l'ensemble formé par ledit conducteur primaire (2) et ledit enroulement primaire (6). 7. Dispositif (1) selon la revendication 6 caractérisé en ce que ledit blindage (5) est une bande repliée de façon à former une bague de F:\SalIe\FP000538\PREMDEP\TEXTE\DERNIER TEXTE.doc forme sensiblement parallélépipédique entourant ledit conducteur primaire et ledit enroulement secondaire. 8. Dispositif (1) selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce qu'il comprend une bobine (7) sur laquelle est enroulé ledit enroulement 5 secondaire (6) et en ce que ladite bobine d'enroulement secondaire (6) comporte des moyens de contact électrique (10), lesdits moyens de contact électrique étant pliés de façon à établir un contact électrique entre ledit blindage (5) et une seule extrémité dudit enroulement secondaire (6) . 9. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'isolation électrique (4) dudit conducteur primaire (2) et dudit enroulement secondaire (6), lesdits moyens d'isolation (4) comportant un réceptacle (11) situé à l'intérieur dudit conducteur primaire et centré sur ledit axe central (C) pour recevoir ledit 15 enroulement secondaire (6). 10. Dispositif (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que qu'il comprend un blindage (5) prévu pour l'isolation magnétique de l'ensemble formé par ledit conducteur primaire et ledit enroulement secondaire et en ce que lesdits moyens d'isolation (4) sont recouverts 20 par ledit blindage et comportent des moyens (17) pour maintenir fixement ledit blindage. F:\Salle\FP000538\PREMDEP\TEXTE\DERNIER TEXTE.doc