Brevet FR2875647A1 — publié le 20060324

La présente invention concerne un procédé de distribution répartie de l'énergie électrique basée sur l'équipotentialité intrinsèque du conducteur d'amenée de courant. Elle convient tout particulièrement à la réalisation de câbles d'alimentation en 15 énergie électrique de sous-ensembles, par exemple des modules intégrés dans des baies. D'une façon générale, on sait que pour obtenir ce résultat, la réponse technique actuelle consiste à intercaler des conducteurs électriques équipotentiels entre le conducteur d'amenée de courant et les conducteurs électriques d'alimentation en énergie électrique des sous-ensembles. Ces conducteurs électriques équipotentiels, permettant la distribution de l'énergie électrique, sont généralement constitués de conducteurs rigides, type "barre-bus", ou de conducteurs semi-rigides ou souples, et de connecteurs, type borniers; par ailleurs, les borniers eux-mêmes peuvent comporter des conducteurs rigides, type "barre-bus", lesquels borniers sont reliés entre eux par des conducteurs électriques rigides, semi-rigides ou souples constituant ainsi des cavaliers ou "straps". 2875647 -2- Les contacts électriques entre les différents éléments à connecter sont assurés soit directement par des vis de serrage conductrices électriquement, soit par des pinces conductrices électriquement, elles- mêmes actionnées, soit par des vis de serrage, soit par des ressorts d'appui. Néanmoins, ces solutions ne sont pas entièrement satisfaisantes pour les raisons suivantes: les temps de mise en oeuvre sont importants et ce malgré la modularité des différents éléments d'interconnexion, la multiplicité des raccordements entre les différents éléments d'interconnexion n'autorise pas la compacité, la visibilité nécessaire à la maintenance est difficile à obtenir, la fiabilité du serrage par vis est médiocre, notamment en cas de variation importante des courants véhiculés entraînant des variations dimensionnelles des éléments conducteurs, l'échauffement engendré par les résistances électriques de contact entre métaux de nature différente, pouvant engendrer l'inflammation des gaines isolantes entourant les conducteurs électriques. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. A cet effet, elle propose un procédé de distribution répartie de l'énergie électrique permettant d'associer au conducteur électrique d'amenée de courant au moins un conducteur électrique d'alimentation dans des conditions de mise en oeuvre extrêmement simples. Elle se base sur le fait que le conducteur électrique d'amenée de courant possède une équipotentialité intrinsèque permettant d'associer directement par une liaison électrique des conducteurs électriques d'alimentation et supprimant 2875647 3 de ce fait des éléments intermédiaires tels que des "barre-bus" ou borniers associés à des cavaliers. Elle consiste à utiliser simultanément l'équipotentialité intrinsèque d'un conducteur d'amenée de courant et une liaison électrique par soudure ultrasonique de l'extrémité d'au moins un conducteur électrique d'alimentation sur ledit conducteur électrique d'amenée de courant. Le procédé selon l'invention pourra alors comprendre les phases opératoires 10 suivantes: - enlèvement dans la zone où doit se situer la connexion électrique du susdit conducteur électrique d'alimentation sur le susdit conducteur électrique d'amenée de courant, d'un tronçon de la gaine d'isolation électrique dudit conducteur électrique d'amenée de courant, enlèvement d'un tronçon de la gaine d'isolation électrique du susdit conducteur électrique d'alimentation, au voisinage de son extrémité devant être reliée au susdit conducteur électrique d'amenée de courant, de longueur inférieure à la longueur du susdit tronçon de gaine d'isolation électrique dudit conducteur électrique d'amenée de courant précédemment enlevé, mise en place autour du conducteur électrique d'amenée de courant d'une gaine thermo rétractable, de longueur au moins supérieure à la longueur du susdit tronçon de gaine d'isolation électrique dudit conducteur électrique d'amenée de courant précédemment enlevé, et de diamètre au moins égal à la somme des diamètres des susdits conducteurs électriques d'amenée de courant et d'alimentation, soudure ultrasonique de l'extrémité précédemment dénudée du susdit conducteur électrique d'alimentation sur la partie précédemment dénudée du susdit conducteur d'amenée de courant, mise en place de la susdite gaine thermo rétractable au voisinage de la susdite soudure ultrasonique de manière à recouvrir les susdites 2875647 4 parties dénudées des susdits conducteurs électriques d'amenée de courant et d'alimentation, et chauffage de la susdite gaine thermo rétractable. Avantageusement, une pluralité de conducteurs électriques d'alimentation seront solidaires électriquement par soudure ultrasonique dudit conducteur électrique d'amenée de courant. Par ailleurs, les susdits conducteurs électriques d'alimentation seront répartis 10 le long du conducteur électrique d'amenée de courant en étant au plus près de leur sous-ensemble à alimenter en énergie électrique. Avantageusement, la somme des sections des âmes desdits conducteurs d'alimentation sera au moins égale à la section de l'âme dudit conducteur 15 électrique d'amenée de courant. Ainsi, ce procédé permet: une liaison directe entre lesdits conducteurs électriques d'amenée de courant et d'alimentation, grâce à l'élimination de toute pièce 20 mécanique intermédiaire, un positionnement au plus près du prélèvement de l'énergie électrique, du sous-ensemble à alimenter, une amélioration de la compacité des raccordements tout en assurant une visibilité satisfaisante nécessaire à la maintenance desdits 25 raccordements, une amélioration de la fiabilité des raccordements grâce à la suppression de tout élément mécanique de serrage, une amélioration des temps de mise en oeuvre, et - la suppression des résistances de contact engendrées par les métaux 30 de nature différente. 2875647 5 Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins dans lesquels: - la figure 1 représente la première phase opératoire selon l'invention, - la figure 2 représente la deuxième phase opératoire selon 5 l'invention, la figure 3 représente la troisième phase opératoire selon l'invention, - la figure 4 représente la quatrième phase opératoire selon l'invention, la figure 5 représente la cinquième phase opératoire selon l'invention, et la figure 6 représente un exemple de réalisation d'un câblage d'alimentation électrique de quatre sous-ensembles. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, un conducteur électrique d'amenée de courant 1 est constitué d'une âme en matériau électriquement conducteur la entourée d'une gaine en matériau électriquement isolant lb; dans une zone Zl où doit se situer la connexion électrique d'un conducteur électrique d'alimentation, non représenté, sur ledit conducteur électrique d'amenée de courant 1, un tronçon de la gaine en matériau électriquement isolant lb a été enlevé. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, un conducteur électrique d'alimentation 2 est constitué d'une âme en matériau électriquement conducteur 2a entourée d'une gaine en matériau électriquement isolant 2b; dans une zone Z2 d'extrémité dudit conducteur 2 où doit se situer la connexion électrique d'un conducteur électrique d'amenée de courant, non représenté, sur ledit conducteur électrique d'alimentation 2, un tronçon de la gaine en matériau électriquement isolant 2b a été enlevé. 2875647 6 Dans l'exemple représenté sur la figure 3, une gaine thermo rétractable 3, de longueur au moins supérieure à la longueur du susdit tronçon de gaine en matériau électriquement isolant lb du conducteur électrique d'amenée de courant 1 précédemment enlevé, et de diamètre au moins égal à la somme des diamètres des susdits conducteurs électriques 1, 2, est mise en place autour du conducteur 1. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, une soudure ultra sonique solidarise électriquement l'extrémité précédemment dénudée du conducteur électrique d'alimentation 2 sur la partie précédemment dénudée du conducteur électrique d'amenée de courant 1. Dans l'exemple représenté sur la figure 5, la susdite gaine thermo rétractable 3 est positionnée au voisinage de la susdite soudure ultra sonique de manière à recouvrir lesdites parties dénudées des conducteurs électriques 1, 2; elle est ensuite chauffée de manière à épouser d'un côté le conducteur électrique 1, et de l'autre côté, le conducteur électrique 1 et l'extrémité du conducteur électrique 2. Dans l'exemple représenté sur la figure 6, quatre sous-ensembles SE1, SE2, SE3, SE4 sont alimentés en énergie électrique monophasée à partir de deux conducteurs électriques d'amenée de courant Ci (dénommé phase) et CN (dénommé neutre) et d'un conducteur électrique de masse CM. Quatre discontacteurs DI1, DI2, DI3, DI4, chargés de détecter une éventuelle dérivation de courant électrique entre le conducteur CN et la terre, et de mesurer l'intensité du courant électrique parcourant le conducteur CN, sont disposés en regard respectivement des quatre sousensembles SE], SE2, SE3, SE4, symétriquement de part et d'autre des conducteurs électriques C1, CN, CM. 2875647 -7- Au voisinage du couple SE1, DII, les trois conducteurs électriques C1, CN, CM sont dénudés le long de trois tronçons respectivement T11, TIN, TiM. Trois conducteurs électriques d'alimentation C11, CN1, CM1 sont soudés respectivement sur les tronçons T11, TIN, T1M, associés respectivement aux trois conducteurs électriques C1, CN, CM. Les conducteurs électriques CN1, CM1 aboutissent au discontacteur DI1; le conducteur électrique Cil aboutit au sous-ensemble SEI; un conducteur électrique CNI' relie le discontacteur DI1 au sous-ensemble SEI. Ainsi, le sous-ensemble SEI est alimenté par les susdits conducteurs électriques C11 (phase), CN1' (neutre) ; le discontacteur DI1 mesure le courant circulant dans le neutre (conducteurs électriques CN 1, CN 1') et détecte une éventuelle dérivation de courant électrique entre le neutre (conducteur CN1) et la terre (conducteur électrique CMI). Au voisinage du couple SE2, DI2, les trois conducteurs électriques CI, CN, CM sont dénudés le long de trois tronçons respectivement T21, T2N, T2M. Trois conducteurs électriques d'alimentation C12, CN2, CM2 sont soudés respectivement sur les tronçons T21, T2N, T2M, associés respectivement aux trois conducteurs électriques CI, CN, CM. Les conducteurs électriques CN2, CM2 aboutissent au discontacteur DI2; le conducteur électrique C12 aboutit au sous-ensemble SE2; un conducteur électrique CN2' relie le discontacteur DI2 au sous-ensemble SE2. Ainsi, le sous-ensemble SE2 est alimenté par les susdits conducteurs électriques C12 (phase), CN2' (neutre) ; le discontacteur DI1 mesure le courant circulant dans le neutre (conducteurs électriques CN2, CN2') et détecte une éventuelle dérivation de courant électrique entre le neutre (conducteur CN2) et la terre (conducteur électrique CM2). Au voisinage du couple SE3, DI3, les trois conducteurs électriques CI, CN, CM 30 sont dénudés le long de trois tronçons respectivement T31, T3N, T3M. 2875647 8 Trois conducteurs électriques d'alimentation C13, CN3, CM3 sont soudés respectivement sur les tronçons T31, T3N, T3M, associés respectivement aux trois conducteurs électriques C1, CN, CM. Les conducteurs électriques CN3, CM3 aboutissent au discontacteur DI3; le 5 conducteur électrique Ci3 aboutit au sous-ensemble SE3; un conducteur électrique CN3' relie le discontacteur DI3 au sous-ensemble SE3. Ainsi, le sous-ensemble SE3 est alimenté par les susdits conducteurs électriques C13 (phase), CN3' (neutre) ; le discontacteur DI3 mesure le courant circulant dans le neutre (conducteurs électriques CN3, CN3') et détecte une éventuelle dérivation de courant électrique entre le neutre (conducteur CN3) et la terre (conducteur électrique CM3). Au voisinage du couple SE4, DI4, les trois conducteurs électriques C 1, CN, CM sont dénudés le long de trois tronçons respectivement T41, T4N, T4M. Trois conducteurs électriques d'alimentation C14, CN4, CM4 sont soudés respectivement sur les tronçons T41, T4N, T4M, associés respectivement aux trois conducteurs électriques C1, CN, CM. Les conducteurs électriques CN4, CM4 aboutissent au discontacteur DI4; le conducteur électrique C14 aboutit au sous-ensemble SE4; un conducteur 20 électrique CN4' relie le discontacteur DI4 au sous-ensemble SE4. Ainsi, le sous-ensemble SE4 est alimenté par les susdits conducteurs électriques C14 (phase), CN4É (neutre) ; le discontacteur DI4 mesure le courant circulant dans le neutre (conducteurs électriques CN4, CN4') et détecte une éventuelle dérivation de courant électrique entre le neutre (conducteur CN4) et la terre (conducteur électrique CM4). Ainsi, grâce à neuf soudures ultrasoniques, quatre sous-ensembles seront alimentés en énergie électrique, entre phase et neutre, par l'intermédiaire d'un contrôle de l'intensité du courant électrique parcourant le neutre et d'un contrôle d'une éventuelle dérivation entre le neutre et la terre. 2875647 -9- Par ailleurs, l'implantation des différents éléments (sous-ensembles, discontacteurs, conducteurs électriques), telle que représentée sur la figure 6, autorise: - une liaison directe entre lesdits conducteurs électriques d'amenée de courant et d'alimentation, grâce à l'élimination de toute pièce mécanique intermédiaire, un positionnement au plus près du prélèvement de l'énergie électrique, du sous-ensemble à alimenter, une amélioration de la compacité des raccordements tout en assurant une visibilité satisfaisante nécessaire à la maintenance desdits raccordements, une amélioration de la fiabilité des raccordements grâce à la suppression de tout élément mécanique de serrage, une amélioration des temps de mise en oeuvre, et la suppression des risques d'échauffement au voisinage des liaisons électriques. - 10-Revendications 1. Procédé de distribution répartie de l'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser simultanément l'équipotentialité intrinsèque d'un conducteur d'amenée de courant (1) et une liaison électrique par soudure ultrasonique de l'extrémité d'au moins un conducteur électrique d'alimentation (2) sur ledit conducteur électrique d'amenée de courant (1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires suivantes: - enlèvement dans une zone (Z 1) où doit se situer la connexion électrique du susdit conducteur électrique d'alimentation (2) sur le susdit conducteur électrique d'amenée de courant (1), d'un tronçon de la gaine d'isolation électrique (lb) dudit conducteur électrique d'amenée de courant (1), enlèvement d'un tronçon de la gaine d'isolation électrique (2b) du susdit conducteur électrique d'alimentation (2), au voisinage de son extrémité devant être reliée au susdit conducteur électrique d'amenée de courant (1), de longueur inférieure à la longueur du susdit tronçon de gaine d'isolation électrique dudit conducteur électrique d'amenée de courant (1) précédemment enlevé, mise en place autour du conducteur électrique d'amenée de courant (1) d'une gaine thermo rétractable (3), de longueur au moins supérieure à la longueur du susdit tronçon de gaine d'isolation électrique dudit conducteur électrique d'amenée de courant (1) précédemment enlevé, et de diamètre au moins égal à la somme des diamètres des susdits conducteurs électriques d'amenée de courant (1) et d'alimentation (2), soudure ultrasonique de l'extrémité précédemment dénudée du susdit conducteur électrique d'alimentation (2) sur la partie 2875647 -11- précédemment dénudée du susdit conducteur d'amenée de courant (1), - mise en place de la susdite gaine thermo rétractable (3) au voisinage de la susdite soudure ultrasonique de manière à recouvrir les susdites parties dénudées des susdits conducteurs électriques d'amenée de courant (1) et d'alimentation (2), et chauffage de la susdite gaine thermo rétractable (3). 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une pluralité de liaisons électriques par soudure ultrasonique des extrémités d'une pluralité de conducteurs électriques d'alimentation (2) sur le susdit conducteur d'alimentation (1). 4. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer la liaison électrique par soudure ultrasonique de l'extrémité du susdit conducteur électrique d'alimentation (2) sur le susdit conducteur d'amenée de courant (1) au voisinage du point de prélèvement d'énergie électrique le plus proche de l'utilisation de ladite énergie électrique. 5. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la somme des sections des âmes desdits conducteurs électriques d'alimentation (2) est au moins égale à la 25 section de l'âme dudit conducteur électrique d'amenée de courant (1). 6. Application du procédé selon l'une des revendications précédentes, au câblage de baies d'équipements électriques et/ou électroniques.