Brevet FR2898728A1 — publié le 20070921

Transformateur électrique de mesure à plusieurs rapports de transformation. La présente invention concerne un transformateur électrique de 5 mesure de courant destiné notamment à coopérer avec un appareil de mesure, de comptage, de contrôle ou de surveillance. On sait qu'un transformateur de mesure comprend un circuit primaire et un circuit secondaire comprenant au moins un enroulement. L'appareil de mesure peut comporter un ou plusieurs calibres fixes, le 10 rôle du transformateur de courant étant de délivrer un courant secondaire compatible avec le calibre de l'appareil de mesure. A cet: effet, plutôt que de fournir toute une gamme de transformateurs de mesure ayant chacun un rapport de transformation adapté aux besoins, il est plus économique de fabriquer un transformateur 15 unique dans lequel il est facile de modifier le rapport de transformation du circuit secondaire pour l'adapter aux besoins des utilisateurs. On connaît ainsi selon le brevet EP 0 347 304, un transformateur électrique de mesure de courant, comprenant un circuit primaire et un circuit secondaire, qui comporte un enroulement commutable comportant 20 plusieurs bornes de connexion secondaires définissant chacune un rapport de transformation, et plusieurs dispositifs individuels de connexion détachables permettant chacun de sélectionner un rapport de transformation. Ainsi, lorsqu'on veut modifier le rapport de transformation, on enlève 25 le dispositif de connexion en place, et on le remplace par un autre dispositif de connexion, Dans ce mode de réalisation, il existe donc autant de dispositifs de connexion détachables que de rapports de transformation pouvant être sélectionnés. On connaît également, selon le brevet FR 2 687 247, un transformateur d'intensité à plusieurs sorties de calibres différents, destiné à alimenter un appareil électrique récepteur, comprenant, outre une borne commune toujours passante, de l'enroulement secondaire du transformateur d'intensité d'une part, en association avec chaque sortie calibrée de chaque enroulement secondaire, une borne normalement passante et, en aval de cette borne, une liaison électrique avec les autres sorties de l'enroulement, en aval de leur borne normalement passante associée et, d'autre part, un jeu d'organes de coupure aptes à rendre non passantes toutes les bornes normalement passantes de cet enroulement , moins une, à savoir celle utilisée. La borne utilisée est celle correspondant au calibre désiré pour l'appareil qu'elle alimente, et les éléments de coupure sont, agencés de manière à rendre impossible la mise en place d'un élément de coupure supplémentaire lorsque sont déjà en place autant d'éléments de coupure que cet enroulement secondaire comporte de bornes de sorties normalement passantes moins une. Le but de la présente invention est de créer un transformateur électrique de mesure de courant dans lequel les rapports de transformation peuvent être sélectionnés d'une manière plus commode et plus économique que dans le cas des solutions connues ci-dessus. L'invention vise ainsi un transformateur électrique de mesure de courant, comprenant un circuit primaire et un circuit secondaire comportant au moins, un enroulement commutable qui comporte des bornes de connexion secondaires dont plusieurs bornes intermédiaires, reliées chacune à une liaison dérivée, et une borne terminale reliée à une liaison terminale, et des moyens de sélection de calibre pour établir des connexions électriques en fonction du calibre choisi. Suivant l'invention, le transformateur de mesure comprend d'une part, des commutateurs constitués chacun par deux interrupteurs dont le premier est normalement ouvert, et le second, normalement fermé, le nombre de ces commutateurs étant égal à N-1, N étant le nombre de bornes de connexion, le premier interrupteur ouvrant normalement les liaisons dérivées avec les bornes de connexion intermédiaires, et le second interrupteur fermant normalement la liaison électrique avec la borne de connexion terminale, et d'autre part, un organe unique de sélection de calibre coopérant avec les deux interrupteurs du commutateur choisi pour fermer le premier interrupteur, puis ouvrir le second interrupteur. Ainsi, contrairement aux solutions connues décrites dans l'introduction de la présente description, le transformateur de mesure selon l'invention comporte un nombre de commutateurs inférieurs d'une unité par rapport au nombre de bornes de l'enroulement secondaire, et un organe unique de sélection de calibre. L'invention permet ainsi de simplifier et de réduire le coût de 10 construction du transformateur de mesure. Selon une version préférée de l'invention, l'organe unique de sélection de calibre est constitué par un organe en forme de peigne muni de dents adaptées pour fermer le premier interrupteur et ouvrir le second interrupteur. 15 Selon une forme avantageuse de réalisation, l'organe en forme de peigne comprend deux dents conductrices, reliées électriquement entre elles, pouvant s'engager dans deux douilles conductrices correspondant aux bornes dudit premier interrupteur pour le mettre en position de fermeture, et une dent en matière électriquement isolante, pouvant s'engager entre 20 deux contacts élastiques correspondant aux bornes dudit second interrupteur pour le mettre en position d'ouverture. Ainsi, le retrait de l'organe en forme de peigne provoque la fermeture du second interrupteur et l'ouverture du premier interrupteur. De préférence, la dent en matière électriquement isolante est plus 25 courte que les deux dents conductrices de façon que, lors du déplacement de l'organe en forme de peigne vers sa position active, les deux dents conductrices ferment d'abord le premier interrupteur avant que la dent isolante puisse ouvrir le second interrupteur. De ce fait, on assure que du courant électrique circule toujours dans 30 le circuit secondaire. Selon d''autres particularités de l'invention, - lorsque l'organe en forme de peigne est en position engagée par rapport à un premier commutateur, on obtient un premier rapport de transformation, lorsque l'organe en forme de peigne est en position engagée par rapport à un second commutateur, on obtient un second rapport de transformation, lorsque l'organe en forme de peigne est en position de retrait par rapport à l'ensemble des commutateurs, on obtient un troisième rapport de transformation. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est un schéma électrique d'un transformateur de mesure selon l'invention, - la figure 2 montre un organe de sélection en forme de peigne dont les doigts sont retirés des contacts de connexion correspondant, - la figure 3 montre l'organe de sélection de la figure 2 dont deux doigts conducteurs sont engagés pour établir un contact shunt, et un doigt isolant n'est pas engagé, la figure 4 montre l'organe de sélection de la figure 3 complètement engagé, - la figure 5 est un schéma analogue à la figure 1, l'organe de sélection en forme de peigne étant complètement engagé pour réaliser l'un des rapports de transformation, la figure 6 est un schéma analogue aux figures 1 et 5, un organe de sélection en forme de peigne étant complètement engagé sur un autre commutateur pour réaliser un autre rapport de transformation. - la figure 7 montre un organe de sélection de calibre pour un transformateur à circuit triphasé, la figure 8 est une autre vue de l'organe de sélection de la figure 7 et des organes de connexion correspondants, prévus sur les trois phases du circuit. - les figures 9 à 12 sont des vues en perspective montrant un organe de sélection de calibre rotatif. La figure 1 montre schématiquement un transformateur électrique de mesure de courant comprenant un circuit primaire 1 et un circuit secondaire qui comprend un enroulement 3 commutable comportant trois bornes de connexion secondaires B1, B2, B3 définissant chacun un rapport de transformation et des commutateurs 4, 5 permettant chacun de sélectionner un rapport de transformation. Le circuit secondaire est relié à un appareil de comptage 6 au moyen d'une liaison électrique commune 7 reliée à l'une des extrémités 8 de l'enroulement 3 et d'une liaison électrique 9 pouvant être reliée à l'une des bornes B1, B2, B3 de l'enroulement 3 au moyen des commutateurs 4 ou 5. Les bornes intermédiaires B1, B2 sont reliées chacune à une liaison dérivée 10, 12 et la borne terminale B3 est reliée à une liaison terminale 13. Conforrnément à l'invention, le transformateur comprend des commutateurs 4, 5 constitués chacun par deux interrupteurs dont le premier 4a ou 5a est normalement ouvert, et le second, 4b ou 5b, est normalement fermé. Le nombre de ces commutateurs est égal à N-1, N étant le nombre de bornes de connexion. Dans l'exemple représenté, le nombre de commutateurs est égal à 2, 20 et le nombre de bornes, égal à 3. Comment montré par la figure 1, dans chaque commutateur 4, 5, le premier interrupteur 4a, 5a ouvre normalement les liaisons dérivées 10, 12 avec les bornes de connexion intermédiaires B1, B2, et le second interrupteur 4b, 5b ferme normalement la liaison électrique 11, 13 avec la 25 borne de connexion terminale B3. L'invention prévoit, en outre, un organe unique P de sélection de calibre coopérant avec les deux interrupteurs du commutateur 4, 5 choisi pour fermer le premier interrupteur 4a ou 5a, puis ouvrir le second interrupteur 4b ou 5b. 30 Comme montré par les figures 2, 3 et 4, l'organe unique P de sélection de calibre est constitué par un organe en forme de peigne muni de dents 16, 17, 18, adaptées pour fermer le premier interrupteur 4a, 5a et pour ouvrir le second interrupteur 4b, 5b. Plus précisément, l'organe en forme de peigne P comprend deux dents conductrices 16, 17 reliées électriquement entre elles pouvant s'engager dans deux douilles conductrice 16a, 17a correspondant aux bornes dudit: premier interrupteur 4a, 5a pour le mettre en position de fermeture, et une dent 18 en matière électriquement isolante pouvant s'engager entre deux contacts élastiques 18a, 18b correspondant aux bornes dudit: second interrupteur 4b, 5b pour le mettre en position d'ouverture. Le retrait de l'organe en forme de peigne P provoque la fermeture du 10 second interrupteur 4b, 5b, et l'ouverture du premier interrupteur 4a, 5a comme montré sur les figures 1 et 2. On voit d'autre part, sur les figures 2 à 4, que la dent 18 en matière électriquement isolante est plus courte que les deux dents conductrices 16, 17 de façon que, lors du déplacement de l'organe en forme de peigne P 15 vers sa position active, les deux dents conductrices 16, 17 ferment d'abord le premier interrupteur 4a, 5a (voir figure 3) avant que la dent isolante 18 puisse ouvrir le second interrupteur 4b, 5b. La figure 5 montre que, lorsque l'organe en forme de peigne P est en position engagée par rapport à un premier commutateur 4, on obtient un 20 premier rapport de transformation. Dans le cas de la figure 6, l'organe en forme de peigne P est en position engagée par rapport au second commutateur 5. On obtient ainsi un second rapport de transformation. Dans le cas de la figure 1, l'organe en forme de peigne P est en 25 position de retrait par rapport à l'ensemble des commutateurs 4, 5. On obtient dans ce cas un troisième rapport de transformation. Dans l'exemple représenté, l'organe unique de sélection P permet, avec seulement deux commutateurs 4, 5, de sélectionner trois rapports de sélection, tout en assurant que le courant circule toujours dans le circuit 30 secondaire. Bien entendu, l'invention peut s'appliquer à un système triphasé. Dans ce cas, comme montré sur les figures 7 et 8, l'organe unique de sélection de calibre P1 comporte trois paires de dents conductricesl6, 17 ; 16a, 17a ; 16b, 17b et trois dents isolantes 18, 18c, 18d pouvant coopérer avec les trois phases L1, L2, L3 représentées sur la figure 8. Dans ce cas, chaque phase L1, L2, L3 comporte une paire de douilles telles que 16a, 17a aptes à recevoir les deux dents conductrices 16, 17 ; 16a, 17a ; 16b, 17b de l'organe de sélection P1r et des lames conductrices telles que 18a, 18b aptes à recevoir une dent isolante telle que 18. Bien entendu, dans l'exemple des figures 1 à 6, de même que dans l'exemple dei: figures 7 et 8, la dent isolante 18 pourrait être de longueur identique à celle des deux dents conductrices 16, 17. Dans ce cas, le décalage, décrit plus haut entre la fermeture du premier interrupteur et l'ouverture du second interrupteur, pourrait être obtenu en réduisant la hauteur en saillie des lames de contact 18a, 18b. Dans l'exemple représenté sur les figures 9, 10, 11, 12, l'organe unique de sélection est une plaque 19 en matière isolante en forme de disque munie de trois séries de dents telles que 16, 17, 18, correspondant à trois phases coopérant avec une platine 20 comportant trois séries de deux commutateurs comprenant chacun, un premier interrupteur tel que 4a, 5a, et un second interrupteur tel que 4b, 5b. La translation de la plaque 19 vers la platine 20 provoque, comme précédemment, la fermeture du premier interrupteur et l'ouverture du second interrupteur d'un commutateur. Le retrait de la plaque 19 provoque l'ouverture du premier interrupteur et la fermeture du second interrupteur dudit commutateur. Dans cet exemple, la rotation de la plaque 19 par rapport à la platine 20 permet aux dents 16, 17, 18 de coopérer avec le premier et le second interrupteur d'un autre commutateur pour obtenir un autre rapport de transformation. La rotation de la plaque 19 permet ainsi de sélectionner les trois rapports de transformation décrits précédemment. Bien entendu, la plaque 19 pourrait ne comporter qu'une série de dents 16, 17, 18 dans le cas d'un système monophasé. REVENDICATIONS 1. Transformateur électrique de mesure de courant, comprenant un circuit secondaire comportant au moins un enroulement (3) commutable, comportant des bornes de connexion secondaires dont plusieurs bornes intermédiaires (B1, B2) reliées chacune à une liaison dérivée (10, 12), et une borne terminale (B3) reliée à une liaison terminale (13) et des moyens de sélection de calibre pour établir des connexions électriques en fonction du calibre choisi, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, des commutateurs (4, 5) constitués chacun par deux interrupteurs dont le premier (4a, 5a) est normalement ouvert, et le second (4b, 5b), normalement fermé, le nombre de ces commutateurs (4, 5) étant égal à N-1, N étant le nombre de bornes de connexion, le premier interrupteur (4a, 5a) ouvrant normalement les liaisons dérivées (10, 12) avec les bornes de connexion intermédiaire (B1, B2), et le second interrupteur (4b, 5b) fermant normalement la liaison électrique (11, 13) avec la borne de connexion terminale (B3) ; et d'autre part, un organe unique (P) de sélection de calibre coopérant avec les deux interrupteurs du commutateur choisi (4 ou 5) pour fermer le premier interrupteur (4a, 5a) puis ouvrir le second interrupteur (4b, 5b). 2. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe unique (P) de sélection de calibre est constitué par un organe en forme de peigne muni de dents (16, 17, 18) adaptées pour fermer le premier interrupteur (4a, 5a) et ouvrir le second interrupteur (4b, 5b). 3. Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe en forme de peigne (P) comprend deux dents conductrices (16, 17), reliées électriquement entre elles, pouvant s'engager dans deux douilles conductrices (16a, 17a) correspondant aux bornes dudit premier interrupteur (4a, 5a) pour le mettre en position de fermeture, et une dent (18) en matière électriquement isolante, pouvant s'engager entre deux contacts élastiques (18a, 18b) correspondant aux bornes dudit second interrupteur (4b, 5b) pour le mettre en position d'ouverture. 4. Transformateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le retrait de l'organe en forme de peigne (4, 5) provoque la fermeture du second interrupteur (4b, 5b) et l'ouverture du premier interrupteur (4a, 5a). 5. Transformateur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la dent (18) en matière électriquement isolante est plus courte que les deux dents conductrices (16, 17) de façon que, lors du déplacement de l'organe en forme de peigne (P) vers sa position active, les deux dents conductrices (16, 17) ferment d'abord le premier interrupteur (4a, 5a) avant que la dent isolante (18) puisse ouvrir le second interrupteur (4b, 5b). 6. Transformateur de mesure selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que, lorsque l'organe en forme de peigne (P) est en position engagée par rapport à un premier commutateur (4), on obtient un premier rapport de transformation. 7. Transformateur de mesure selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que, lorsque l'organe en forme de peigne (P) est en position engagée par rapport à un second commutateur (5), on obtient un second rapport: de transformation. 8. Transformateur de mesure selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que, lorsque l'organe en forme de peigne (P) est en position de retrait par rapport à l'ensemble des commutateurs (4, 5), on obtient un troisième rapport de transformation. 9. Transformateur de mesure selon l'une des revendications 2 à 8, dont le circuit électrique comporte trois phase (L1 , L2, L3), caractérisé en ce que l'organe unique de sélection de calibre (P1) comporte trois paires des dents conductrices (16, 17 ; 16a, 17a ; 16b, 17b) pouvant coopérer avec trois paires de douilles telles que (16a, 17a), et trois dents isolantes (18, 18c, 18d) pouvant s'engager entre les lames conductrices telles que(18a, 18b). 10. Transformateur de mesure selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe unique de sélection est une plaque (19) en matière isolante munie d'au moins une série de dents (16, 17, 18) coopérant avec une platine (20) comportant au moins deux commutateurs comprenant chacun, un premier interrupteur (4a, 5a) et un second interrupteur (4b, 5b), la translation de la plaque (19) vers la platine (20) provoquant la fermeture du premier interrupteur et l'ouverture du second interrupteur d'un commutateur, le retrait de la plaque (19) provoquant l'ouverture du premier interrupteur et la fermeture du second interrupteur dudit commutateur, et la rotation de la plaque (19) par rapport à la platine (20) permettant aux dents (16, 17, 18) de coopérer avec le premier et le second interrupteurs d'un autre commutateur pour obtenir un autre rapport de transformation.