Brevet FR2923955A1 — publié le 20090522

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne une fiche de connexion pour câble haute 5 tension. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans le domaine des équipements médicaux de diagnostique à rayon X, des dispositifs de connexion spécifiques sont prévus pour 10 raccorder électriquement un équipement, tel qu'une source de rayons X par exemple, à un générateur d'alimentation haute tension. Des normes définissent des contraintes électriques et structurelles devant être respectées par ces dispositifs de connexion. En particulier, la nome XR-7 établie par la NEMA (National 15 Electrical Manufacturers Association) pour des tensions d'alimentation comprises entre 10 kV (kilovolts) et 200 kV, définit des contraintes de formes et de dimensions géométriques devant être respectées par les différents composants des dispositifs de connexion. Le respect de ces normes permet d'assurer une interopérabilité 20 entre les générateurs d'alimentation haute tension et les différents équipements médicaux nécessitant une alimentation haute tension. Un dispositif de connexion comprend typiquement deux parties séparables : une partie mâle (également appelée fiche) qui constitue une extrémité de câble haute tension, et une partie femelle (également appelée 25 réceptacle) qui est fixée de manière permanente au boîtier du générateur ou de l'équipement à alimenter et est apte à recevoir la partie mâle. Pour supporter des hautes tensions, le réceptacle et la fiche sont réalisés en des matériaux électriquement isolants et rigides. Le réceptacle et la fiche présentent des formes et des dimensions imposées par les normes. 30 La fiche et le réceptacle doivent être isolés l'un de l'autre afin d'éviter la formation d'arcs électriques entre le réceptacle, la fiche et les enveloppes métalliques du câble formant masse. 1 Actuellement, l'isolation électrique entre la fiche et le réceptacle est généralement réalisée à l'aide d'un isolant liquide. L'espace subsistant entre la fiche et le réceptacle est rempli avec un isolant liquide, tel que de l'huile ou de la graisse par exemple. En pratique, l'utilisation d'un isolant liquide pose certains problèmes. En particulier, l'introduction d'huile ou de graisse est une opération délicate car elle requière une absence totale de bulles d'air ou de particules conductrices polluantes entre la fiche et le réceptacle. En outre, il existe toujours un risque que l'opérateur qui réalise la connexion oublie d'injecter l'isolant liquide ou réalise une injection imparfaite. De plus, la présence d'un isolant liquide impose une orientation sensiblement verticale du dispositif de connexion lors du montage et du 15 démontage. En fonctionnement, le dispositif de connexion peut se trouver à une température relativement élevée. Les différences de dilatation thermique entre les différents composants du dispositif, y compris l'isolant liquide, entraine un risque potentiel de perte d'étanchéité du dispositif pouvant 20 entrainer une fuite d'isolant liquide et par conséquent, une dégradation de l'isolation électrique. Enfin, les problèmes d'étanchéité se posent d'autant plus dans le cas d'appareils radiologiques dont la source de rayons X alimentée en courant haute tension est entrainée en mouvement. C'est le cas par 25 exemple des appareils de tomographie (Computed Tomography) dans lesquels la source de rayons X est entrainée en rotation autour du patient. Le mouvement de la source favorise les fuites d'isolant liquide, en cas de mauvaise étanchéité de la connexion. Le document FR 2 879 031 Al propose de remplacer l'isolant 30 liquide par une interface isolante sous la forme d'un manchon en matériau isolant souple, tel qu'un élastomère silicone par exemple. L'interface comprend des segments comportant des bagues allongées séparées par des chambres d'air. Ce type d'interface est particulièrement adapté à des dispositifs de connexion de taille réduite, mais convient mal pour des dispositifs de connexion de grande dimension, du type de ceux qui sont définis par la nome XR-7. En effet, avec des dispositifs de connexion présentant une dimension longitudinale importante, le manchon en matériau souple a tendance à glisser le long de la fiche et à se déformer lors de l'insertion de la fiche dans le réceptacle. Cela a pour conséquence de rendre difficile l'insertion de la fiche dans le réceptacle et d'entrainer un mauvais positionnement du manchon dans le dispositif de connexion. PRESENTATION DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un moyen d'isolation 15 électrique mieux adapté pour des dispositifs de connexion de dimensions importantes. Ce problème est résolu dans le cadre de la présente invention grâce à une fiche de connexion pour câble haute tension, comprenant : - une chemise destinée à être insérée dans un réceptacle de 20 connexion d'un appareil électrique haute tension pour connecter le câble à l'appareil, la chemise comprenant un logement ménagé dans la chemise, et - un manchon s'étendant autour de la chemise pour former une interface isolante entre la chemise et le réceptacle, le manchon étant reçu dans le logement de la chemise pour maintenir le manchon sur la chemise. 25 Le logement prévu dans la chemise maintient le manchon en place sur la chemise et permet un bon positionnement initial du manchon sur la chemise. En outre, le logement permet de limiter le glissement du manchon par rapport à la chemise lors de l'insertion de la fiche dans le réceptacle. 30 De préférence, la fiche comprend une pluralité de manchons et la chemise comprend une pluralité de logements, chaque logement recevant un manchon. Du fait que la fiche est munie d'une pluralité de manchons distincts, maintenus individuellement dans des logements, chaque manchon peut présenter une longueur inférieure à la longueur totale de la fiche. Cela limite les risques de déformation des manchons lors de l'insertion de la fiche dans le réceptacle. La fiche peut en outre présenter les caractéristiques suivantes : - les manchons sont disposés l'un à la suite de l'autre le long d'une direction longitudinale de la chemise, - chaque manchon comprend une pluralité de bourrelets destinés à 10 venir en contact avec le réceptacle de connexion, - les bourrelets présentent une forme générale annulaire, les bourrelets présentent une forme générale hélicoïdale, - certains bourrelets comprennent des fentes permettant un passage d'air à travers le bourrelet, 15 - les bourrelets définissent entre eux des espaces remplis d'air, chaque espace étant située entre deux portions de bourrelets successives, - chaque manchon est formé en une seule pièce en un matériau élastique à base de silicone. - la fiche comprend deux manchons, chaque manchon s'étendant 20 sur environ 1/3 d'une dimension longitudinale de la chemise, - la fiche comprend trois manchons, chaque manchon s'étendant sur environ 1/4 d'une dimension longitudinale de la chemise, - la chemise comprend une pluralité de logements formés par des portions de moindre diamètre de la chemise, les portions présentant des 25 diamètres décroissants selon une direction longitudinale de la fiche. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la 30 description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 représente de manière schématique, en coupe longitudinale, un réceptacle d'un dispositif de connexion haute tension conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente de manière schématique, en coupe 5 longitudinale, une fiche du dispositif de connexion conforme au premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 représente de manière schématique, en coupe longitudinale, une fiche d'un dispositif de connexion conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, 10 -la figure 4 représente, de manière schématique, en perspective, un manchon isolant d'un premier type, - les figures 5A et 5B représentent, de manière schématique, respectivement en vue de côté et en perspective, un manchon isolant d'un deuxième type. 15 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Sur les figures 1 et 2, le dispositif de connexion haute tension représenté selon un premier mode de réalisation de l'invention est conforme 20 à la nome XR-7. Ce dispositif est typiquement destiné à être soumis à des hautes tensions, de l'ordre de 100 à 150 kilovolts, généralement de l'ordre de 120 kilovolts. Le dispositif de connexion comprend deux parties séparables : une première partie femelle 100 ou réceptacle et une deuxième partie mâle 200 25 ou fiche adaptée pour être reçue dans la partie femelle 100 pour réaliser une connexion électrique. Le réceptacle 100 est typiquement destiné à être fixé à un équipement fonctionnant à haute tension, telle qu'une source de rayons X d'un appareil d'imagerie radiologique, ou à un générateur haute tension 30 destiné à alimenter un tel équipement. Le réceptacle 100 comprend principalement un corps creux 101 formé en un matériau rigide et isolant (tel qu'un matériau plastique par exemple) et une pluralité de connecteurs 110 formés en un matériau conducteur (tel qu'un métal). Le corps 101 de forme générale cylindrique comprend une paroi cylindrique 102 et un fond 103 définissant une cavité 104 de réception de la fiche 200. Les connecteurs 110 s'étendent à travers le fond 103, entre la cavité 104 et l'extérieur du réceptacle 100. La fiche 200 est destinée à être fixée à une extrémité d'un câble d'alimentation haute tension permettant de raccorder électriquement un générateur haute tension à un équipement. La fiche 200 comprend une chemise 201 formée en un matériau rigide et isolant (tel qu'un matériau plastique par exemple), une pluralité de connecteurs 210 formés en un matériau conducteur (tel qu'un métal) et deux manchons 220 amovibles formés en un matériau souple et isolant (tel qu'un matériau à base de silicone par exemple). La chemise 201 comprend un corps 202 qui reçoit une portion d'extrémité d'un câble haute tension 230. Le corps 202 présente une forme générale cylindrique et est adapté pour être reçu dans la cavité 104 du réceptacle 100. Les connecteurs 110 du réceptacle 100 et les connecteurs 210 de la fiche 200 sont agencés de sorte que, lorsque la fiche 200 est insérée dans le réceptacle 100, chaque connecteur 210 est mis en contact avec un connecteur 110 correspondant, de manière à relier électriquement le câble au générateur haute tension ou à l'équipement. Les manchons 220 sont disposés l'un à la suite de l'autre le long d'une direction longitudinale de la chemise 201. Le corps 202 comprend deux tronçons 203 présentant un diamètre inférieur au diamètre extérieur du corps. Les tronçons 203 de moindre diamètre forment des logements 204, chaque logement 204 étant adapté pour recevoir un manchon 220. Chaque logement 204 permet de maintenir le manchon 220 en place lors de l'insertion de la fiche 200 dans le réceptacle 100. Les logements 204 évitent un glissement des manchons le long de la chemise 201 lors de l'insertion. De préférence, chaque manchon 220 (et chaque logement 204 correspondant) s'étend sur environ 1/3 d'une dimension longitudinale de la chemise 201. La figure 3 représente une fiche 300 d'un dispositif de connexion haute tension selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce deuxième mode de réalisation, la fiche présente une dimension longitudinale plus importante que la fiche du dispositif de connexion des figures 1 et 2. Selon ce deuxième mode de réalisation, le dispositif est typiquement destiné à être soumis à des hautes tensions, de l'ordre de 200 kilovolts. La fiche 300 est destinée à être fixée à une extrémité d'un câble d'alimentation haute tension permettant de raccorder électriquement un générateur haute tension à un équipement. La fiche 300 comprend une chemise 301 formée en un matériau rigide et isolant (tel qu'un matériau plastique par exemple), une pluralité de connecteurs 310 formés en un matériau conducteur (tel qu'un métal) et trois manchons 220 amovibles formés en un matériau souple et isolant (tel qu'un matériau à base de silicone par exemple). La chemise 301 comprend un corps 302 qui reçoit une portion d'extrémité d'un câble haute tension 330. Le corps 302 présente une forme générale cylindrique et est adapté pour être reçu dans une cavité d'un réceptacle (non-représenté). Les manchons 220 sont disposés l'un à la suite de l'autre le long d'une direction longitudinale de la chemise 301. Le corps 302 comprend trois tronçons 303 présentant un diamètre inférieur au diamètre extérieur du corps. Les tronçons 303 de moindre diamètre forment des logements 304, chaque logement 304 étant adapté pour recevoir un manchon 220. Chaque logement 304 permet de maintenir le manchon 220 en place lors de l'insertion de la fiche 300 dans le réceptacle. Les logements 304 évitent un glissement des manchons le long de la chemise 301 lors de l'insertion. De préférence, chaque manchon 220 (et chaque logement 304 correspondant) s'étend sur environ 1/4 d'une dimension longitudinale de la chemise 301. On notera que sur les figures 2 et 3, les tronçons 203 et 303 de moindre diamètre présentent un diamètre légèrement décroissant le long de la fiche dans la direction longitudinale de la fiche, depuis une extrémité au câble vers une extrémité portant les connecteurs. Cette diminution est due à la forme légèrement tronconique de la cavité du réceptacle. Les manchons présentent tous un diamètre intérieur identique. 10 L'élasticité des manchons permet aux manchons de s'adapter à des logements de dimensions qui varient légèrement. Les figures 4, 5A et 5B représentent deux types de manchons pouvant être utilisés dans le cadre de la présente invention. Sur la figure 4, le manchon 220 représenté est formé en une seule 15 pièce. Le manchon 220 comprend un tube cylindrique 221 et une pluralité de bourrelets 222 annulaires s'étendant autour du tube 221. Les bourrelets 222 sont destinés à venir en contact avec la surface interne de la paroi 102 du réceptacle lorsque la fiche 200 est insérée dans le réceptacle 100. Dans cette configuration, le corps 201 de la fiche 200 est 20 maintenu à distance du corps 101 du réceptacle 100 par l'intermédiaire des manchons 220. En outre, les bourrelets 222 définissent entre eux des espaces 224 remplis d'air qui contribuent à isoler électriquement la fiche 200 et le réceptacle 100. Le réceptacle 100 et la fiche 200 sont donc isolé l'un de l'autre 25 d'une part par les bourrelets 222 et d'autre part par les espaces 224 remplis d'air. Chaque bourrelet 222 annulaire est interrompu par une fente 223 autorisant un passage d'air à travers le bourrelet 222. Chaque fente permet une communication entre deux espaces d'air 224 successifs. 30 L'insertion de la fiche 200 dans le réceptacle 100 est facilitée par la présence des fentes 223 qui permettent à l'air initialement contenu dans la cavité 104 du réceptacle 100 de s'échapper lorsque la fiche 200 est insérée dans le réceptacle 100. Sur les figures 5A et 5B, le manchon 240 représenté est formé en une seule pièce. Le manchon 240 comprend un tube cylindrique 241 et un ou plusieurs bourrelets 242 hélicoïdaux s'étendant autour du tube 241. Le ou les bourrelets 242 sont destinés à venir en contact avec la surface interne de la paroi du réceptacle lorsque la fiche est insérée dans le réceptacle. Dans cette configuration, le corps de la fiche est maintenu à distance du corps du réceptacle par l'intermédiaire des manchons 240. En outre, les spires des bourrelets 242 définissent entre elles des espaces 244 remplis d'air qui contribuent à isoler électriquement la fiche et le réceptacle. Le réceptacle et la fiche sont donc isolé l'un de l'autre d'une part par les bourrelets 242 et d'autre part par les espaces 244 remplis d'air. La forme hélicoïdale du ou des bourrelets 242 permet à l'air initialement contenu dans la cavité du réceptacle de s'échapper lorsque la fiche est insérée dans le réceptacle. Toutefois, les spires du bourrelet 242 peuvent être munies de fentes (comme dans le manchon de la figure 4) de manière à faciliter encore l'évacuation de l'air. La forme hélicoïdale du ou des bourrelets 242 permet une augmentation de la rigidité diélectrique du manchon. Le manchon 240 des figures 5A et 5B permet par conséquent une meilleure isolation électrique que le manchon 220 de la figure 4. Le manchon 240 peut être utilisé à la place du manchon 220 dans les dispositifs de connexion des figures 1, 2 et 3. Chaque manchon 220 ou 240 étant élastique, il peut être facilement 25 remplacé en cas de dégradation. Cela permet une maintenance aisé du dispositif de connexion. En outre, cela peut être utile dans le cas où la fiche 200 ou 300 est utilisée avec un réceptacle d'un dispositif de connexion de l'art antérieur. Au contact d'une huile, qu'elle soit minérale ou synthétique, le 30 manchon en silicone gonfle, l'un des avantages des manchons qui viennent d'être décrits résulte de ce que les espaces remplis d'air constituent autant d'espaces d'expansion de ce gonflement. De ce fait, malgré la présence accidentelle d'huile dans le réceptacle, le partie mâle (fiche) continuera à être facilement montée ou démontée de la partie femelle (réceptacle). Cela ne serait pas le cas si le manchon était plein, car alors le manchon ne disposerait pas d'espace d'expansion, ce qui entrainerait un blocage du manchon gonflé dans le réceptacle. De plus, comme il n'est pas nécessaire de remplir le réceptacle avec un isolant liquide, le réceptacle peut être orienté dans diverses directions, ce qui autorise une plus grande liberté de positionnement du réceptacle sur le générateur haute tension ou l'équipement. Enfin, le remplacement des isolants liquides classiques par un isolant sous la forme d'un manchon permet d'éliminer les risques de fuite, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas des appareils d'imagerie radiologiques dans lesquels la source alimentée en courant haute tension est entrainée en rotation autour du patient. REVENDICATIONS 1. Fiche (200, 300) de connexion pour câble haute tension, comprenant : -une chemise (201, 301) destinée à être insérée dans un réceptacle (100) de connexion d'un appareil électrique haute tension pour connecter le câble à l'appareil, la chemise (201, 301) comprenant un logement (204, 304) ménagé dans la chemise, et - un manchon (220, 240) s'étendant autour de la chemise (201, 301) pour former une interface isolante entre la chemise (201, 301) et le réceptacle (100), le manchon (220, 240) étant reçu dans le logement (204, 304) de la chemise (201, 301) pour maintenir le manchon sur la chemise. 2. Fiche selon la revendication 1, comprenant une pluralité de manchons (220, 240), la chemise (201, 301) comprenant une pluralité de logements 15 (204, 304), chaque logement (204, 304) recevant un manchon (220, 240). 3. Fiche selon la revendication 2, dans laquelle les manchons (220, 240) sont disposés l'un à la suite de l'autre le long d'une direction longitudinale de la chemise (201, 301). 4. Fiche selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle chaque manchon (220, 240) comprend un ou plusieurs bourrelets (222, 242) destiné(s) à venir en contact avec le réceptacle (100) de connexion. 25 5. Fiche selon la revendication 4, dans laquelle les bourrelets (222) présentent une forme générale annulaire. 6. Fiche selon la revendication 4, dans laquelle les bourrelets (242) présentent une forme générale hélicoïdale. 7. Fiche selon l'une des revendications 4 à 6, dans laquelle certains bourrelets (222) comprennent des fentes (223) permettant un passage d'air à travers le bourrelet. 20 30 8. Fiche selon l'une des revendications 4 à 7, dans laquelle les bourrelets (222, 242) définissent entre eux des espaces (224, 244) remplis d'air, chaque espace étant située entre deux portions de bourrelets successives. 9. Fiche selon l'une des revendications qui précèdent, dans lequel chaque manchon (220, 240) est formé en une seule pièce en un matériau élastique à base de silicone. 10 10. Fiche selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant deux manchons (220, 240), chaque manchon s'étendant sur environ 1/3 d'une dimension longitudinale de la chemise (201). 11. Fiche selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant trois manchons 15 (220, 240), chaque manchon s'étendant sur environ 1/4 d'une dimension longitudinale de la chemise (301). 12. Fiche selon l'une des revendications qui précèdent, dans laquelle la chemise (201, 301) comprend une pluralité de logements (204) formés par 20 des portions (203, 303) de moindre diamètre de la chemise (201, 301), les portions (203, 303) présentant des diamètres décroissants selon une direction longitudinale de la fiche.5