Brevet FR3038122A1 — publié le 20161230

DISPOSITIF DESTINE A ENTOURER UN CONDUCTEUR ELECTRIQUE POUR GENERER DE L'ELECTRICITE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un système destiné à équiper un conducteur de courant électrique alternatif pour convertir par couplage inductif l'énergie véhiculée par le courant électrique circulant dans ce conducteur, afin d'assurer l'alimentation électrique d'un récepteur tel qu'un appareillage de mesure de température ou d'humidité. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE D'une manière générale, il est connu de prélever par couplage inductif une partie de la puissance électrique véhiculée par un conducteur de courant alternatif avec un agencement du type capteur de courant. Ce type de montage permet par exemple d'équiper des barres conductrices avec appareillage de mesure de température, d'hygrométrie ou autre, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une alimentation électrique séparée. En pratique, la faible puissance électrique délivrée par un tel montage équipant un conducteur moyenne ou haute tension suffit à alimenter un appareil électronique de mesure ayant une faible consommation. Concrètement, un tel agencement comporte un noyau ferromagnétique entourant le conducteur, ce noyau ferromagnétique étant lui-même entouré par un bobinage sur au moins une portion de sa circonférence. En fonctionnement, le courant alternatif circulant dans le conducteur génère un champ magnétique alternatif entourant le conducteur, et d'orientation orthoradiale par rapport à ce conducteur. Ce champ magnétique alternatif ayant des lignes de champ entourant le conducteur, il s'établit dans le noyau qui entoure lui-même ce conducteur pour être amplifié dans ce noyau. 3038122 2 Les spires du bobinage qui entoure le noyau sur au moins une partie de sa longueur sont de fait soumises à une variation de flux magnétique alternative qui donne lieu à l'établissement d'une force électromotrice aux bornes de ce bobinage. D'une manière générale, le montage et la fixation des systèmes 5 existants à un conducteur est compliqué par le fait qu'il est nécessaire que le diamètre du conducteur et le diamètre du système soient compatibles. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient. EXPOSÉ DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif destiné à équiper un 10 conducteur de courant alternatif pour convertir par couplage inductif une partie de l'énergie électrique véhiculée par ce conducteur afin d'alimenter un récepteur tel qu'un appareillage de mesure, ce dispositif comportant un collier destiné à être fixé au conducteur en le cerclant, ce collier incluant un ruban flexible comprenant un matériau ferromagnétique, un bobinage entourant ce ruban sur une portion de sa longueur, et une 15 attache assurant la fixation des extrémités du ruban l'une à l'autre pour fermer le ruban afin de cercler le conducteur, cette attache maintenant en outre les extrémités du ruban en appui mécanique l'une contre l'autre pour que ce ruban constitue un circuit ferromagnétique fermé entourant le conducteur. Avec cet agencement, les deux fonctions, à savoir le noyau magnétique 20 et la fixation mécanique sont remplies par l'association de la bande ferromagnétique souple avec une attache de fixation. Cet agencement est ainsi adaptable à toute section de conducteur puisque le collier peut être ajusté au besoin, tout en présentant une très grande facilité d'installation. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, dans lequel 25 l'attache assure également le maintien du ruban en tension mécanique pour qu'il enserre le conducteur qu'il équipe. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, dans lequel l'attache est une attache sertissable ayant une forme générale tubulaire de section 3038122 3 rectangulaire apte à recevoir les deux extrémités de ruban superposées l'une à l'autre, et apte à être écrasée pour enserrer ces extrémités l'une contre l'autre. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, dans lequel l'attache comprend un corps tubulaire apte à recevoir les deux extrémités de ruban 5 superposées l'une à l'autre, et emprisonnant une bille dans une cavité adaptée pour que cette bille constitue un coin de blocage des extrémités de ruban dans le corps tubulaire. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, intégrant en outre un récepteur électrique connecté au bobinage pour être alimenté électriquement par ce bobinage lorsque le conducteur est traversé par un courant alternatif. 10 L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, dans lequel le récepteur électrique comporte un capteur tel qu'une sonde de température ou d'humidité ou autre ainsi que des moyens de transmission de données sans fil. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, comprenant un boîtier renfermant le bobinage, ce boîtier comportant une ouverture traversante 15 destinée à recevoir le ruban du collier, le bobinage étant agencé dans le boîtier pour entourer le ruban traversant ce boîtier, la fixation du boîtier à un conducteur électrique étant assurée en passant le ruban à travers l'ouverture du boîtier puis en serrant le collier sur le conducteur électrique. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, dans lequel le 20 boîtier renferme également un récepteur électrique alimenté par le bobinage, ce récepteur électrique incluant un capteur tel qu'une sonde thermique et/ou hygrométrique, ainsi que des moyens de transmission de données sans fil. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, en ce que le ruban comporte un matériau ferromagnétique d'une épaisseur comprise entre deux et 25 quatre dixièmes de millimètres d'épaisseur. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS - la figure 1 est une vue schématique en perspective du dispositif selon l'invention équipant une barre conductrice ; 3038122 4 - la figure 2 est une vue d'un ruban flexible présenté à plat ayant une extrémité équipée d'une attache de fixation pour constituer un collier du dispositif selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un collier comprenant un 5 ruban en matériau ferromagnétique qui est replié sur lui-même en étant maintenu fermé par son attache de fixation ; - la figure 4 est une vue en perspective d'une attache de fixation pouvant être utilisée pour le dispositif selon l'invention ; - la figure 5 est une vue en perspective montrant l'installation avec une 10 pince d'une attache de fixation d'un dispositif selon l'invention ; - la figure 6 est une vue en coupe d'un autre type d'attache de fixation pouvant être utilisée pour le dispositif selon l'invention ; - la figure 7 est une vue d'ensemble comprenant un appareil de mesure selon l'invention qui est monté sur une barre conductrice en étant traversé par un ruban 15 d'un collier de fixation enserrant cette barre conductrice. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Comme visible sur la figure 1, le système selon l'invention 1 comprend un collier 2 équipé d'un bobinage 3, qui est monté sur un conducteur 4 se présentant ici sous la forme d'une barre conductrice à section rectangulaire, de manière à cercler ce 20 conducteur. Ce collier 2 comporte plus particulièrement une bande ou ruban flexible 6 en matériau ferromagnétique qui porte à l'une de ses extrémités 7 une attache de fixation 8, le bobinage 3 entourant le ruban 6 sur une portion de sa longueur. L'extrémité libre 9 du ruban 6 est engagée et bloquée dans l'attache de 25 fixation 8 en ayant une portion de sa face interne en appui contre une portion de la face externe de l'extrémité 7. L'attache de fixation 8 assure ainsi la fermeture magnétique du noyau par contact mécanique de ses extrémités sur une surface donnée, au niveau du serrage ou sertissage assuré par cette attache de fixation 8. 3038122 5 Autrement dit, lorsque collier 2 est en place, comme dans la figure 1, son ruban 6 constitue un noyau ferromagnétique en forme de boucle fermée entourant ou cerclant le conducteur électrique 4, de manière à concentrer les lignes de champ magnétique dans la couronne fermée qu'il constitue. 5 Ce ruban 6 est fabriqué avec un matériau ferromagnétique sous la forme d'une bande mince afin d'être flexible pour pouvoir s'adapter à toute forme de section de conducteur. Le dispositif selon l'invention peut ainsi être monté indifféremment sur un conducteur à section carrée, ronde ou autre. D'une manière générale, on choisit pour le ruban un matériau 10 ferromagnétique très doux et à forte perméabilité, car ceci confère une saturation magnétique rapide du noyau pour de faibles courants dans le conducteur 4. Ceci permet ainsi d'augmenter la tension induite dans le bobinage 3. En pratique, peu de matière ferromagnétique est nécessaire, et une épaisseur comprise entre deux et quatre dixièmes de millimètres peut s'avérer suffisante. 15 Le bobinage 3 est formé autour d'une portion du ruban 6 qui porte l'attache de fixation 8. Ce bobinage 3 est constitué d'une série de spires traversées par le ruban 6, et il présente deux extrémités 11, 12 aux bornes desquelles apparaît une force électromotrice lorsqu'un courant alternatif traverse le conducteur 4. Différentes attache de fixation et de sertissage 8 peuvent être utilisées 20 parmi celles connues en matière de collier adaptable, dès lors que l'attache utilisée assure la mise en appui mécanique des extrémités du ruban 6 qu'elle réunit. Comme visible sur la figure 2, l'attache 8 a une forme générale se rapprochant d'un manchon ou d'un passant pour recevoir les deux extrémités 7 et 9 du ruban 6 superposées l'une à l'autre pour les bloquer, comme illustré schématiquement 25 sur la figue 3. L'attache de fixation est par exemple de type sertissable, comme dans l'exemple de la figure 4, dans lequel on utilise une attache 8A en tôle métallique issue d'emboutissage. Celle-ci présente une forme générale de tube à section rectangulaire de dimensions suffisantes pour permettre le passage des deux extrémités 7 et 9 du ruban 6. 3038122 6 La paroi supérieure 13 de cette attache 8A comporte une découpe D en forme de U qui délimite à la fois une ouverture centrale 14 et une patte 16 qui est représentée déployée sur la figure 4, c'est-à-dire orientée perpendiculairement au plan de l'ouverture 14. 5 Lorsque les deux extrémités 7 et 9 du ruban 6 sont passées dans l'attache de fixation 8A, le sertissage consiste à rabattre la patte 16 vers le fond de l'ouverture 14, afin de comprimer les deux extrémités du ruban contre la paroi inférieure 17 de la patte 8A. Ceci permet de comprimer mécaniquement les deux extrémités du 10 ruban 6 l'une contre l'autre pour qu'elles ne puissent plus coulisser l'une le long de l'autre de façon à bloquer mécaniquement le collier, et pour qu'elles soient en appui l'une contre l'autre afin de fermer le chemin magnétique. En pratique, le sertissage de l'attache 8A, c'est-à-dire le rabattement de sa patte 16 peut être assuré avec une pince appropriée 18, comme représenté 15 schématiquement sur la figure 5. Ceci peut avantageusement être assuré en utilisant une pince-outil dédiée qui assure conjointement la mise en tension du ruban 6 autour du conducteur sur lequel il est monté, le sertissage de l'attache, et le cas échéant la découpe du surplus de ruban. D'autres types d'attaches de sertissage peuvent également convenir, 20 dès lors qu'elles assurent la mise en contact des extrémités du ruban sur une certaine surface pour assurer la continuité magnétique. Dans l'exemple de la figure 6, l'attache 8B qui est utilisée est une attache non pas sertissable, mais du type à coin de blocage, c'est-à-dire comprenant un élément mobile qui est ici une bille, pour assurer le blocage du ruban. 25 Cette attache, qui est connue en soi comporte un corps 21 comprenant une base 22 et une paroi supérieure 23, en étant apte à recevoir les deux extrémités du 7 et 9 du ruban 6 superposées l'une à l'autre tout en étant engagées entre la base 22 et la paroi supérieure 23, dans le même sens. La paroi supérieure 23 délimite une cavité supérieure 24 emprisonnant une bille 26, et cette paroi supérieure 23 comporte au niveau de la cavité 24 une portion inclinée 27 par rapport à la base 22. 3038122 7 La bille 26 est ainsi située entre les extrémités 7 et 9 du ruban 6 en appui sur la base 22, et la portion inclinée 27. Dans ces conditions, un faible déplacement tendant à éloigner les extrémités 7 et 9 de l'attache, dans le sens de rétrécissement que délimite la portion inclinée 27 avec la base 22, tend nécessairement à augmenter les 5 efforts de blocage exercés sur la bille 26 par les rubans et par la paroi inclinée 27. Cette attache 8B, de type autobloquante peut elle aussi être mise en place en utilisant une pince appropriée, se rapprochant de celle qui est illustrée sur la figure 5, et qui permet de mettre le ruban en tension et de couper le surplus de longueur de ce ruban. 10 Par ailleurs, les exemples des figures 1 à 6 montrent principalement le collier du dispositif selon l'invention avec son bobinage, qui permet de fournir une tension alternative aux bornes 11 et 12 du bobinage lorsque le conducteur 4 est traversé par un courant alternatif, en vue d'alimenter un appareillage. D'une manière générale, le bobinage et l'appareillage peuvent être 15 conjointement intégrés à un même boîtier tel que celui qui est représenté sur la figure 7, où il est repéré par 28. Un tel boîtier en matière plastique présente une forme générale parallélépipédique, et il renferme les composants de l'appareillage de mesure et de transmission, ainsi que le bobinage. Comme visible sur la figure 7 un tel boîtier 27 comprend une ouverture 20 centrale destinée à être traversée par le ruban 6 du collier de serrage 2, ce qui permet de fixer de manière très simple le boîtier 27 à un conducteur tel qu'une barre conductrice. En pratique, il suffit ainsi d'engager le ruban dans le boîtier 27 à travers son ouverture centrale 28, de passer le ruban 6 autour du conducteur, et de serrer et bloquer le collier au moyen de l'attache 8. 25 Comme on l'aura compris, l'ouverture traversante 28 du boîtier est entourée, dans le boîtier, par le bobinage 3 qui permet de collecter le courant électrique pour alimenter l'appareillage lorsque le dispositif est en place et que la barre conductrice est traversée par un courant alternatif. L'ensemble 27 porté par le collier peut par exemple comporter une 30 sonde hygrométrique et/ou thermique pouvant éventuellement être appliqué contre le 3038122 8 conducteur électrique lorsque le collier 6 est mis en place sur le conducteur. La mise en oeuvre d'une sonde hygrométrique permet notamment de connaître à moindre coût le taux d'hygrométrie régnant par exemple dans une armoire électrique. Un tel dispositif est alors d'une installation simple puisqu'il n'est pas 5 nécessaire de prévoir une alimentation électrique séparée, car il suffit de le monter sur le conducteur dont on souhaite mesurer la température. La transmission de données sans fil permet quant à elle de récupérer les données de température sans qu'il soit nécessaire de prévoir une ligne de communication spécifique, qui est d'autant plus délicate à mettre en oeuvre que l'environnement électromagnétique est sévère. 10 REVENDICATIONS1. Dispositif (1) destiné à équiper un conducteur de courant alternatif (4) pour convertir par couplage inductif une partie de l'énergie électrique véhiculée par ce conducteur (4) afin d'alimenter un récepteur tel qu'un appareillage de mesure, ce dispositif comportant un collier (2) destiné à être fixé au conducteur (4) en le cerclant, ce collier (2) incluant un ruban (6) flexible comprenant un matériau ferromagnétique, un bobinage (3) entourant ce ruban (6) sur une portion de sa longueur, et une attache (8, 8A, 8B) assurant la fixation des extrémités du ruban (6) l'une à l'autre pour fermer le ruban afin de cercler le conducteur (4), cette attache (8, 8A, 8B) maintenant en outre les extrémités du ruban (6) en appui mécanique l'une contre l'autre pour que ce ruban (6) constitue un circuit ferromagnétique fermé entourant le conducteur (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'attache (8, 8A, 8B) assure également le maintien du ruban (6) en tension mécanique pour qu'il enserre le conducteur (4) qu'il équipe. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'attache (8A) est une attache sertissable ayant une forme générale tubulaire de section rectangulaire apte à recevoir les deux extrémités (7, 9) de ruban (6) superposées l'une à l'autre, et apte à être écrasée pour enserrer ces extrémités (7, 9) l'une contre l'autre. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'attache (8B) comprend un corps tubulaire apte à recevoir les deux extrémités de ruban (6) superposées l'une à l'autre, et emprisonnant une bille (26) dans une cavité adaptée pour que cette bille constitue un coin de blocage des extrémités (7, 9) de ruban (6) dans le corps tubulaire. 3038122 10 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, intégrant en outre un récepteur électrique connecté au bobinage (3) pour être alimenté électriquement par ce bobinage lorsque le conducteur (4) est traversé par un courant alternatif. 5 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le récepteur électrique comporte un capteur tel qu'une sonde de température ou d'humidité ou autre ainsi que des moyens de transmission de données sans fil. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant un 10 boîtier (27) renfermant le bobinage (3), ce boîtier (27) comportant une ouverture traversante (28) destinée à recevoir le ruban (6) du collier (2), le bobinage (3) étant agencé dans le boîtier (27) pour entourer le ruban (6) traversant ce boîtier (27), la fixation du boîtier (27) à un conducteur électrique étant assurée en passant le ruban (6) à travers l'ouverture du boîtier (27) puis en serrant le collier sur le conducteur électrique (4). 15 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le boîtier (27) renferme également un récepteur électrique alimenté par le bobinage (3), ce récepteur électrique incluant un capteur tel qu'une sonde thermique et/ou hygrométrique, ainsi que des moyens de transmission de données sans fil. 20 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ruban comporte un matériau ferromagnétique d'une épaisseur comprise entre deux et quatre dixièmes de millimètres d'épaisseur.