Brevet FR3051594A1 — publié le 20171124

DESCRIPTION La présente invention relève du domaine des équipements de sécurité électrique, et a pour objet une cartouche fusible comportant un élément fusible, une enveloppe renfermant ledit élément fusible et deux contacts extrémaux disposés de part et d'autre de ladite enveloppe. Le rôle de la cartouche fusible est d'ouvrir un circuit électrique lorsque l'intensité y est trop élevée. Cela est réalisé traditionnellement par la fusion d'un élément fusible sous l'effet de l'élévation de température provoquée par la surintensité. Lors de la fermeture des circuits par la mise en place d'une cartouche fusible, l'on peut observer l'apparition de courants d'appel très importants et pouvant atteindre plusieurs centaines d'ampères. Cela est particulièrement le cas dans les circuits à courant continu pouvant comporter par exemple des onduleurs convertisseurs. Ceci a pour effet de souder littéralement la cartouche fusible aux contacts du porte-fusible lors de sa mise en place. En outre, ce problème survient quasi systématiquement dans de tels circuits comportant des étages de condensateurs, qui lorsqu'ils sont déchargés présentent un court-circuit au démarrage de celui-ci. Il existe un deuxième inconvénient lors de la fermeture de ces circuits, qui est le stress produit lors des charges rapides ou des mises en route brusques. Cela peut entraîner un vieillissement accéléré des équipements montés dans le circuit. Il existe ainsi un besoin de disposer d'un système permettant de protéger les équipements d'un circuit, même lors de la fermeture ou mise en route du circuit par l'intermédiaire d'une cartouche fusible. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précités et de proposer une cartouche fusible intégrant un dispositif de protection complémentaire permettant de limiter le courant lors de la mise en place de cette cartouche fusible. A cet effet, la présente invention a pour objet une cartouche fusible telle qu'indiquée en préambule, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un élément résistif monté en série avec ledit élément fusible. Cet élément résistif est un élément complémentaire qui permet de réduire, au moins temporairement, l'intensité du courant circulant dans le circuit. 3051594 2 Selon un premier mode de réalisation, ledit élément résistif peut être disposé dans l'enveloppe et être monté en série entre l'un desdits contacts extrémaux, dit contact résistif, et l'élément fusible. A cet effet, ledit contact résistif peut comporter une première et une deuxième surfaces de 5 contact isolées électriquement l'une de l'autre, l'élément résistif peut être relié électriquement à la première surface de contact et l'élément fusible peut relier électriquement la deuxième surface de contact et le contact extrémal opposé. Ainsi, le courant peut circuler à travers deux voies selon que le contact est établi d'une part, entre la première surface de contact du contact résistif et le contact opposé, en traversant 10 l'élément résistif et l'élément fusible et, d'autre part, entre la deuxième surface de contact du contact résistif et le contact opposé en traversant uniquement l'élément fusible. Dans les deux cas, la protection contre les surintensités est assurée. Selon un deuxième mode de réalisation, un desdits contacts extrémaux, dit contact résistif, peut comporter une première et une deuxième surfaces de contact et ledit élément résistif 15 peut être réalisé par une desdites surfaces de contact, dite première surface de contact. A cet effet, ladite première surface de contact peut être réalisée en une matière dont la résistivité électrique est supérieure à la résistivité électrique de la matière dans laquelle est réalisée la deuxième surface de contact. Dans ce mode de réalisation également, le courant circule à travers deux voies selon que le 20 contact est établi d'une part, entre la première surface de contact du contact résistif et le contact opposé, en traversant la matière résistive de la première surface de contact et l'élément fusible et, d'autre part, entre la deuxième surface de contact du contact résistif et le contact opposé en traversant uniquement l'élément fusible. Dans les deux cas, la protection contre les surintensités est assurée. 25 Selon un troisième mode de réalisation, un desdits contacts extrémaux, dit contact résistif peut comporter une première et une deuxième surfaces de contact et ladite première surface de contact peut comporter un élément résistif. Dans ce mode de réalisation également, le courant circule à travers deux voies possibles. Lorsque le contact est établi entre la première surface de contact du contact résistif et le contact opposé, le courant circule en traversant l'élément résistif de la première surface de 3051594 3 contact et l'élément fusible et, lorsque le contact est établi entre la deuxième surface du contact du contact résistif et le contact opposé, il traverse uniquement l'élément fusible. Dans les deux cas, la protection contre les surintensités est assurée. Dans les premier et troisième modes de réalisation, l'élément résistif peut être choisi parmi : 5 une résistance électrique, un fil, un ruban, une lame, une tôle découpée, une résistance bobinée. L'invention prévoit également, quel que soit le mode de réalisation, de disposer d'une cartouche fusible pouvant comporter deux éléments résistifs et dans laquelle les deux contacts extrémaux forment des contacts extrémaux résistifs. Une telle configuration permet 10 de faciliter l'insertion correcte de la cartouche fusible dans un porte fusible car les deux contacts extrémaux sont résistifs, et il n'y a de ce fait pas de notion de sens de montage. Selon une variante de l'invention, la cartouche fusible est du type à couteaux. Dans ce cas, il peut être avantageux de positionner la première surface de contact du côté opposé aux pattes d'accrochage pour la poignée d'enlèvement ou poignée amovible de manipulation. Une telle 15 disposition permet d'assurer le bon positionnement de la cartouche fusible dans un porte fusible, en s'assurant que le premier contact de la cartouche avec les griffes d'un porte fusible est réalisé avec la première surface de contact de la cartouche fusible. Dans une autre variante, elle est du type cylindrique. Quel que soit le mode de réalisation, la première surface de contact peut présenter une 20 superficie faible en regard de celle de la deuxième surface de contact. En effet, cette première surface est destinée à entre en contact électrique uniquement lors de la mise en place de la cartouche fusible, à savoir temporairement. D'un autre côté, la deuxième surface de contact est celle qui est sollicitée lors de l'utilisation dite classique de la cartouche fusible, c'est-à-dire lorsque le courant traverse uniquement l'élément fusible, et il est donc 25 indispensable que le contact électrique se fasse correctement au niveau de la deuxième surface de contact. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées représentant des modes de réalisation préférentiels de l'invention, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, et dans 30 lesquelles : 3051594 4 - la figure 1 est une vue en élévation d'une cartouche fusible selon un premier mode de réalisation, - la figure 2 est une vue représentant schématiquement la cartouche fusible illustrée à la figure 1, 5 - la figure 3 est une vue schématique d'une cartouche fusible selon le deuxième mode de réalisation, - la figure 4 est une vue schématique d'une cartouche fusible selon le troisième mode de réalisation, - la figure 5 est une vue schématique d'une cartouche fusible comportant deux 10 éléments résistifs, - les figures 6A à 6C représentent les étapes d'insertion de la cartouche fusible des figures 1 à 2 dans les griffes d'un porte-fusible, et - les figures 7A à 7C représentent les étapes d'insertion de la cartouche fusible de la figure 5 dans les griffes d'un porte-fusible. 15 Les figures 1 et 2 représentent schématiquement une cartouche fusible 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Elle comporte une enveloppe 4 intégrant d'une part, un élément fusible 5 qui fond lors de l'apparition d'une surintensité pour ouvrir le circuit dans lequel il est monté et, d'autre part, un élément résistif 6. Cet élément résistif 6 a pour but d'assurer la fonction de limitation de courant dans le circuit concerné, afin de fournir une 20 protection lors de la fermeture du circuit par la cartouche fusible 1. Pour ce faire, un des contacts extrémaux 2, 3 de la cartouche fusible 1 comporte deux surfaces de contact 7, 8 distinctes, désignées comme étant une première surface de contact 7 et une deuxième surface de contact 8. La deuxième surface de contact 8 est reliée au contact extrémal opposé 3 par l'élément fusible 5. Dans cet exemple de réalisation, les contacts 25 extrémaux 2, 3 de la cartouche fusible 1 sont sous la forme de couteaux parallélépipédiques et la première surface de contact 7 est positionnée du côté opposé aux pattes d'accrochage 13 pour la poignée d'enlèvement. L'élément résistif 6 est monté en série entre la première surface de contact 7 et l'élément fusible 5, il s'agit dans cet exemple d'un fil résistif réalisé en aluminium. 3051594 5 Ainsi, lorsqu'un porte-fusible ferme un circuit électrique avec la première surface de contact 7 et la surface opposée 3, le courant circule en série dans l'élément résistif 6 et l'élément fusible 5. Le courant dans le circuit est de ce fait réduit, de sorte que le porte-fusible assure, en plus de sa fonction de protection traditionnelle de coupure en cas de surintensité par 5 l'intermédiaire de l'élément fusible 5, une protection complémentaire de limitation de courant. D'autre part, lorsque le porte-fusible 1 ferme un circuit électrique avec la deuxième surface de contact 8 et la surface opposée 3, le courant circule uniquement à travers l'élément fusible 5, de manière traditionnelle. 10 Ainsi, avantageusement, la cartouche fusible 1 protège toujours le circuit contre les surintensités, quelle que soit la première ou la deuxième surface 7, 8 du contact extrémal résistif 2 qui ferme le circuit, c'est-à-dire quelle que soit la position de la cartouche fusible 1 dans un porte fusible. De préférence, les première et deuxième surfaces de contact 7, 8 sont isolées l'une de l'autre 15 électriquement, par exemple par une couche 12 d'air ou de matière électriquement isolante, telle qu'une matière céramique, telle que de la stéatite, par exemple, du verre, ou une matière synthétique, comme c'est le cas dans l'exemple illustré. La première surface de contact 7 présente dans cet exemple une superficie qui correspond à la moitié de celle de la deuxième surface de contact 8. Cette première surface de contact 7 20 est celle qui est destinée à être la première à venir en contact avec les griffes d'un porte- fusible lors de la mise en place de la cartouche fusible 1. La deuxième surface de contact 8 est la surface qui est en contact avec les griffes du porte-fusible lorsque la cartouche fusible 1 est dans sa position montée. La figure 3 représente une cartouche fusible 10 selon un second mode de réalisation de 25 l'invention dans laquelle une partie d'un contact extrémal 20, forme l'élément résistif 16. Le contact extrémal résistif 20 comporte ainsi une première surface de contact 7 qui forme cet élément résistif 16 et qui est réalisé en une matière résistive, telle que du carbone et une deuxième surface de contact 8 réalisée en une matière électriquement conductrice, telle que de l'aluminium, du bronze, du cuivre ou du laiton, par exemple. Un élément conducteur 14 30 relie électriquement la première surface de contact 7 à l'élément fusible 5. 3051594 6 La protection est identique à celle décrite en regard du premier mode de réalisation. Ainsi, lorsque le circuit est fermé sur la première surface de contact 16 et le contact opposé 3, le courant traverse cette première surface résistive 16 et l'élément fusible 5. Le courant est réduit et la protection contre les surintensités est assurée. Lorsque le circuit est fermé sur la 5 deuxième surface de contact 8, le courant traverse l'élément fusible 5 de sorte que la protection contre les surintensités est toujours assurée. La figure 4 représente une cartouche fusible 100 selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Cette cartouche fusible 100 diffère de celle de la figure 3 par le fait que l'élément résistif 6 est un élément supplémentaire intégré dans le contact extrémal résistif 10 20', au niveau de la première surface de contact 7. L'élément résistif 6 peut être une résistance électrique, un fil, un ruban, une lame, une tôle découpée ou une résistance bobinée, par exemple. Cette configuration appelle les mêmes avantages que ceux indiqués en regard des modes de réalisation précédents. La figure 5 représente une cartouche fusible 110 selon un quatrième mode de réalisation de 15 l'invention dans laquelle les deux contacts extrémaux 2, 2' sont des contacts résistifs, c'est- à-dire qu'ils sont tous les deux liés à un élément résistif 6, 6'. A cet effet, les deux contacts extrémaux 2 et 2' comportent chacun une première surface de contact 7, 7' et une deuxième surface de contact 8, 8' isolées électriquement l'une de l'autre par une matière isolante 12, 12' et les éléments résistifs 6 et 6' sont reliés électriquement d'une part à l'élément fusible 5 20 et, d'autre part, à la première surface de contact 7, 7' correspondante. Ce doublement est transposable dans les autres modes représentés. En plus des avantages cités en regards des autres modes, ce mode de réalisation présente l'avantage de faciliter la mise en place d'une cartouche fusible 110 dans un porte fusible en supprimant la notion de sens, les deux contacts extrémaux étant liés à un élément résistif 5. 25 Les figures 6A à 6C représentent les différentes étapes de montage d'une cartouche fusible 1 selon le premier mode de réalisation dans un porte-fusible. La cartouche 1 y est représentée sans son enveloppe 4. La figure 6A représente la cartouche fusible 1 avant son insertion dans le porte-fusible. La figure 6B représente le premier contact entre la cartouche fusible 1 et les griffes 9 et 11 du porte-fusible. Ce premier contact est réalisé, d'une part, entre la 30 première surface de contact 7 du contact résistif 2 et une griffe 9 et, d'autre part, entre le contact opposé 3 et une l'autre griffe 11 du porte-fusible. Le courant circule ainsi dans le 3051594 7 porte-fusible depuis la griffe 9, puis dans la première surface de contact 7, puis dans l'élément résistif 6, puis dans l'élément fusible 5, puis dans le contact opposé 3 puis dans la griffe 11, ou inversement. En d'autres termes, lorsque la cartouche fusible 1 est ainsi positionnée au cours de son insertion, le circuit correspondant est à la fois protégé des 5 surintensités et limité en courant. La figure 6C représente la cartouche fusible 1 en position montée dans le porte-fusible 11. Dans cette position la griffe 9 est en contact avec la première surface de contact 7 et la deuxième surface de contact 8 du contact résistif 2. Le courant traverse le circuit à partir de la deuxième surface de contact 8 car le circuit y est moins résistif. Le courant circule ainsi 10 dans le porte-fusible depuis la griffe 9, puis dans la deuxième surface de contact 8 puis dans l'élément fusible 5, puis dans le contact opposé 3 puis dans la griffe 10, ou inversement. En d'autres termes, lorsque la cartouche fusible 1 est en position montée ou opérationnelle dans un porte-fusible, le circuit correspondant est protégé des surintensités, selon un fonctionnement classique. 15 Les figures 7A à 7C correspondent à la mise en place d'une cartouche fusible 110 représentée sans son enveloppe 4 dans le même porte-fusible que celui illustré dans les figures 6A à 6C. La mise en place est la même. La différence consiste en ce que dans la position illustrée dans la figure 7B, le circuit se ferme sur les deux premières surfaces de contact 7, 7' de la cartouche fusible 110, et le courant traverse deux éléments résistifs 6, 6' 20 au lieu d'un seul dans la cartouche fusible 1 des figures 6A à 6C. La cartouche fusible 1, 10, 100 ,110 selon l'invention permet ainsi, en un seul dispositif, d'une part, de réduire l'intensité du courant et donc limiter le courant d'appel lors de l'insertion de la cartouche fusible 1, 10, 100 ,110 tout en disposant de la protection classique contre les surintensités et, d'autre part, de disposer de ladite protection classique lorsque la 25 cartouche fusible est dans sa position opérationnelle dans le porte fusible. REVENDICATIONS1. Cartouche fusible (1, 10, 100, 110) comportant un élément fusible (5), une enveloppe (4) renfermant ledit élément fusible (5) et deux contacts extrémaux (2, 2', 20, 3) disposés de part et d'autre de ladite enveloppe (4), ladite cartouche fusible (1, 10, 100, 110) étant caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un élément résistif (6, 6', 16) monté en série avec ledit élément fusible (5). 2. Cartouche fusible, selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élément résistif (6, 6') est disposé dans l'enveloppe (4) et est monté en série entre l'un desdits contacts extrémaux (2, 2', 3), dit contact résistif (2, 2'), et l'élément fusible (5). 3. Cartouche fusible, selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit contact résistif (2, 2') comporte une première et une deuxième surfaces de contact (7, 7' ; 8, 8') isolées électriquement l'une de l'autre, en ce que l'élément résistif (6, 6') est relié électriquement à la première surface de contact (7, 7') et en ce que l'élément fusible (5) relie électriquement la deuxième surface de contact (8, 8') et le contact extrémal opposé (3, 2'). 4. Cartouche fusible, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un desdits contacts extrémaux, dit contact résistif (20), comporte une première et une deuxième surfaces de contact (7, 8) et en ce que ledit élément résistif (16) est réalisé par une desdites surfaces de contact, dite première surface de contact (7). 5. Cartouche fusible, selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite première surface de contact (7) est réalisée en une matière dont la résistivité électrique est supérieure à la résistivité électrique de la matière dans laquelle est réalisée la deuxième surface de contact (8). 6. Cartouche fusible, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un desdits contacts extrémaux, dit contact résistif (20'), comporte une première et une deuxième surfaces de contact (7, 8) et en ce que ladite première surface de contact (7) comporte un élément résistif (6). 3051594 9 7. Cartouche fusible, selon l'une quelconque des revendications 6, 2 et 3, caractérisée en ce que l'élément résistif (6, 6') est choisi parmi : une résistance électrique, un fil, un ruban, une lame, une tôle découpée, une résistance bobinée. 8. Cartouche fusible, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en 5 ce qu'il comporte deux éléments résistifs (6, 6') et en ce que les deux contacts extrémaux forment des contacts extrémaux résistifs (2, 2'). 9. Cartouche fusible, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est du type à couteaux. 10. Cartouche fusible, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée 10 en ce qu'elle est du type cylindrique.