Brevet FR3123496A1 — publié le 20221202

Il est proposé un dispositif de coupure (50) comportant : - Un interrupteur (20) configuré pour être déplacé entre une position (P1) de fermeture d’un circuit principal (30) et une position (P2) d’ouverture, - Une ampoule à vide (2) comportant : -- Une électrode fixe (3), -- Une électrode mobile (4), configurée pour être déplacée entre : --- une première position (P1’) dite de fermeture, et --- une deuxième position (P2’) dite d’ouverture, dans laquelle les électrodes (3,4) sont éloignées, - Une palette (5) configurée pour faire passer l’électrode mobile (4) de la première position (P1’) à la deuxième position (P2’) et comportant une plaquette (6) électriquement conductrice, l’interrupteur principal (20) étant configuré pour entrainer la palette (5) par l’intermédiaire de la plaquette (6), - Un fil de connexion (7) reliant électriquement la plaquette (6) et l’électrode mobile (4), le fil (7) étant en contact électrique avec un tube (8) disposé dans un logement de réception (9) de la plaquette (6), dans lequel le logement de réception (9) comporte une paroi (10) exerçant un effort élastique de maintien sur le tube (8). Figure de l’abrégé : Figure 5 Dispositif de coupure d’un appareil électrique La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs de coupure d’appareils électriques à moyenne tension, c’est-à-dire de 1 à 52 kV. Ces dispositifs de coupure intègrent des ampoules à vide ou encore ampoules sous vide. Ces ampoules à vide permettent de couper le courant dans l’appareil électrique de manière fiable, et évitent la création d’arc électrique. Il est connu, notamment par le brevet EP2182536, de disposer une ampoule à vide en parallèle du circuit principal contenant l’interrupteur principal d’une phase d’un appareil électrique. Dans une telle architecture de circuit, aucun courant ne passe dans l’ampoule à vide durant le fonctionnement normal, c’est-à-dire lorsque l’interrupteur principal est fermé de façon à faire circuler le courant dans le circuit principal. Au cours de l’opération d’ouverture de l’interrupteur principal, la partie mobile de l’interrupteur principal ferme le circuit dans la branche comprenant l’ampoule à vide, avant que le courant ne soit interrompu dans la branche principale. Puis le courant est interrompu dans la branche principale, par ouverture de l’interrupteur, de sorte que l’intégralité du courant passe alors par l’ampoule à vide. En poursuivant sa course d’ouverture, la partie mobile de l’interrupteur provoque l’ouverture du contact de l’ampoule à vide et le courant se coupe. L’apparition d’un arc électrique au niveau de l’interrupteur principal est ainsi évitée, puisque le courant électrique passe uniquement dans l’ampoule à vide au moment de la coupure du courant. Comme l’ampoule à vide est traversée par un courant électrique uniquement pendant les phases transitoires de coupure du courant, celle-ci peut être simplifiée et de taille réduite comparé aux ampoules à vides prévues pour être placée en série dans le circuit de l’interrupteur principal. Afin de réaliser l’ouverture de l’ampoule à vide, le contact mobile de l’interrupteur principal vient entrainer une palette mécaniquement liée à l’électrode mobile de l’ampoule à vide, et qui provoque l’ouverture de l’ampoule à vide. Afin de permettre un passage du courant électrique dans l’ampoule à vide, une continuité électrique entre l’interrupteur principal et l’électrode mobile de l’ampoule à vide doit être assurée. Pour cela, la palette comprend une plaquette électriquement conductrice sur laquelle l’interrupteur principal vient en contact. Cette plaquette est reliée électriquement à l’électrode mobile par un fil de connexion. La liaison électrique entre la plaquette et le fil de connexion est généralement réalisée par sertissage. Ainsi, la plaquette peut comporter une portion recourbée formant un logement oblong dans laquelle le fil est introduit, et cette portion est ensuite déformée de façon à réaliser un sertissage du fil. Autrement dit, la portion déformée vient écraser le fil, ce qui assure un maintien mécanique du fil ainsi qu’une connexion électrique. La plaquette doit présenter une bonne résistance aux efforts mécaniques générés par l’interrupteur lors des phases d’ouverture du courant. La plaquette est ainsi réalisée dans un matériau à haute limite élastique, par exemple de l’acier inoxydable. Cependant, ce type de matériau présente un certain effet ressort, c’est-à-dire que la pression appliquée par la plaquette sur le fil de connexion après sertissage tend à se relâcher. Ce phénomène limite le contact entre la plaquette et le fil. Sur le long terme, la qualité de la connexion électrique entre la plaquette et le fil peut se dégrader, ce qui diminue la performance du dispositif de coupure du courant. La présente divulgation vise à fournir une solution permettant d’améliorer la fiabilité de la connexion électrique entre le fil et la plaquette réalisée en matériau à haute limite élastique. Résumé A cette fin, l’invention propose un dispositif de coupure d’un appareil électrique, comportant : - Un interrupteur principal configuré pour être déplacé entre une position de fermeture permettant un passage de courant électrique dans un circuit électrique principal de l’appareil électrique et une position d’ouverture interdisant le passage de courant électrique dans le circuit électrique principal, - Une ampoule à vide comportant : -- Une électrode fixe, -- Une électrode mobile, configurée pour se déplacer entre : --- une première position, dans laquelle l’électrode fixe et l’électrode mobile sont en contact, et --- une deuxième position, dans laquelle l’électrode fixe et l’électrode mobile sont éloignées l’une de l’autre, - Une palette mécaniquement liée à l’électrode mobile, configurée pour faire passer l’électrode mobile de la première position à la deuxième position, la palette comportant une plaquette électriquement conductrice, l’interrupteur principal étant configuré pour entrainer la palette par l’intermédiaire de la plaquette lors du passage de la position de fermeture à la position d’ouverture, -- un fil de connexion reliant électriquement la plaquette et l’électrode mobile, le fil de connexion étant en contact électrique avec un tube de connexion disposé dans un logement de réception de la plaquette, dans lequel le logement de réception comporte une paroi exerçant un effort élastique de maintien sur le tube de connexion. La liaison électrique entre la plaquette et le fil de connexion fait intervenir une pièce intermédiaire qui est le tube de connexion. Le tube de connexion est disposé dans un logement de réception de la plaquette. La paroi du logement de réception et le tube de connexion sont conformés de sorte que la paroi exerce un effort élastique sur le tube de connexion. Ainsi, un contact robuste est assuré entre le tube de connexion et la plaquette. En effet, l’effort élastique mis en jeu permet notamment de s’affranchir des phénomènes de fluage des divers éléments, comme la palette, contribuant à dégrader la qualité du contact entre les pièces. La fiabilité à long terme du dispositif de coupure est améliorée. Les caractéristiques listées dans les paragraphes suivant peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : Selon un mode de réalisation du dispositif de coupure, une portion du fil de connexion est disposée à l’intérieur du tube de connexion. Un contact électrique entre le fil de connexion et le tube de connexion peut être assuré de différentes manières, par exemple par sertissage du tube de connexion sur le fil de connexion. La paroi comporte une zone élastiquement déformée exerçant un effort élastique de maintien sur le tube de connexion. Le tube de connexion est cylindrique. Le tube de connexion est par exemple de section circulaire. Le tube de connexion peut être de section carrée. Le tube de connexion est en cuivre, de préférence en cuivre recuit. Le tube de connexion peut aussi être en aluminium. Ces matériaux assurent une bonne conductivité électrique ainsi qu’une bonne aptitude au sertissage. Le fil de connexion est un fil multibrins. Le logement de réception s’étend selon un axe principal. L’axe principal du logement de réception est perpendiculaire à l’axe de rotation autour duquel l’interrupteur peut pivoter. Le logement de réception est cylindrique. Le logement de réception comporte une section sensiblement en forme de U. La plaquette est en métal. La plaquette est formée dans un feuillard métallique. La plaquette peut être en acier, par exemple en acier inoxydable. L’épaisseur de la plaquette est comprise entre 0,2 millimètres et 1 millimètre. Le logement de réception possède un diamètre nominal compris entre 2 millimètres et 8 millimètres. Le tube de connexion est serti au fil de connexion de façon à assurer un contact électrique entre le tube de connexion et le fil de connexion. Selon un aspect de la présente divulgation, le tube de connexion comporte une première portion, dite portion amincie, de diamètre extérieur inférieur à un diamètre nominal du logement de réception et une deuxième portion, dite portion épaissie, de diamètre extérieur supérieur au diamètre nominal du logement de réception, le diamètre nominal du logement de réception étant le diamètre du plus grand cercle inscrit dans une section transverse du logement de réception, et mesuré avant insertion du tube de connexion dans le logement de réception. Selon un mode de réalisation, le tube de connexion est emmanché en force dans le logement de réception de façon à ce que la paroi exerce un effort élastique de maintien sur le tube de connexion. Un jeu radial est présent entre la première portion du tube de connexion et la paroi du logement de réception, ce qui permet une insertion aisée du tube de connexion dans le logement de réception. La paroi exerce un effort élastique de maintien au niveau de la deuxième portion du tube de connexion. Selon un mode de réalisation, le tube de connexion comporte une première extrémité axiale au niveau de laquelle le fil de connexion sort du tube de connexion et une deuxième extrémité axiale opposée à la première extrémité axiale, et la première portion, dite portion amincie, comprend la deuxième extrémité axiale du tube. Par exemple, le tube de connexion comporte une extrémité effilée. L’extrémité effilée du tube de connexion peut être formée par un manchon amovible. Le manchon amovible peut être réutilisable. Selon un exemple de mise en œuvre du dispositif de coupure, le tube de connexion comporte une portion tronconique comportant un grand diamètre et un petit diamètre, le petit diamètre étant orienté vers la deuxième extrémité axiale du tube de connexion. Le grand diamètre de la portion tronconique du tube de connexion est orienté vers la première extrémité axiale du tube de connexion. La portion tronconique comprend la deuxième extrémité axiale du tube de connexion. Le diamètre extérieur de la première portion du tube de connexion est inférieur au diamètre nominal du logement de réception lorsque la plaquette est à l’état libre. Ainsi, il existe un jeu radial entre la première portion du tube de connexion et le logement de réception, de sorte que l’introduction du tube de connexion dans le logement de réception est aisée. Au fur et à mesure de l’introduction du tube de connexion dans le logement de réception, le jeu radial diminue jusqu’à devenir nul. En poursuivant l’insertion du tube de connexion, la paroi du logement de réception est repoussée par le tube, de sorte que la paroi du logement exerce un effort élastique de maintien sur le tube de connexion. Cet effort élastique de maintien garantit une pression de contact entre la plaquette et le tube de connexion qui garantit la qualité du contact électrique entre ces deux pièces. La réserve élastique garantit une pression de contact sensiblement constante dans le temps, ce qui garantit la fiabilité à long terme. Selon un mode de réalisation du dispositif de coupure, le tube de connexion comporte une première portion dite portion amincie et deux deuxième portions dite portions épaissies, les deuxième portions étant adjacentes à la première portion et disposées axialement de part et d’autre de la première portion, et la paroi exerce un effort élastique de maintien sur les deuxième portions. La première portion dite portion amincie est formée par écrasement du tube de connexion. Selon un exemple de mise en œuvre, la première portion dite portion amincie est formée par écrasement du tube de connexion sur le fil de connexion. Ainsi, une unique opération d’écrasement du tube de connexion permet d’assurer la liaison électrique entre le fil de connexion et le tube de connexion, ainsi que la liaison électrique entre le tube de connexion et la plaquette. De plus, un maintien mécanique du fil dans le tube est assuré. Les deuxième portions dite portions épaissies sont formées conjointement à la première portion dite portion amincie, par écrasement du tube de connexion sur le fil de connexion. Une même opération d’écrasement du tube de connexion permet de former conjointement la première portion, dite portion amincie, et les deuxième portions, dites portions épaissies. Le tube de connexion comporte deux premières portions dites portions amincies décalées le long de l’axe du tube de connexion, les deux premières portions étant séparées par une deuxième portion dite portion épaissie. Les deux premières portions sont distantes d’une distance comprise entre 10 millimètres et 20 millimètres. La première portion dite portion amincie s’étend axialement sur une distance comprise entre 50% du diamètre nominal du tube et 150% du diamètre nominal du tube. La paroi du logement de réception comporte une ouverture disposée en vis en vis du tube de connexion. Selon un mode de réalisation du dispositif de coupure, le tube de connexion comporte une zone plastiquement déformée, la zone plastiquement déformée étant en contact avec le fil de connexion. Le contact électrique entre le fil de connexion et le tube de connexion est assuré par sertissage, ce qui donne un contact fiable dans le temps. La zone plastiquement déformée en contact avec le fil de connexion est décalée axialement par rapport à la zone élastiquement déformée de la paroi du logement de réception. Selon un mode de réalisation, la paroi du logement de réception comporte une zone plastiquement déformée, la zone plastiquement déformée étant en contact avec une zone plastiquement déformée du tube de connexion. La divulgation se rapporte aussi à un appareil électrique comportant : - un interrupteur principal d’un circuit principal, - un dispositif de coupure tel que décrit précédemment, dans lequel l’ampoule à vide est disposée en parallèle de l’interrupteur principal. La divulgation concerne également un procédé de fabrication d’un dispositif de coupure tel que décrit précédemment, comportant les étapes : - fournir une palette comportant une plaquette électriquement conductrice, la plaquette comportant un logement de réception, le logement de réception comportant une paroi élastiquement déformable, - fournir un fil de connexion, - fournir un tube de connexion, - placer le tube de connexion dans le logement de réception de la plaquette de la palette, - placer le fil dans le tube de connexion, - déformer localement le tube de connexion de façon à créer une portion amincie et au moins une portion épaissie, de façon à ce que la paroi du logement de réception de la plaquette exerce un effort élastique de maintien sur la portion épaissie du tube de maintien. La divulgation se rapporte aussi à un procédé de fabrication d’un dispositif de coupure tel que décrit précédemment, comportant les étapes : - fournir une palette comportant une plaquette électriquement conductrice, la plaquette comportant un logement de réception, le logement de réception comportant une paroi élastiquement déformable, - fournir un fil de connexion, - fournir un tube de connexion, le tube de connexion comportant une première portion de diamètre extérieur inférieur au diamètre nominal du logement de réception de la plaquette préalablement fournie et une deuxième portion de diamètre extérieur supérieur au diamètre nominal du logement de réception de la plaquette préalablement fournie, - emmancher de force le tube de connexion dans le logement de réception de la plaquette de la palette de façon à ce que la paroi du logement de réception de la plaquette exerce un effort élastique de maintien sur la deuxième portion du tube de connexion, - placer le fil dans le tube de connexion, - déformer localement le tube de connexion de façon à obtenir un effort de rétention du fil de connexion dans le tube de connexion. De préférence, l’étape de déformation locale du tube de connexion réalise conjointement une déformation locale de la paroi du logement de réception de la plaquette de façon à obtenir un effort de rétention du tube de connexion dans le logement de réception. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : est une représentation schématique d’un appareil électrique comportant un dispositif de coupure, est une vue de détail, en perspective, d’une plaquette du dispositif de coupure, est une vue partielle, en perspective, du dispositif de coupure, est une vue partielle, de dessus, d’un premier mode de réalisation du dispositif de coupure, est une vue partielle, de côté, du dispositif de coupure de la , est une représentation schématique d’étapes de fabrication d’un dispositif de coupure selon un deuxième mode de réalisation, est une vue partielle, de dessus, d’un dispositif de coupure selon le deuxième mode de réalisation, est une vue partielle, de côté, détaillant un aspect du dispositif de coupure, est une vue partielle, en perspective, d’une variante du premier mode de réalisation du dispositif de coupure, est une vue partielle schématique, de côté, d’une autre variante du premier mode de réalisation du dispositif de coupure, est une vue partielle schématique, de côté, illustrant un dispositif de coupure selon le deuxième mode de réalisation, est une autre vue partielle schématique, de côté, illustrant le dispositif de coupure de la . Dispositif de coupure (50) d’un appareil électrique (1), comportant : - Un interrupteur principal (20) configuré pour être déplacé entre une position de fermeture (P1) permettant un passage de courant électrique dans un circuit électrique principal (30) de l’appareil électrique (1) et une position d’ouverture (P2) interdisant le passage de courant électrique dans le circuit électrique principal (30), - Une ampoule à vide (2) comportant : -- Une électrode fixe (3), -- Une électrode mobile (4), configurée pour se déplacer entre : --- une première position (P1’), dans laquelle l’électrode fixe (3) et l’électrode mobile (4) sont en contact, et --- une deuxième position (P2’), dans laquelle l’électrode fixe (3) et l’électrode mobile (4) sont éloignées l’une de l’autre, - Une palette (5) mécaniquement liée à l’électrode mobile (4), configurée pour faire passer l’électrode mobile (4) de la première position (P1’) à la deuxième position (P2), la palette (5) comportant une plaquette (6) électriquement conductrice, l’interrupteur principal (20) étant configuré pour entrainer la palette (5) par l’intermédiaire de la plaquette (6) lors du passage de la position de fermeture (P1) à la position d’ouverture (P2), -- un fil de connexion (7) reliant électriquement la plaquette (6) et l’électrode mobile (4), le fil de connexion (7) étant en contact électrique avec un tube de connexion (8) disposé dans un logement de réception (9) de la plaquette (6), dans lequel le logement de réception (9) comporte une paroi (10) exerçant un effort élastique de maintien sur le tube de connexion (8). Dispositif de coupure selon la revendication 1, dans lequel une portion (11) du fil de connexion (7) est disposée à l’intérieur du tube de connexion (8). Dispositif de coupure selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le tube de connexion (8) comporte une première portion (21), dite portion amincie, de diamètre extérieur (d21) inférieur à un diamètre nominal (d_nom) du logement de réception 9 et une deuxième portion (22), dite portion épaissie, de diamètre extérieur (d22) supérieur au diamètre nominal (d_nom) du logement de réception (9), le diamètre nominal (d_nom) du logement de réception (9) étant le diamètre du plus grand cercle inscrit dans une section transverse (S) du logement de réception (9), et mesuré avant insertion du tube de connexion (8) dans le logement de réception (9). Dispositif de coupure selon la revendication 3, dans lequel le tube de connexion (8) comporte une première extrémité axiale (15) au niveau de laquelle le fil de connexion (7) sort du tube de connexion (8) et une deuxième extrémité axiale (16) opposée à la première extrémité axiale (15), et dans lequel la première portion (21), dite portion amincie, comprend la deuxième extrémité axiale (16) du tube. Dispositif de coupure selon la revendication 3, dans lequel le tube de connexion (8) comporte une première portion (21) dite portion amincie et deux deuxième portions (22, 22’) dite portions épaissies, les deuxième portions (22, 22’) étant adjacentes à la première portion (21) et disposées axialement de part et d’autre de la première portion (21), et dans lequel la paroi (10) exerce un effort élastique de maintien sur les deuxième portions (22, 22’). Dispositif de coupure selon la revendication 5, dans lequel la première portion (21) dite portion amincie est formée par écrasement du tube de connexion (8). Dispositif de coupure selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la première portion (21) dite portion amincie est formée par écrasement du tube de connexion (8) sur le fil de connexion (7). Dispositif de coupure selon l’une des revendications 5 à 7, dans lequel les deuxième portions (22, 22’) dite portions épaissies sont formées conjointement à la première portion (21) dite portion amincie, par écrasement du tube de connexion (8) sur le fil de connexion (7). Dispositif de coupure selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le tube de connexion (8) comporte une zone plastiquement déformée (18), la zone plastiquement déformée (18) étant en contact avec le fil de connexion (7). Dispositif de coupure selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la paroi (10) du logement de réception (9) comporte une zone plastiquement déformée (19), la zone plastiquement déformée (19) étant en contact avec une zone plastiquement déformée (18) du tube de connexion (9). Appareil électrique (1) comportant : - un interrupteur principal (20) d’un circuit principal (30), - un dispositif de coupure (50) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ampoule à vide (2) est disposée en parallèle de l’interrupteur principal (20). Procédé de fabrication d’un dispositif de coupure (50) selon l’une des revendications 5 à 10, comportant les étapes : - (a1) fournir une palette (5) comportant une plaquette (6) électriquement conductrice, la plaquette (6) comportant un logement de réception (9), le logement de réception (9) comportant une paroi (10) élastiquement déformable, - (b1) fournir un fil de connexion (7), - (c1) fournir un tube de connexion (8), - (d1) placer le tube de connexion (8) dans le logement de réception (9) de la plaquette (10) de la palette (5), - (e1) placer le fil (7) dans le tube de connexion (8), - (f1) déformer localement le tube de connexion (8) de façon à créer une portion amincie (21) et au moins une portion épaissie (22), de façon à ce que la paroi (10) du logement de réception (9) de la plaquette (6) exerce un effort élastique de maintien sur la portion épaissie (22) du tube de maintien (8). Procédé de fabrication d’un dispositif de coupure (50) selon l’une des revendications 1 à 4, comportant les étapes : - (a2) fournir une palette (5) comportant une plaquette (6) électriquement conductrice, la plaquette (6) comportant un logement de réception (9), le logement de réception (9) comportant une paroi (10) élastiquement déformable, - (b2) fournir un fil de connexion (7), - (c2) fournir un tube de connexion (8), le tube de connexion (8) comportant une première portion (21) de diamètre extérieur inférieur au diamètre nominal (d_nom) du logement de réception (9) de la plaquette (6) préalablement fournie et une deuxième portion (22) de diamètre extérieur supérieur au diamètre nominal (d_nom) du logement de réception (9) de la plaquette (6) préalablement fournie, - (d2) emmancher de force le tube de connexion (8) dans le logement de réception (9) de la plaquette (6) de la palette (5) de façon à ce que la paroi (10) du logement de réception (9) de la plaquette (6) exerce un effort élastique de maintien sur la deuxième portion (22) du tube de connexion (8), - (e2) placer le fil (7) dans le tube de connexion (8), - (f2) déformer localement le tube de connexion (8) de façon à obtenir un effort de rétention du fil de connexion (7) dans le tube de connexion (8). Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel l’étape (f2) de déformation locale du tube de connexion (8) réalise conjointement une déformation locale de la paroi (10) du logement de réception (9) de la plaquette (6) de façon à obtenir un effort de rétention du tube de connexion (8) dans le logement de réception (9).