Panneau de distribution avec coupe-circuit La présente invention a pour objet un panneau de distribution avec coupe-circuit basse tension com- portant des conducteurs d'alimentation et des déri vations d'intensités nominales différentes protégées chacune par une cartouche coupe-circuit basse ten sion d'une intensité nominale comprise entre 40 et 1000 ampères,
chaque phase de chaque dérivation comportant un dispositif de branchement présentant un socle muni à chacune de ses extrémités d'un organe de liaison électrique portant une pince de contact et un organe de connexion pour le branche ment des conducteurs d'arrivée et de départ.
Actuellement ce genre de panneaux de distribu tion est d'un montage coûteux et difficile, car les cartouches coupe-circuit d'intensités nominales cou vrant la gamme de 40 à 1000 Amp. selon les normes actuellement en vigueur et prévues pour des tensions nominales de 500 et 600 volts, présentent chacune une longueur différente, de sorte que la distance entre les organes de connexion d'arrivée et de départ est variable selon l'intensité nominale de la dériva tion.
Cette particularité oblige le monteur, soit à cin trer les câbles d'arrivée, ce qui est souvent un tra vail difficile, spécialement lorsque l'alimentation des dérivations est effectuée par des barres omnibus, soit à prévoir les bornes de départ à des hauteurs différentes selon l'intensité nominale de la dériva tion, ce qui rend la pose des câbles de départ parti culièrement délicate. En outre, dans un tel panneau de distribution, il n'est pas possible de disposer les divers organes et éléments d'une manière synoptique rappelant le schéma de branchement, de sorte que les vérifications et les contrôles sont longs et fasti dieux.
Le panneau selon l'invention élimine ces incon vénients et se distingue des panneaux connus par le fait que dans toutes ses dérivations une même distance sépare les organes de connexion d'arrivée et de départ, quelle que soit l'intensité nominale de la dérivation.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution et quelques variantes d'un panneau selon l'invention.
La fig. 1 est une vue partielle en plan d'un panneau de distribution basse tension.
La fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1, la cartouche coupe-circuit et les pinces de contact étant retirées.
Les fig. 3 et 4 sont des vues semblables à la fig. 2 et illustrent des variantes.
Les fig. 5, 6 et 7 sont des schémas illustrant de profil trois variantes d'exécution du dispositif de branchement.
La fig. 8 est une vue partiellement en coupe et à grande échelle d'une forme d'exécution du dispo sitif de branchement.
La fig. 9 en est une vue en plan.
La fig. 10 est une vue perspective d'un élé ment de contact.
Dans les fig. 1 et 2 du dessin annexé, seule une phase du panneau de distribution est illustrée, et les raccordements des conducteurs de départ sont illustrés dans plusieurs variantes d'exécution.
Le panneau de distribution comporte un rail 1 sur lequel sont fixés des dispositifs de dérivation constitués chacun par une cartouche coupe-circuit et un dispositif de branchement qui comprend un socle 2 en matière isolante et de forme générale rectangulaire. Ce socle est muni à chacune de ses extrémités d'une pince de contact 3 destinée à rece voir les organes de contact 4 de la cartouche coupe- circuit Ai; A, A3.
L'une des pinces de contact 3 est portée par un organe de liaison 5 qui porte un organe de connexion 7 permettant le raccordement d'un conducteur d'arrivée 9, tandis que l'autre pince de contact 3 est portée par un organe de liaison 6 qui porte un organe de connexion 8 permettant le raccordement d'un conducteur de départ 10d, 10b, 10,.
Dans la forme d'exécution représentée, les deux organes de liaison 5 et 6 sont identiques, et sont venus chacun d'une pièce de fabrication avec leur organe de connexion 7 et 8 respectifs.
Chaque pince de contact 3 est formée d'au moins une mâchoire constituée par des éléments de contact 11 individuels montés côte à côte et élasti- quement sur l'organe de liaison.
Cette mâchoire est située sur l'un des côtés d'un plan de fermeture f perpendiculaire au plan de symé trie longitudinal s du socle 2. Le plan d'oscillation de chaque élément de contact 11 est parallèle à ce plan de symétries.
Le nombre d'éléments de con tact 11 que comprend une mâchoire de pince de contact est une fonction de l'intensité nominale du dispositif de branchement et donc de l'intensité no minale de la cartouche coupe-circuit Ai, A2, A3 qui doit être branchée dans ces pinces de contact.
Dans la fig. 1, la cartouche A1 est supposée être d'une intensité nominale de 600 Amp et chaque mâchoire des pinces de contact 3 de son dispositif de branchement comporte quatre éléments de con tact 11.
Par contre, les mâchoires des pinces de contact 3 destinées à recevoir la cartouche <B>A..,</B> qui est supposée être d'une intensité nominale de 400 Amp, ne comportent chacune que trois élé ments de contact 11, tandis que les mâchoires des pinces de contact 3 destinées à recevoir la cartouche A3 qui est d'une intensité nominale de 250 Amp ne comportent chacune que deux éléments de contact 11.
Actuellement les cartouches coupe-circuit pré vues pour une tension nominale maximum donnée, présentent un corps d'une longueur i égale pour toute la gamme des intensités nominales de 40 Amp à 1000 Amp, et seul leur diamètre d est une fonc tion de cette intensité nominale.
En conséquence, et grâce au fait que dans l'installation décrite les plans de fermetures f des mâchoires des pinces de con tact 3 sont parallèles l'un à l'autre et perpendiculai res au plan de symétrie longitudinal s du socle 2, la distance<I>k</I> séparant ces deux plans de fermeture f reste constante, quelle que soit l'intensité nominale de la dérivation, de sorte que la distance m sépa rant les deux organes de connexion d'arrivée 7 et de départ 8 peut être maintenue constante quelle que soit l'intensité nominale du dispositif de bran chement.
Par contre, la largeur a des organes de liaison 5 et 6 et donc des organes de connection 7 et 8 est une fonction de l'intensité nominale du dispositif de branchement. Cette largeur a doit être suffisante pour permettre de monter sur l'organe de liaison et dans chaque mâchoire des pinces de con tact, le nombre d'éléments de contact 11 fonction de l'intensité nominale et nécessaire pour satisfaire aux exigences imposées par les normes en vigueur. Cette largeur a doit donc être au moins égale à la longueur des mâchoires des pinces de contact cor respondant à l'intensité nominale du dispositif de branchement considéré.
Comme représenté par la fig. 2, chaque organe de liaison est constitué par un profilé qui présente la forme générale d'un F dont le pied constitue l'organe de connexion, tandis que l'aile d'extrémité 12 constitue un support pour les éléments de contact 11. La largeur a de l'organe de liaison étant prise dans la longueur du profilé en forme de F, les orga nes de liaison de largeur a1, a.,, a3 correspondant aux différentes intensités nominales, sont obtenus par sectionnement dans ce profilé de tronçons dont les longueurs correspondent aux largeurs<I>ai,</I> a2, a3.
Ce profilé comporte encore une aile 13 qui cons titue une butée et une paroi parallèles au plan de fermeture des mâchoires et dont la fonction est dé crite plus bas.
Dans la forme d'exécution représentée, les con ducteurs d'arrivée 9 sont constitués chacun par une barre omnibus (dont une seule est représentée), re liée électriquement à l'organe de connexion 7 de chaque dispositif de branchement.
Chaque barre omnibus est disposée parallèle ment à l'un des rails 1 et est constituée par deux conducteurs de section rectangulaire fixés de champs sur lesdits organes de connexion 7. Des boulons 15 engagés entre les deux conducteurs et dont l'extré mité de chacun se visse dans un écrou 16 prenant appui sur la face inférieure de l'organe de connexion 7, tandis que sa tête prend appui sur un cavalier 17 placé à cheval sur les deux conducteurs de la barre omnibus 9, permettent de relier l'organe de liai son électrique 5 de chaque dispositif de branchement à l'une ou l'autre des barres omnibus 9 que com porte le panneau de distribution.
Il est à noter qu'il n'est pas nécessaire de percer les barres omnibus, de sorte que le monteur a la possibilité de fixer cha que dispositif de branchement exactement dans la position désirée le long des barres omnibus, et si nécessaire, de modifier cette position en faisant sim plement glisser le dispositif de fixation décrit le long des barres omnibus et le socle 2 le long du rail 1.
La paroi 13 qui est parallèle à la barre omnibus 9 prend appui sur l'une des faces externes de celle- ci, afin de définir l'orientation du dispositif de bran chement.
Les câbles de départ 10d, 10b, 10, sont serrés sur le second organe de connexion 8 de chaque dispositif de branchement à l'aide de bornes de ser rage comportant des mâchoires 18 disposées sur les faces opposées de l'organe de connexion et reliées mécaniquement entre elles par un dispositif de ser rage décrit plus bas.
Comme représenté, chaque mâ choire 18 peut être orientée parallèlement ou perpen diculairement au plan de symétrie longitudinal du socle selon l'orientation de l'extrémité du conduc teur de départ à serrer dans cette mâchoire. Les extrémités des torons des conducteurs 10a, 10v, 10, butent sur la paroi 13 et ne peuvent en aucun cas entraver le fonctionnement des pinces de contact.
Dans une autre variante, les conducteurs de dé part pourraient être constitués chacun par une ou deux barres serrées sur les organes de connexion à l'aide d'un dispositif de serrage semblable à celui décrit plus haut et utilisé pour serrer la barre omni bus sur l'organe de connexion d'arrivée.
En examinant la fig. 1 du dessin annexé, on remarque a) que la position de chaque dispositif de bran chement est définie par la paroi 13 coopé rant avec l'une des faces externes de la barre omnibus 9 ; b) que chaque barre omnibus est rectiligne et entièrement située dans un même plan ; c) que les pinces de contact 3, 4 sont parallèles à la barre omnibus 9 ;
d) que les bornes de connexion des câbles de départ de tous les dispositifs de branchement reliés à une même barre omnibus sont situées approximativement dans un même plan pa rallèle à cette barre omnibus quelle que soit l'intensité nominale du dispositif de branche ment pourvu que celle-ci soit comprise entre 40 Amp et 1000 Amp.
Ces particularités très avantageuses sont rendues possibles grâce au fait que le plan de fermeture des mâchoires de chaque pince de contact est disposé perpendiculairement au plan de symétrie longitudinal s du socle 2, de sorte qu'il est possible de réaliser des dispositifs de branchement pour les intensités nominales comprises, par exemple, entre 40 et 1000 Amp dans lesquels la distance m entre l'organe de connexion des conducteurs de départ et l'organe de connexion des conducteurs d'arrivée reste la même.
Comme représenté clairement au dessin, le plan de fermeture de chaque pince de contact est paral lèle à la barre omnibus d'alimentation 9, ce qui permet de réaliser une disposition synoptique des organes et éléments du panneau de distribution. En conséquence, les opérations de vérification et de con trôle sont facilitées et de plus, cette disposition per met également un montage très rapide du panneau, car les barres omnibus sont rectilignes et les extré mités des câbles de départ sont toutes situées à la même hauteur.
Dans la variante illustrée par la fig. 3, les gran des faces des deux conducteurs formant la barre omnibus 9 sont disposées parallèlement<B>à</B> la face de serrage de l'organe de connexion 7 et ces conduc teurs sont fixés sur cet organe au moyen de vis 24, d'écrous 25 et d'entretoises d'écartement 26.
Dans la variante selon la fig. 4, le rail 1 portant les socles 2 des dispositifs de branchement constitue simultanément la barre omnibus. Dans ce cas, le socle 2 est fixé le long du rail 1 à l'aide de vis 27 traversant ce socle et se vissant dans les écrous 28 prenant appui sur une contre-plaque 29. L'organe de connexion 7 est relié électriquement au rail por teur 1 par un conducteur 30 serré entre ce rail et la face arrière du socle 2.
Dans cette variante, aucun perçage ne doit être pratiqué dans la barre omnibus pour la relier au dis positif de dérivation, de sorte que celui-ci peut être fixé en n'importe quel point le long de cette barre omnibus.
La fig. 5 illustre très schématiquement une va riante d'exécution du dispositif de dérivation qui comprend le socle 2 muni de ses deux organes. de liaison 5 et 6 venus d'une pièce de fabrication avec leur organe de connexion respectif 7 et 8.
Chaque organe de liaison est constitué par un tronçon d'un profilé qui présente la forme générale d'un F et dont la paroi d'extrémité 12 porte une pince de contact présentant deux mâchoires disposées de part et d'au tre de cette paroi et formées chacune du nombre d'éléments de contact 11 correspondant à l'intensité nominale du dispositif de branchement et nécessaire pour satisfaire aux exigences des normes en vigueur.
La cartouche coupe-circuit branchée entre les pin ces de contact 3 comporte un corps 31 dont la lon gueur i est constante pour toute la gamme des inten sités nominales de 40 à 1000 Amp, tandis que son diamètre d est une fonction de cette intensité. Ce corps 31 d'une longueur i porte à chacune de ses extrémités une plaque d'extrémité 32 prolongée par un organe de contact constitué par un couteau 33 situé dans un plan perpendiculaire à l'axe longitu dinal p du corps 31.
La cartouche coupe-circuit représentée dans cette fig. 5 est prévue pour une tension nominale maximum de 500 volts et ses couteaux 33 sont situés dans les plans des plaques d'extrémité 32, dont la distance e correspond la distance k des plans de fermeture f des pinces de contact.
Dans la variante d'exécution représentée par la fig. 6, la cartouche coupe-circuit prévue pour une tension nominale maximum de 600 volts comporte un corps 31 d'une longueur il muni à chacune de ses extrémités d'une plaque d'extrémité 34 reliée par une connexion 35 à un couteau de contact 36 situé dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal p du corps 31. La distance e des deux couteaux 36 cor respond à la distance k des plans de fermeture f des pinces de contact 3. Ainsi, l'installation décrite en référence à la fig. 1 peut être équipée indif- féremment de cartouches coupe-circuit d'une tension nominale de 500 volts ou de 600 volts.
Dans la variante d'exécution représentée par la fig. 7, la cartouche fusible comporte un corps cyEn- drique 37 dont la longueur est constante pour toute la gamme des intensités nominales de 40 à 1000 Amp, seul son diamètre d étant une fonction de cette intensité nominale.
Les organes de contact de cette cartouche coupe- circuit sont constitués chacun par une calotte 38 sertie sur chacune des extrémités du corps 37. Cha que pince de contact comporte une seule mâchoire formée du nombre d'éléments de contact 11 néces saire pour satisfaire aux exigences des normes en vigueur.
Les éléments de contact 11 sont montés élastiquement sur les faces externes 39 des ailes d'extrémité 12 des organes de liaison 5 et 6, de sorte que les plans de fermeture f des mâchoires sont situés à la distance k l'un de l'autre et sont perpen diculaires à l'axe longitudinal p du corps 37 et au plan de symétrie longitudinal du socle 2.
Les fig. 8, 9 et 10 illustrent de manière détail lée une forme d'exécution du dispositif de dériva tion dont est muni le panneau représenté par les fig. 1 et 2. Chaque dispositif de dérivation est cons titué par une cartouche coupe-circuit A branchée dans les pinces de contact du dispositif de branche ment et portées par les organes de liaison 5 et 6 fixés à l'aide de vis 40 et d'écrous 41 sur le socle 2 en un matériau isolant.
Chaque organe de liaison venu d'une seule pièce de fabrication avec son or gane de connexion respectif 7 et 8 est constitué par un tronçon de profilé présentant la forme géné rale d'un F.
La longueur de ce tronçon du profilé qui cor respond à la largeur a de l'organe de liaison est une fonction de l'intensité nominale du dispositif de branchement.
Afin d'obtenir un contact électrique satisfaisant aux conditions imposées par les normes, chaque mâ choire des pinces de contact est formée de plu sieurs éléments de contact 11 (fig. 10) articulés indi viduellement sur l'aile d'extrémité 12.
Chaque élé ment de contact 11 en forme de gouttière est venu d'une seule pièce de fabrication par pliage d'une tôle de cuivre et présente en coupe transversale la forme générale d'un U qui comporte à l'une de ses extrémités une partie cylindrique 43 faisant saillie par rapport à la face externe de sa semelle 42 et dont l'axe est perpendiculaire au plan de symétrie c de l'élément 11.
A son autre extrémité, cet élément 11 présente une partie 49 en forme de portion de sphère faisant également saillie par rapport à la face externe de la semelle 42.
Deux éléments de contact 11 formant une paire sont montés en regard l'un de l'autre sur les faces opposées de l'aile 12, au moyen d'un guide 44 en gagé librement dans un perçage 45 pratiqué dans cette aile, et qui traverse un orifice de guidage 46 pratiqué dans la partie médiane de chaque élément de contact 11. Des ressorts 47 engagés sur chaque ex trémité du guide 44 et prenant chacun appui sur une butée 48 fixée rigidement à chacune des extrémités du guide 44 tendent, d'une part, à maintenir les saillies cylindriques 43 des deux éléments 11 en contact avec les faces opposées de l'aile 12, et, d'autre part, à rapprocher les extrémités libres des deux éléments 11 l'une de l'autre.
En conséquence, deux éléments 11 formant une paire et montés sur un même guide 44 peuvent osciller l'un par rapport à l'autre dans un plan parallèle au plan de symétrie s du socle 2 contre l'action des ressorts de rappel 47, leur saillie cylindrique 43 roulant sur les faces opposées de l'aile 12. Cette aile 12 étant située dans un plan perpendiculaire au plan de symétrie longitudinal s du support 2, les deux mâchoires constituées par les éléments de contact 11 et for mant ensemble une pince de contact, sont disposées de part et d'autre de leur plan de fermeture f per pendiculaire à ce plan s.
Des organes de guidage 50 et 51 en feuille de cuivre de faible épaisseur (0,1 à 0,5 millimètre) comportant un pied 52, 53 serré respectivement sur les faces supérieure et inférieure des organes de liai son 5 et 6 et des doigts de guidages 54 engagés cha cun entre les ailes 55 d'un élément de contact 11. Chaque doigt 54 présente un perçage (non repré senté) traversé par le guide 44 et est serré par le ressort de rappel 47 sur la face interne de la se melle 42 de l'élément de contact 11 correspondant.
Chaque élément de contact 11 comporte encore à son extrémité supérieure munie de la partie sphé rique 49, un prolongement 56 formant un angle d'environ 30 avec la semelle 42 et incliné vers l'intérieur du U. Comme représenté à la fig. 8, les deux prolongements 56 de deux éléments 11 formant une paire et montés en regard l'un de l'autre, for ment un V ouvert vers l'extérieur.
Chaque organe de connexion 7, 8 est muni de bornes de connexion constituées chacune par des paires de mâchoires 18 disposées sur les faces op posées de l'organe de connexion et serrées sur ces faces opposées par un dispositif de serrage compor tant une vis 57, dont la tête prend appui sur un organe d'appui semi-cylindrique 58 engagé dans une rainure 59 de l'une des mâchoires 18, tandis que son extrémité se visse dans un écrou semi-cylindri- que 60 engagé dans la rainure 59 de la mâchoire 18 correspondante.
Le corps 31 en céramique de la cartouche coupe- circuit renferme des fils fusibles non représentés qui sont reliés électriquement aux deux plaques d'extré mité 32 fixées sur les deux extrémités de ce corps 31 et qui portent chacune un organe de contact cons titué par le couteau de contact 33 situé dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de ce corps 31.
La mise en place de la cartouche coupe-circuit est obtenue en présentant les arêtes 61 des cou teaux 33 à l'intérieur des V formés par les prolon- gements 56 des éléments de contact 11, formant les deux mâchoires de chacune des deux pinces de contact, puis en exerçant sur cette cartouche une poussée t, afin d'introduire ces couteaux, contre l'ac tion des ressorts 47 entre les mâchoires subdivisées formées par ces éléments 11.
Les deux éléments de contact 11 formant une paire oscillent chacun individuellement par rapport à l'aile 12 de l'organe de liaison, leur partie cylin drique 43 roulant chacune sur les faces opposées de cette aile 12 en prenant toujours appui sur celle ci suivant une génératrice de cette partie cylindri que 43.
Pendant cette opération de mise en place ou de branchement de la cartouche, chaque élément de contact 11 est maintenu dans un plan approxima tivement perpendiculaire à l'aile 12 par les doigts de guidage 54 engagés entre les ailes 55 de chaque élé ment 11. Ainsi, cet organe de guidage constitue encore un organe d'évacuation des calories dégagées par le courant électrique aux divers points de con tact entre les éléments de contact 11 et l'aile 12, d'une part, et le couteau 33 d'autre part.
En effet, ces organes de guidage étant en contact métallique avec chaque élément de contact 11 et avec l'organe de liaison correspondant, évacuent de manière effi cace en direction des organes de connexion 5, 6 et des câbles d'amenée et de départ, les calories déga gées par la cartouche coupe-circuit et aux divers points de contact, ce qui contribue à maintenir la température de la cartouche coupe-circuit et de ses organes de contact dans les limites admises.
En outre, ces organes de guidage 50, 51 shun tent électriquement le contact électrique entre cha que saillie cylindrique 43 et l'aile 12 évite toute possibilité de formation de perles à cet endroit, de sorte que le contact électrique en cet endroit reste toujours en bon état.
Lors du retrait de la cartouche, les prolonge ments 56 constituent des pare-étincelles qui évitent la formation de piqûres et de perles à l'extrémité des éléments de contact 11 qui pourraient être cau sées par l'arc de rupture et pourraient s'opposer à la mise en place de la cartouche coupe-circuit.
Il est clair que selon l'intensité nominale de la cartouche coupe-circuit que doivent recevoir les pin ces de contact, chaque mâchoire de celles-ci com portent 1, 2, 3, 4 ou un nombre plus grand encore d'éléments de contact 11, la largeur a de l'organe de liaison étant prévue dans chaque cas en consé quence. Ainsi, la longueur des. pinces de contact, variable en fonction de l'intensité nominale du dis positif de branchement étant perpendiculaire au plan de symétrie longitudinal s du socle 2 n'a plus aucune influence sur l'écartement des bornes de connexion des conducteurs d'arrivée et de départ.
Il s'ensuit que cet écartement peut être maintenu invariable pour toute la gamme des intensités nominales s'éten dant de 40 à 1000 Amp et pour les tensions nomi nales s'étendant de 100 à 600 volts. Les essais pratiques ont prouvé que les forces électrodynamiques exercées sur la cartouche coupe- circuit lors d'un court-circuit et qui tendent à éjecter celle-ci hors de ses pinces de contact 3, 4 sont du même ordre de grandeur que les forces électro dynamiques agissant sur les cartouches coupe-circuit de type connu et munies de couteaux de contacts situés dans le prolongement l'un de l'autre et paral lèlement à l'axe de leur corps en céramique.
Il s'ensuit que le serrage des éléments de contact 11 sur les organes de contact des cartouches nécessaire à l'obtention d'un bon contact électrique et satisfai sant aux normes en vigueur, est généralement déjà suffisant pour s'opposer à l'éjection de la cartou che coupe-circuit. Par contre, ainsi qu'il apparaît clairement du dessin annexé, le prix de revient d'un tel dispositif de branchement est nettement inférieur au prix de revient des dispositifs connus comportant un socle portant des pinces de contact situées dans le prolongement l'une de l'autre et dans le plan de symétrie longitudinal du socle.
L'un des grands avantages du dispositif décrit réside également dans le fait que les organes de liaison 5, 6 sont constitués chacun par un tronçon d'un profilé présentant la forme générale d'un F dont la longueur peut donc sans difficulté être adap tée à l'intensité nominale qui peut varier de 40 Amp à 1000 Amp.