La présente invention concerne une installation électrique destinée à travailler dans un environnement présentant un risque d'explosion provoqué par un arc électrique, comprenant au moins un élément électrique ou électronique inerte enfichable pour sa liaison galvanique au reste de l'installation, cet élément inerte présentant un corps cylindrique ou prismatique et étant muni d'organes de connexion enfichables dans des organes de connexion de l'installation.
Dans l'industrie chimique, on utilise des installations électriques comportant essentiellement des électrovannes pour la commande de circuit de fluide et des capteurs pour la saisie de différents paramètres. Dans les installations modernes, les bobines des électrovannes sont enfichables de manière à pouvoir être changées rapidement en cas de claquage. Il en est de même des capteurs. Ces installations travaillent souvent dans un environnement présentant des risques élevés d'explosions provoquables par un arc électrique, aussi faible soit-il. De manière à isoler l'installation électrique de l'environnement gazeux explosif, l'installation est confinée dans une armoire remplie d'un gaz inerte, par exemple de l'air, maintenu à une pression supérieure à la pression atmosphérique de l'environnement.
Lorsqu'il faut remplacer une bobine ou un capteur, il est nécessaire d'ouvrir l'armoire et de couper l'alimentation électrique de l'installation, ce qui a lieu généralement automatiquement par l'ouverture de l'armoire, pour pouvoir enlever l'élément à remplacer et en mettre un nouveau sans qu'il se forme d'arc électrique entre les organes de connexion, l'isolation de l'installation par rapport à l'environnement n'étant plus assurée. L'interruption de l'alimentation électrique signifie toutefois l'arrêt du processus chimique en cours. Or, un tel arrêt peut représenter, en termes de production, une perte de plusieurs dizaines de milliers de francs par minute.
La présente invention a pour but de permettre le remplacement d'un composant inerte enfichable, telle qu'une bobine ou un capteur, sans qu'il soit nécessaire d'interrompre l'alimentation électrique de l'installation.
A cet effet, l'installation électrique selon l'invention est caractérisée en ce qu'à l'exception de l'élément inerte enfichable, elle est contenue dans un boîtier rempli d'un gaz inerte maintenu à une pression supérieure à la pression atmosphérique environnante, que les organes de connexion sous tension sont situés au fond d'un logement cylindrique, respectivement prismatique communiquant avec l'intérieur du boîtier et dans lequel est engagé le corps de l'élément inerte enfichable, la section dudit logement correspondant à la section du corps de l'élément inerte enfichable avec un jeu correspondant à la norme IP 40 et en ce que la profondeur de ce logement est supérieure à la longueur de l'engagement mutuel des organes de connexion augmentée de la longueur maximale de l'arc électrique se formant entre ces organes lors de leur séparation.
Ledit logement est formé, par exemple, dans un bloc isolant muni d'une garniture d'étanchéité assurant une communication étanche entre l'intérieur de l'installation et ledit logement.
Dans une réalisation pratique, le bloc isolant porte les organes de connexion restant sous tension.
Le logement communiquant avec l'intérieur de l'installation est rempli de gaz inerte pressurisé qui s'écoule par le jeu IP 40 entre la paroi du logement et le corps de l'élément enfichable. Ce corps ne quitte le logement qu'après disparition de l'arc électrique qui se forme entre les organes de connexion.
Le dessin annexé illustre, par un exemple, le principe de la connexion selon l'invention.
L'unique figure du dessin est une vue partielle et en coupe axiale à travers les moyens de connexion reliant une partie de l'installation à un élément inerte enfichable.
Le dessin montre l'extrémité d'un boîtier 1 en matière isolante constituant, dans le cas particulier, l'un des composants d'une batterie d'électrovalves, cet élément étant muni de passages transversaux reliés aux passages d'un composant voisin de manière étanche, l'étanchéité étant assurée par des garnitures d'étanchéité telles que la garniture 2. Le boîtier 1 présente une ouverture dans laquelle est emboîté un bloc 3 en matière isolante muni d'une garniture d'étanchéité 4 assurant l'étanchéité du plan de joint frontal entre le bloc 3 et le boîtier 1. La partie du bloc 3 pénétrant à l'intérieur du boîtier 1 porte des organes de connexion 5, dans le cas particulier des contacts à pinces, maintenus par un porte-contacts 6 fixé au bloc 3 par une vis 7. Les organes de connexion 5 sont reliés aux composants contenus dans le boîtier 1.
Le bloc 3 présente des passages 8 et 9 pour les cosses 10 et 11 d'un composant inerte enfichable 12, par exemple une bobine d'électrovalve, présentant une forme extérieure cylindrique sur au moins une partie de sa hauteur du côté des cosses 10 et 11. Le corps 3 présente, dans le prolongement des passages 8 et 9, un logement cylindrique 13 de section sensiblement égale à la section du corps de l'élément enfichable 12, de telle sorte que le jeu e entre la paroi cylindrique du logement 13 et l'élément enfichable 12 correspond à la norme IP 40, c'est-à-dire est inférieur à 1 mm.
Dans le dessin
a = longueur maximale de l'arc électrique entre les organes de connexion
d1 = pénétration des cosses 10 et 11 dans les contacts 5
d2 = profondeur du logement 13 ou profondeur d'engagement de l'élément 12 dans le corps
b = longueur résiduelle de cet engagement après cessation de l'arc électrique.
Les grandeurs ci-dessus satisfont les conditions suivantes:
d2 > (d1 + a)
d2 = (d1 + a) + b.
Cela signifie que l'élément enfichable 12 ne sort pas du logement 13 avant la disparition de l'arc électrique entre les organes de connexion. Inversement, l'élément enfichable 12 est engagé dans le logement 13 avant qu'un arc électrique puisse de produire.
Le corps 3 est de préférence en plastique moulé, par exemple du PA 6.6 chargé de 30% de fibre de verre.
L'électronique sous tension se trouve à l'intérieur du boîtier 1 et, par exemple, un bus, un microprocesseur, etc.
Dans le boîtier 1 est introduit en continu de l'air sous pression de telle sorte que la pression à l'intérieur du boîtier 1 est constamment supérieure à la pression environnante.
L'espace 13 communiquant avec l'intérieur du boîtier 1, il contient également de l'air pressurisé isolant les organes de connexion de l'extérieur. L'air s'échappe lentement par le jeu entre le logement et l'élément enfichable.
Après l'enlèvement de l'élément enfichable 12, l'air sous pression contenu dans l'installation s'échappe par les passages 8 et 9 dont la section est suffisamment faible pour créer une perte de charge importante. Cette perte de charge pourrait être augmentée par un étranglement.
The present invention relates to an electrical installation intended to work in an environment presenting a risk of explosion caused by an electric arc, comprising at least one inert electrical or electronic element pluggable for its galvanic connection to the rest of the installation, this inert element having a cylindrical or prismatic body and being provided with connection members pluggable into connection members of the installation.
In the chemical industry, electrical installations are used, essentially comprising solenoid valves for controlling the fluid circuit and sensors for entering various parameters. In modern installations, the solenoid coils are pluggable so that they can be changed quickly in the event of a breakdown. The same is true of the sensors. These installations often work in an environment presenting a high risk of explosions caused by an electric arc, however low it may be. In order to isolate the electrical installation from the explosive gaseous environment, the installation is confined in a cabinet filled with an inert gas, for example air, maintained at a pressure higher than the atmospheric pressure of the environment. .
When it is necessary to replace a coil or a sensor, it is necessary to open the cabinet and cut the electrical supply to the installation, which generally takes place automatically when the cabinet is opened, in order to be able to remove the element to be replaced and a new one without the formation of an electric arc between the connection members, the isolation of the installation from the environment being no longer ensured. Interruption of the power supply, however, means that the ongoing chemical process has stopped. However, such a shutdown can represent, in terms of production, a loss of several tens of thousands of francs per minute.
The object of the present invention is to allow the replacement of an inert plug-in component, such as a coil or a sensor, without it being necessary to interrupt the electrical supply to the installation.
To this end, the electrical installation according to the invention is characterized in that, with the exception of the plug-in inert element, it is contained in a box filled with an inert gas maintained at a pressure higher than atmospheric pressure surrounding, that the live connection members are located at the bottom of a cylindrical housing, respectively prismatic communicating with the interior of the housing and in which is engaged the body of the plug-in inert element, the section of said housing corresponding to the section of the body of the plug-in inert element with a clearance corresponding to standard IP 40 and in that the depth of this housing is greater than the length of the mutual engagement of the connection members increased by the maximum length of the electric arc forming between these organs during their separation.
Said housing is formed, for example, in an insulating block provided with a seal ensuring a sealed communication between the interior of the installation and said housing.
In a practical embodiment, the insulating block carries the connection members remaining under tension.
The housing communicating with the interior of the installation is filled with pressurized inert gas which flows through the IP 40 clearance between the wall of the housing and the body of the plug-in element. This body does not leave the housing until the electric arc which forms between the connection members has disappeared.
The accompanying drawing illustrates, by way of example, the principle of the connection according to the invention.
The only figure in the drawing is a partial view in axial section through the connection means connecting part of the installation to an inert plug-in element.
The drawing shows the end of a housing 1 made of insulating material constituting, in the particular case, one of the components of a battery of solenoid valves, this element being provided with transverse passages connected to the passages of a component close to sealingly, the seal being provided by seals such as the seal 2. The housing 1 has an opening in which is fitted a block 3 of insulating material provided with a seal 4 ensuring the seal of the frontal joint plane between the block 3 and the housing 1. The part of the block 3 penetrating inside the housing 1 carries connection members 5, in the particular case of clamp contacts, held by a fixed contact carrier 6 to block 3 by a screw 7. The connection members 5 are connected to the components contained in the housing 1.
Block 3 has passages 8 and 9 for the terminals 10 and 11 of an inert plug-in component 12, for example a solenoid valve coil, having a cylindrical external shape over at least part of its height on the side of the terminals 10 and 11. The body 3 has, in the extension of the passages 8 and 9, a cylindrical housing 13 of section substantially equal to the section of the body of the plug-in element 12, so that the clearance e between the cylindrical wall of the housing 13 and the plug-in element 12 corresponds to the IP 40 standard, that is to say is less than 1 mm.
In the drawing
a = maximum length of the electric arc between the connection members
d1 = penetration of lugs 10 and 11 into contacts 5
d2 = depth of the housing 13 or depth of engagement of the element 12 in the body
b = residual length of this engagement after cessation of the electric arc.
The above quantities satisfy the following conditions:
d2> (d1 + a)
d2 = (d1 + a) + b.
This means that the plug-in element 12 does not leave the housing 13 before the disappearance of the electric arc between the connection members. Conversely, the plug-in element 12 is engaged in the housing 13 before an electric arc can produce.
The body 3 is preferably made of molded plastic, for example PA 6.6 loaded with 30% glass fiber.
The energized electronics are inside the housing 1 and, for example, a bus, a microprocessor, etc.
Pressurized air is continuously introduced into the housing 1 so that the pressure inside the housing 1 is constantly higher than the surrounding pressure.
The space 13 communicating with the interior of the housing 1, it also contains pressurized air isolating the connection members from the outside. The air slowly escapes through the clearance between the housing and the plug-in element.
After removal of the plug-in element 12, the pressurized air contained in the installation escapes through the passages 8 and 9, the cross section of which is sufficiently small to create a significant pressure drop. This pressure drop could be increased by a constriction.