FR3073677A1 - Dispositif de contact adapte pour faciliter la reparation des connexions electriques boulonnees - Google Patents

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Abstract

Dispositif de contact (10, 20, 30, 40, 50) adapté pour être intercalé entre les deux surfaces de contact de deux conducteurs (32 et 34) d'une connexion électrique pourvu d'au moins un boulon (37, 38, 39), le dispositif étant constitué d'une plaque de mousse métallique (11) afin de réduire la résistance électrique de la connexion. Selon les caractéristiques principales de l'invention, - la surface de la plaque de mousse métallique est au moins égale à la surface en contact des deux conducteurs, son épaisseur de l'ordre de 1 à 2 mm, - et la plaque de mousse métallique comporte au moins une ouverture circulaire (12) destinée à contenir le boulon et au moins une première prédécoupe (18, 28) située entre l'ouverture et un bord extérieur du dispositif de contact, la prédécoupe étant réalisée par découpage de la plaque de mousse sur une partie de son épaisseur de façon à la rendre sécable facilement le long de la prédécoupe, la prédécoupe permettant le passage du boulon lors de la mise en place du dispositif de contact.

Description

Dispositif de contact adapté pour faciliter la réparation des connexions électriques boulonnées
La présente invention concerne le domaine technique des connexions électriques et des dispositifs qui permettent d'améliorer la conductivité électrique à travers ces connexions et concerne en particulier un dispositif de contact adapté pour faciliter la réparation des connexions électriques boulonnées.
Dans le domaine de l'électrotechnique de puissance, les connexions électriques sont soumises à des courants de haute intensité et à des températures élevées. Lorsque les surfaces en contacts se dégradent du fait de l'érosion ou de l'oxydation, les contacts électriques chauffent et les pertes électriques ne font qu'augmenter avec le temps. Leur rénovation est primordiale. En règle générale, une maintenance est nécessaire également pour toutes les connexions électriques où des pièces métalliques sont en contact et pas seulement pour les connexions traversées par des courants de grande intensité. Le dispositif de contact décrit dans les demandes n°W02004049515 et W02012007701 permet d'améliorer la conductance électrique des connexions électriques et de ralentir la dégradation des surfaces en contact. Pour être le plus efficace possible le dispositif de contact doit avoir la taille de la surface en contact de la connexion électrique. Lorsqu'il s'agit d'une connexion électrique boulonnée, le dispositif de contact dispose d'une ouverture circulaire de façon à faire passer le boulon. La mise en place du dispositif de contact impose donc le démontage complet de la connexion boulonnée. De même, lorsqu'il s'agit d'une opération de maintenance courante traditionnelle telle qu'un ré-usinage des surfaces en contact, le démontage complet du contact est obligatoire.
Lorsque ces connexions sont placées en hauteur, sur les sorties de transformateur ou dans des positions d'accès difficiles, le risque de perte d'écrous, de rondelles ou de boulons est accru. De plus, le port d'équipements de sécurité obligatoires tel que gants et harnais restreint l'habilité manuelle de l'opérateur. On estime entre 10 et 20% la proportion de chantiers affectés par les aléas de chute d'éléments de serrage. De plus, la chute d'un élément de serrage dans un système électrique peut induire un court circuit et impose l'arrêt de l'installation pour procéder à sa recherche afin de l'extraire. La perte de temps et l'arrêt de production qui en découle peuvent être très importants et très coûteux. En outre, l'utilisation répandue de boulonnerie amagnétique en aluminium ou en inox, limitant les échauffements en courant alternatif, empêche leur extraction par aimant pour les endroits inaccessibles ce qui complexifie encore l'opération d'extraction. Ce risque de chute est tellement important que les actions de maintenance courantes sont traitées pour les connexions électriques qui s'échauffent à 100°C et plus et différées pour les autres. Il en résulte que la température moyenne des circuits est élevée ce qui réduit le rendement électrique puisque la résistance du cuivre ou de l'aluminium augmente de 40% pour 100°C. La température élevée des circuits participe à la dégradation des contacts électriques, diminue fortement la sécurité et contribue à un système autodégradant.
En outre, lorsqu'il s'agit de mettre en place un élément conducteur de mousse métallique entre les deux surfaces de contact de la connexion électrique défectueuse, l'opérateur doit également desserrer et enlever le boulon avec les risques de perte d'éléments de contact. De plus, les câbles et les barres portés par les connexions peuvent être lourds et les maintenir lors d'une déconnexion complète peut nécessiter des efforts importants et du matériel de manutention encombrant dans des zones souvent difficiles d'accès.
C'est pourquoi, le but de l'invention est de fournir un dispositif de contact pour améliorer les connexions électriques boulonnées et faire baisser leur température et dont l'installation ne nécessite pas le désassemblage complet du contact.
est donc un dispositif de contact entre les deux surfaces de
1'invention
L'objet de
adapté pour être intercalé
contact de deux conducteurs
pourvu d'au moins un boulon, ;
d'une plaque de mousse mét
dé f o rmab i1i t é allique de élevées afin d’une connexion électrique le dispositif étant constitué de réduire porosité et de la résistance électrique de la connexion.
Selon les caractéristiques générales de l'invention :
la surface de la plaque de mousse métallique est au moins égale à la surface en contact des deux conducteurs,
- la plaque de mousse métallique comporte au moins une ouverture circulaire destinée à contenir le boulon et au moins une première prédécoupe située entre l'ouverture et un bord extérieur du dispositif de contact, la prédécoupe étant réalisée par découpage de la plaque de mousse sur une partie de son épaisseur de façon à la fragiliser et la rendre sécable facilement le long de la prédécoupe, la prédécoupe permettant le passage du boulon lors de la mise en place du dispositif de contact entre les deux surfaces de contact des deux conducteurs.
Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels :
La figure 1 représente le dispositif selon l'invention selon un premier mode de réalisation,
La figure 2 représente le dispositif selon l'invention selon un second mode de réalisation,
La figure 3 représente la mise en place du dispositif selon l'invention selon le second mode de réalisation dans une connexion électrique boulonnée,
La figure 4 représente une connexion électrique boulonnée équipée du dispositif selon l'invention selon le second mode de réalisation,
La figure 5 représente le dispositif selon l'invention selon une variante du premier mode de réalisation,
La figure 6 représente le dispositif selon l'invention selon une variante du second mode de réalisation,
La figure 7 représente la mise en place du dispositif selon l'invention dans une connexion électrique à trois boulons selon le premier mode de réalisation,
La figure 8 représente le dispositif selon l'invention selon un troisième mode de réalisation,
La figure 9 représente la mise en place du dispositif selon l'invention selon le troisième mode de réalisation dans une connexion électrique boulonnée.
En référence à la figure 1, le dispositif selon l'invention est un dispositif de contact 10 constitué d'une plaque de mousse métallique 11 connue sous la dénomination ECOCONTACT (marque déposée), de forme circulaire. La plaque de mousse de métalliquell comporte une ouverture 12 et au moins une première prédécoupe 18. La prédécoupe 18 forme un segment droit dont une première extrémité est située sur le bord de l'ouverture 12 et dont la seconde extrémité est située sur le bord extérieur inférieur de la plaque de mousse 11. Un moyen de préhension 21 situé en dehors de la surface circulaire et le long du bord extérieur de la plaque de mousse 11 permet la prise en main de l'élément 10.
La figure 2 illustre un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Le dispositif selon l'invention est un dispositif de contact 20 constitué d'une plaque de mousse métallique 11 de forme rectangulaire. La plaque de mousse métallique 11 comporte une ouverture circulaire
12, une première prédécoupe 28 et une seconde prédécoupe
29.
Les segments dont les premières extrémités sont situées sur le bord de l'ouverture 12 et dont les secondes extrémités sont situées sur le bord extérieur inférieur de la plaque de mousse 11. De plus, les prédécoupes 28 et sont parallèles et distantes d'une largeur de préférence égale au diamètre de l'ouverture 12. Un moyen de préhension situé en dehors de la surface rectangulaire et le long du bord supérieur de la plaque de mousse 11 permet la prise en main de 1'élément .
Dans les deux modes de réalisation décrits précédemment et dans la suite de la description, la réalisation d'une prédécoupe consiste à découper la mousse sur une partie de son épaisseur de façon à la fragiliser et la rendre sécable facilement le long de la prédécoupe. Les prédécoupes sont réalisées au laser, par pressage, par poinçonnage ou par tout autre moyen.
Dans le deuxième mode de réalisation, la partie de la
plaque de mousse délimitée j □ ar les deux prédécoupes 28 et
29, par une partie du bord de l'ouverture 12 et par une
partie du bord inférieur de la plaque de mousse forme un
morceau de mousse détachable 23 .
Comme on peut le voir sur la figure 3, le dispositif de contact 20 conducteurs est conçu pour être intercalé entre deux et 34 connectés électriquement par contact serré grâce à un moyen de serrage tel qu'un boulon de serrage traversant les deux conducteurs ainsi que la plaque de mousse par l'ouverture 12.
La forme de la plaque de mousse correspond à la forme des surfaces en contact des deux conducteurs. Ainsi, pour chaque connexion électrique boulonnée, la taille et la forme de la mousse sont adaptées à la surface de contact de la plaque de connexion électrique. Le moyen de préhension 21 est de forme quelconque pourvu qu'il dépasse de la connexion électrique lorsque le dispositif de contact est intercalé entre les surfaces en contact de la connexion électrique. Donc pour tous les modes de réalisation décrits, le moyen de préhension est situé en dehors de la surface de la plaque de mousse 11 destinée à entrer en contact avec les surfaces de contact des deux conducteurs de la connexion électrique.
Pour intercaler le dispositif de contact 20 entre les deux conducteurs 32 et 34 le boulon a été desserré afin d'écarter les conducteurs d'une distance au moins égale à l'épaisseur de la mousse et le morceau détachable 23 de mousse a été enlevé de la plaque de mousse 11. Pour mettre en place le dispositif de contact 20 entre les deux conducteurs l'opérateur le tient par son dispositif de préhension 21 et vient intercaler le dispositif de contact 10 à cheval sur le boulon 37 jusqu'à ce que le boulon se place dans l'emplacement de l'ouverture 12. L'opérateur peut également intercaler le morceau 23 dans l'espace laissé libre entre les prédécoupes 28 et 29 et resserrer le boulon 37. Une fois ces opérations réalisées, seul le dispositif de préhension 21 du dispositif de contact 20 dépasse de la connexion électrique comme on peut le voir sur la figure 4.
La figure 5 représente une variante de réalisation du premier mode de réalisation destinée à une surface de contact d'une connexion électrique à plusieurs boulons. Dans l'exemple représenté, le dispositif selon l'invention est un dispositif de contact 30 constitué d'une plaque de mousse métallique de forme rectangulaire. La plaque de mousse métallique comporte trois ouvertures 12 et au moins une première prédécoupe 18 par ouverture.
est un segment droit dont une première sur le bord de d'une ouverture 12 extrémité est située et dont la seconde extrémité est située sur le bord extérieur de la plaque de mousse 11. Une prédécoupe 18 est reliée à chaque ouverture. Un élément de préhension 21 situé en dehors de la surface rectangulaire de la plaque de mousse 11 permet la prise en main de l'élément 30. Le long de la prédécoupe 18 et du côté de sa seconde extrémité, la plaque de mousse peut également comporter deux angles arrondis comme représentés sur la figure 5.
De même la figure 6 représente une variante de réalisation du second mode de réalisation destinée à une surface de contact d'une connexion électrique à plusieurs boulons. Le dispositif selon l'invention est un dispositif de contact 40 constitué d'une plaque de mousse métallique 11 de forme rectangulaire. La plaque de mousse métallique 11 comporte trois ouvertures circulaires 12 et au moins une première prédécoupe 28 et une seconde prédécoupe 29 par ouverture 12. Pour chaque ouverture 12, les deux prédécoupes 28 et 29 sont des segments droits dont une première extrémité est située sur le bord de l'ouverture 12 et dont la seconde extrémité est située sur le bord inférieur de la plaque de mousse 11. Les prédécoupes 28 et 29 sont parallèles et distantes d'une largeur de préférence égale au diamètre de l'ouverture 12. Le dispositif de contact 40 comprend également un élément de préhension 21.
La figure 7 représente la mise en place du dispositif selon l'invention dans une connexion électrique à trois boulons selon le mode de réalisation représenté sur la figure 5. Selon la figure 7, le dispositif de contact 30 est intercalé entre les deux conducteurs 32 et 34. Pour cela, les boulons 37, 38 et 39 ont été desserrés afin d'écarter les conducteurs d'une distance au moins égale à l'épaisseur de la mousse et la plaque de mousse a été découpée sur toute son épaisseur le long de chaque prédécoupe 18. Pour mettre en place le dispositif de contact 30 entre les deux conducteurs, l'opérateur écarte et plie légèrement les deux parties de mousse de part et d'autre de chaque ancienne prédécoupe 18 de façon à écarter leurs bords pour qu'un boulon puisse passer entre elles. L'opérateur tient le dispositif de contact 30 par son dispositif de préhension 21 et vient l'intercaler entre les deux éléments conducteurs 32 et 34, chaque ouverture 12 venant à cheval sur les boulons 37, 38 et 39. Le dispositif de contact est mis en place lorsque chaque boulon est placé dans une ouverture 12. L'opérateur sert alors les boulons et lors du rapprochement des deux surfaces de contact des conducteurs 32 et 34, la plaque de mousse 11 est aplatie et les bords légèrement pliés des parties de part et d'autre de chaque ancienne prédécoupes 18 s'aplatissent aussi et viennent recouvrir toute la surface de contact de la connexion. Une fois ces opérations réalisées, seul le dispositif de préhension 21 du dispositif de contact 30 dépasse de la connexion électrique.
Selon la figure 8 représentant un troisième mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contact 50 est constitué d'une plaque de mousse métallique 11 de forme rectangulaire. La plaque de mousse de métallique 11 comporte une ouverture 12, une première prédécoupe 18 et une seconde prédécoupe 19. La prédécoupe 18 est un segment droit dont une première extrémité est située sur le bord de l'ouverture 12 et dont la seconde extrémité est située sur le bord extérieur et inférieur de la plaque de mousse 11. La prédécoupe 19 se situe dans le prolongement de la prédécoupe
18. La prédécoupe 19 est un segment droit dont la première extrémité est située sur le bord de l'ouverture 12 et dont la seconde extrémité est située sur le bord extérieur et supérieur de la plaque de mousse 11. Un élément de préhension 31 situé en dehors de la surface rectangulaire de la plaque de mousse 11 permet la prise en main de l'élément 50. De plus, le moyen de préhension 31 est situé sur le bord extérieur supérieur du dispositif de contact 50 et maintient la plaque de mousse même quand elle est découpée sur toute la longueur des prédécoupes 18 et 19. La plaque de mousse peut également comporter une prédécoupe parallèle au bord portant le moyen de supplémentaire 16 préhension 31 et proche de celui-ci. Cette prédécoupe 16 est de préférence perpendiculaire à la prédécoupe 19.
En référence à la figure 9, le dispositif est intercalé entre les deux conducteurs 32 de contact 50 et 34. Pour cela, le boulon 37 a été desserré afin d'écarter les conducteurs d'une distance au moins égale à l'épaisseur de la mousse. La plaque de mousse 11 a été découpée sur toute son épaisseur le long des prédécoupes 18 et 19 et comporte deux parties de mousse 111 et 112 maintenues ensemble par le moyen de préhension 31. Le moyen de préhension 31 est également un moyen d'articuler les deux parties de mousse 111 et 112 entre elles et de les écarter l'une de l'autre pour les intercaler entre les conducteurs et à cheval sur le boulon 37. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté lorsque l'espacement entre les deux surfaces de la connexion électrique ne peut être rendu supérieur à l'épaisseur de la mousse sans risque de perte d'écrou. Le moyen de préhension a le rôle d'une articulation et est réalisé dans un matériau élastique et de préférence non conducteur électriquement tel que du caoutchouc. En cas de nécessité, la plaque de mousse peut également être découpée le long de sa prédécoupe supplémentaire 16 de façon à faciliter davantage l'insertion de la plaque de mousse entre les deux surfaces de contact des deux conducteurs.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, les moyens de préhension 21 et 31 dépassent de la connexion électrique lorsque le dispositif de contact est intercalé entre les surfaces en contact de la connexion électrique. De ce fait, le moyen de préhension 21 et 31 est un moyen pour repérer visuellement les connexions électriques équipées de mousse métallique. De plus, le moyen de préhension 21 et 31 peut être utilisé comme un moyen de référencement en y inscrivant un numéro de lot, une date ou une référence à une autre donnée. Le moyen de préhension 21, 31 peut également être équipé d'un témoin de température de façon à fournir une indication sur la température atteinte dans la connexion électrique et en particulier lorsque la température maximum supportée est atteinte dans la connexion électrique. Le témoin de température peut être une bande qui change de couleur en fonction de la température.
La mousse métallique des dispositifs de contact 10, 20, 30, 40 et 50 est une mousse à cellules ouvertes composée d'un squelette de mousse de métallique choisi parmi le groupe consistant en fer, cobalt, nickel et leurs alliages recouvert directement d'au moins un revêtement métallique tel qu'un revêtement en étain, indium ou un de leurs alliages. La mousse est obtenue selon les procédés d'obtention décrits dans la demande W02012007701. La structure de la mousse 10 ainsi obtenue est alvéolaire et ses propriétés physiques sont principalement une porosité et une déformabilité élevées, ce qui a pour effet de réduire la résistance électrique de la connexion, ainsi qu'une faible densité de l'ordre de 400 g/m2. L'épaisseur des plaques de mousse métalliques des dispositifs selon l'invention est de l'ordre de 1 à 2 mm.
Un des avantages du dispositif selon l'invention est de faire baisser durablement la température des connexions électriques. Il en résulte un rendement électrique amélioré, une dégradation des circuits électriques moins rapide et une sécurité accrue.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de contact (10, être intercalé entre les deux conducteurs (32 et 34) d’une d'au moins un boulon (37, 38, constitué d'une plaque de mouss , 20, 30, 40, 50) adapté pour surfaces de contact de deux connexion électrique pourvu 39) , ledit dispositif étant e métallique (11) de porosité et de déformabilité élevées afin de réduire la résistance électrique de la connexion,
    Caractérisé en ce que :
    - la surface de ladite plaque de mousse métallique est au moins égale à la surface en contact desdits deux conducteurs,
    - ladite plaque de mousse métallique comporte au moins une ouverture circulaire (12) destinée à contenir le boulon et au moins une première prédécoupe (18, 28) située entre ladite ouverture et un bord extérieur du dispositif de contact, ladite prédécoupe étant réalisée par découpage de ladite plaque de mousse sur une partie de son épaisseur de façon à la fragiliser et la rendre sécable facilement le long de ladite prédécoupe, ladite prédécoupe permettant le passage du boulon lors de la mise en place dudit dispositif de contact entre les deux surfaces de contact desdits deux conducteurs.
  2. 2. Dispositif de contact (10, 20, 30, 40, 50) selon la revendication 1 comportant un moyen de préhension (21, 31) situé en dehors de la surface de ladite plaque de mousse (11) destinée à entrer en contact avec les surfaces de contact desdits deux conducteurs.
  3. 3. Dispositif de contact (20, 40) selon la revendication 1 ou 2, comportant deux prédécoupes (28, 29) formant chacune un segment droit, dont une première extrémité est située sur le bord de ladite ouverture (12) et dont la seconde extrémité est située sur le bord extérieur de ladite plaque de mousse, les prédécoupes (28, 29) étant distantes d'une largeur égale au diamètre de ladite ouverture, la partie de ladite plaque de mousse délimitée par lesdites deux prédécoupes (28, 29), une partie du bord de ladite ouverture (12) et une partie du bord de ladite plaque de mousse formant un morceau de mousse détachable (23), chacune des prédécoupes étant réalisée par découpage de ladite plaque de mousse sur une partie de son épaisseur de façon à la fragiliser et la rendre sécable facilement le long de ladite prédécoupe.
  4. 4. Dispositif de contact (50) selon l'une des revendications 1 ou 2 comportant une seconde prédécoupe (19) située dans le prolongement de la première prédécoupe (18), la prédécoupe (19) étant un segment droit dont la première extrémité est située sur le bord de ladite ouverture (12) et dont la seconde extrémité est située sur le bord extérieur et supérieur de ladite plaque de mousse (11), ladite prédécoupe (19) étant réalisée par découpage de ladite plaque de mousse sur une partie de son épaisseur de façon à la fragiliser et la rendre sécable facilement le long de ladite prédécoupe (19).
  5. 5. Dispositif de contact (50) selon la revendication 2 ou 4 comportant deux morceaux de mousse (111 et 112) maintenus ensemble par ledit moyen de préhension (31) après que ladite plaque de mousse (11) a été découpée le long desdites deux prédécoupes (18 et 19).
  6. 6. Dispositif de contact (50) selon la revendication 5, dans lequel ledit moyen de préhension (31) est réalisé dans un matériau élastique et de préférence non conducteur électriquement tel que du caoutchouc.
  7. 7. Dispositif de contact (50) selon la revendication 4, 5 ou 6, dans lequel ladite plaque de mousse comporte une prédécoupe supplémentaire (16) parallèle au bord portant ledit moyen de préhension (31) et proche de celui-ci de façon à faciliter davantage l'insertion de la plaque de mousse entre les deux surfaces de contact desdits deux conducteurs.
  8. 8. Dispositif de contact (10, 20, 30, 40, 50) selon l'une des revendications 2 préhension (21, 31) à 7, dans lequel ledit moyen de est un moyen pour donner de l'information sur la connexion électrique équipée dudit dispositif de contact.
  9. 9. Dispositif de contact (10, 20, 30, 40, 50) selon la revendication 8, dans lequel ledit moyen de préhension (21, 31) est équipé d'un témoin de température de façon à fournir une indication sur la température atteinte dans la connexion électrique.
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