Titre de l’invention : Circuit électrique de vérification pour pince ampèremétrique, pince ampèremétrique et procédé de vérification correspondants

La présente invention concerne le domaine des installations photovoltaïques, en particulier des chaînes photovoltaïques et de leur maintenance. Plus précisément, la présente invention concerne un circuit électrique de vérification de mesure de courant pour pince ampèremétrique à courant continu et une pince ampèremétrique correspondante permettant de vérifier l’absence de courant circulant dans la chaîne photovoltaïque avant une intervention. L’invention concerne également un procédé de vérification de mesure de courant d’une pince ampèremétrique à courant continu, au moyen d’un tel circuit électrique.

En raison du réchauffement climatique, de choix politiques et de la nécessité d’une transition énergétique, la consommation d’énergie est de plus en plus orientée dans une logique de développement durable respectueuse de l’environnement et moins émettrice de gaz à effet de serre. Cette tendance conduit naturellement à privilégier les énergies renouvelables telles que l’énergie solaire dont l’énergie photovoltaïque.

Un module photovoltaïque constitue l’un des dispositifs généraux pour la conversion d’énergie solaire en énergie électrique. Il englobe pour l’essentiel des cellules photovoltaïques, par exemple en silicium, aptes à convertir le rayonnement électromagnétique du soleil en énergie électrique en courant continu grâce à l’effet photovoltaïque des constituants de ces cellules photovoltaïques. Les cellules photovoltaïques formant le module photovoltaïque sont interconnectées sur un élément support commun. Il peut par exemple se présenter sous la forme d’un module.

Plusieurs modules photovoltaïques peuvent être interconnectés en série afin de former une chaîne photovoltaïque (également appelée string en anglais). Une telle chaîne photovoltaïque est généralement reliée par un onduleur au réseau ou à une installation dans laquelle l’énergie électrique produite est consommée. L’onduleur permet de transformer le courant continu généré par les cellules photovoltaïques en courant alternatif. La chaîne photovoltaïque comporte également deux câbles, faisant l’aller et le retour entre les modules et l’onduleur. L’installation puis l’exploitation et la maintenance de la chaîne photovoltaïque peut présenter un problème de sécurité car il y a une tension dans la chaîne photovoltaïque dès que le soleil brille et n’est pas interruptible. Une règle de sécurité importante est de ne pas débrancher la chaîne photovoltaïque en fonctionnement ou en charge. En effet, cela risque de créer un arc électrique très puissant et représente un danger d’électrisation ou de brûlure très grave pour un opérateur.

Pour éviter cela et limiter le risque d’ouverture de chaîne photovoltaïque en charge, il convient de vérifier qu’aucun courant ne circule avant de débrancher un élément conducteur ou un connecteur de la chaîne photovoltaïque.

Une solution connue est d’utiliser une pince ampèremétrique notamment à courant continu, qui peut s’ouvrir et être placée autour d’un élément conducteur tel qu’un câble, de façon à mesurer l’intensité du courant parcourant le câble.

Cependant, la mesure par la pince ampèremétrique peut ne pas être fiable, par exemple en cas d’endommagement ou de panne de la pince ampèremétrique, ou encore en cas de mauvais calibrage ou mauvaise configuration de la pince ampèremétrique, par exemple si elle est configurée en courant alternatif au lieu d’être en courant continu. Ainsi, même s’il y a du courant qui circule, il ne sera pas mesuré.

Un objectif de la présente invention est de proposer une solution simple pour vérifier le bon fonctionnement/calibrage de la pince ampèremétrique à courant continu, et ainsi fiabiliser la procédure de sécurité. Un autre objectif de l’invention est de permettre une vérification simple et pratique sur un chantier.

A cet effet, l’invention a pour objet un circuit électrique de vérification de mesure de courant pour pince ampèremétrique à courant continu, comportant : au moins un conducteur électrique présentant au moins un enroulement configuré pour être agencé autour d’une mâchoire de la pince ampèremétrique, ledit au moins un conducteur étant configuré pour être raccordé électriquement à une source de courant continu de façon à être parcouru par un courant continu d’une intensité prédéterminée, et un commutateur raccordé électriquement audit au moins un conducteur et configuré pour prendre au moins une position d’interdiction du passage du courant dans ledit au moins un conducteur et une position d’autorisation du passage du courant dans ledit au moins un conducteur.

Cela permet de vérifier si la pince ampèremétrique mesure une valeur d’intensité représentative de l’intensité prédéterminée parcourant ledit au moins un conducteur lorsque le commutateur est dans la position d’autorisation.

Ledit circuit peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes décrites ci- après, prises séparément ou en combinaison.

Ledit au moins un conducteur peut comporter au moins deux enroulements configurés pour être agencés autour de la mâchoire de la pince ampèremétrique. Ainsi, lorsque le commutateur est dans la position d’autorisation et que ledit au moins un conducteur est parcouru par le courant continu, la valeur d’intensité à mesurer par la pince ampèremétrique correspond à l’intensité prédéterminée parcourant ledit au moins un conducteur, multipliée par le nombre d’enroulements.

Ledit circuit peut comporter une pile ou au moins un accumulateur électrique formant la source de courant continu, agencé en série avec le commutateur. Ledit au moins un conducteur est raccordé électriquement aux bornes de la pile ou dudit au moins un accumulateur électrique.

Ledit au moins un conducteur, la pile ou ledit au moins un accumulateur, et le commutateur forment une boucle fermée.

Ledit circuit peut comporter une source lumineuse agencée en série avec le commutateur, et configurée pour émettre de la lumière lorsque le commutateur est dans la position d’autorisation et que ledit au moins un conducteur est parcouru par le courant continu.

Ledit circuit peut être monté dans un boîtier comprenant un organe d’actionnement agencé sur le boîtier en étant en contact mécanique avec le commutateur de façon à pouvoir être manœuvré pour entraîner le commutateur dans la position d’autorisation. L’organe d’actionnement peut être monté en saillie sur le boîtier. En variante, l’organe d’actionnement peut être monté affleurant à la surface externe du boîtier.

La source lumineuse est par exemple agencée en regard d’une région du boîtier réalisée dans un matériau laissant passer la lumière, transparent ou translucide. Selon une option, le boîtier est distinct de la pince ampèremétrique et présente une ouverture autour de laquelle ledit au moins un conducteur s’enroule à l’intérieur du boîtier, et configurée pour être traversée par la mâchoire de la pince ampèremétrique.

L’invention concerne aussi une pince ampèremétrique à courant continu comportant un circuit électrique de vérification de mesure de courant tel que défini précédemment.

La pince comprend par exemple deux mâchoires en matériau ferromagnétique, un boîtier en matière isolante dont au moins une partie est disposée autour des mâchoires de ladite pince, et ledit circuit est monté dans le boîtier de ladite pince de sorte que ledit au moins un enroulement dudit au moins un conducteur est agencé autour du matériau ferromagnétique formant l’une des mâchoires.

L’invention concerne également un procédé de vérification de mesure de courant d’une pince ampèremétrique à courant continu, au moyen d’un circuit électrique de vérification de mesure de courant tel que défini précédemment. Ledit procédé comprend les étapes suivantes : positionner ledit au moins un enroulement dudit au moins un conducteur autour d’une mâchoire de la pince ampèremétrique, si ledit circuit est monté dans un boîtier distinct de la pince ampèremétrique, placer le commutateur dans la position d’autorisation du passage du courant dans ledit au moins un conducteur, vérifier si la pince ampèremétrique mesure une valeur d’intensité représentative de l’intensité prédéterminée parcourant ledit au moins un conducteur.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

[Fig. 1] montre une pince ampèremétrique et un boîtier recevant un circuit électrique de vérification de mesure de courant de la pince ampèremétrique.

[Fig. 2] est une vue de la pince ampèremétrique et du circuit électrique sur laquelle le boîtier recevant le circuit électrique est ôté.

[Fig. 3] monte une variante du circuit électrique de la figure 2 muni d’un conducteur présentant plusieurs enroulements. [Fig. 4] monte une variante du circuit électrique de la figure 3 muni d’une source lumineuse.

[Fig. 5] montre une alternative du circuit électrique porté par la pince ampèremétrique.

[Fig. 6] montre une pince ampèremétrique dont le boîtier logeant le circuit électrique.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations. L’invention concerne la vérification d’une mesure de courant effective pour une pince ampèremétrique 1 représentée de façon schématique sur les figures 1 à 6, afin de s’assurer que la pince ampèremétrique 1 est fonctionnelle et fiable, par exemple si elle est calibrée correctement selon que le courant à mesurer est un courant continu ou un courant alternatif, et qu’elle n’est pas en panne ou endommagée. Une telle pince ampèremétrique 1 peut être utilisée notamment dans le cadre d’une installation photovoltaïque (non représentée) comprenant au moins une chaîne photovoltaïque formée de plusieurs modules photovoltaïques interconnectés. Une telle chaîne photovoltaïque peut être reliée à un réseau ou à une installation dans laquelle l’énergie électrique produite peut être consommée par un onduleur. A titre d’exemple, la pince ampèremétrique 1 est configurée pour mesurer si un courant circule dans un élément conducteur ou un élément de connexion tel qu’un câble. Il peut s’agir notamment d’un câble permettant par exemple un transfert ou transport du courant généré par un ou plusieurs modules photovoltaïques au réseau ou à l’installation ou à l’onduleur ou tout autre convertisseur d’énergie, ou encore d’un câble permettant la connexion de différents modules photovoltaïques de la chaîne photovoltaïque entre eux.

A cet effet, la pince ampèremétrique 1 comporte deux mâchoires 11 généralement en matériau ferromagnétique qui peuvent s’ouvrir et se refermer. Notamment, l’une des mâchoires 11 peut être destinée à rester fixe, par rapport au reste de la pince ampèremétrique 1, tandis que l’autre mâchoire 11 peut être mobile par rapport à la mâchoire 11 fixe. Les mâchoires 11 sont conformées de sorte qu’un élément à vérifier, tel qu’un câble par exemple, destiné à être parcouru par un courant à mesurer, puisse être placé dans l’espace formé entre les mâchoires 11.

La pince ampèremétrique 1 comprend de plus un boîtier réalisé dans un matériau isolant électriquement, par exemple en une matière plastique. Le boîtier comprend une partie agencée autour du matériau ferromagnétique formant les mâchoires 11.

Le boîtier comprend également une autre partie délimitant un corps 13 ou poignée de la pince ampèremétrique 1, permettant une prise en main par un opérateur, afin de pouvoir réaliser des mesures de courant sur un site ou chantier comprenant par exemple la chaîne photovoltaïque. Le corps 13 est généralement conformé pour loger un ou plusieurs composants électriques et électroniques de la pince ampèremétrique 1. De tels composants sont en particulier conçus pour une mesure de courant continu par la pince ampèremétrique 1.

Un élément de visualisation de la mesure effectuée par la pince ampèremétrique 1, tel qu’un écran 15 d’affichage pour lecture de l’intensité du courant mesuré, peut être prévu sur ce corps 13.

Une telle pince ampèremétrique 1 ainsi que son fonctionnement sont connus et ne sont pas décrits plus en détail.

L’invention concerne en particulier un circuit électrique de vérification de mesure de courant 100, nommé par la suite circuit électrique 100. Ce circuit électrique 100 peut être distinct de la pince ampèremétrique 1 et monté dans un boîtier 3 dédié (voir figure 1). En alternative, le circuit électrique 100 peut être intégré à la pince ampèremétrique 1 comme représenté sur les figures 5 et 6. Les différences entre les variantes de réalisation seront explicitées par la suite.

Le circuit électrique 100 selon l’une ou l’autre des variantes représentées sur les figures 2 à 6, comporte au moins un conducteur électrique 101. De façon générale, ce conducteur électrique 101 est destiné à être parcouru par un courant continu, de façon à vérifier si la pince ampèremétrique 1 peut mesurer ce courant, avant d’utiliser cette dernière par exemple dans le cadre d’une chaîne photovoltaïque pour s’assurer de l’absence de courant. Le conducteur électrique 101 présente au moins un enroulement 101a. Un seul enroulement 101a peut être prévu comme montré sur la figure 2 ou plusieurs enroulements 101a peuvent être prévus comme représenté sur les figures 3 à 6.

Au moins lors d’une phase de test ou de vérification de la pince ampèremétrique 1, le ou les enroulements 101a du conducteur électrique 101 sont agencés autour d’une mâchoire 11 de la pince ampèremétrique 1. Une partie des enroulements 101a est alors entourée par les mâchoires 11 de la pince ampèremétrique 1.

Le conducteur électrique 101 est configuré pour être raccordé électriquement à une source de courant continu de façon à pouvoir être parcouru par un courant continu d’une intensité I prédéterminée.

Cette intensité I prédéterminée peut être définie en fonction du nombre d’enroulements 101a du conducteur électrique 101 et de la valeur d’intensité à mesurer par la pince ampèremétrique 1, qui correspond à une valeur de test prédéterminée, par exemple de l’ordre de quelques ampères. En d’autres termes, pour une économie de courant et d’énergie, l’intensité I prédéterminée et le nombre d’enroulements 101a peuvent être définis de sorte que leur produit corresponde à la valeur d’intensité dite de test qui est prédéterminée. A titre d’exemple purement illustratif et non limitatif, si la valeur d’intensité à mesurer par la pince ampèremétrique 1 prédéterminée est 2 A, le conducteur électrique 101 peut présenter vingt enroulements 101a et l’intensité I destinée à parcourir ce conducteur électrique 101 lors du test peut être de 100mA.

De façon avantageuse, le circuit électrique 100 comporte au moins un accumulateur électrique 103 ou une pile, aux bornes duquel ou de laquelle, est connecté le conducteur électrique 101. Cela permet de former la source de courant continu pour réaliser le test ou la vérification de la pince ampèremétrique 1. Il peut s’agir par exemple d’une batterie à usage unique ou rechargeable intégré au circuit électrique 100. Cette intégration de la source de courant continu dans le circuit électrique 100 augmente l’aspect pratique de ce dernier.

Par ailleurs, le circuit électrique 100 comporte un commutateur 105 raccordé électriquement au conducteur électrique 101. Plus précisément, l’accumulateur électrique 103 ou la pile, et le commutateur 105 peuvent être agencés en série. Ainsi, le conducteur électrique 101, l’accumulateur 103 ou la pile, et le commutateur 105 forment une boucle fermée.

Le commutateur 105 est susceptible de prendre au moins une position d’interdiction du passage du courant dans le conducteur électrique 101 et une position d’autorisation du passage du courant dans le conducteur électrique 101. En d’autres termes, le commutateur 105 permet de démarrer ou d’arrêter la circulation dans le conducteur électrique 101, du courant continu en provenance de la source de courant continu tel que l’accumulateur électrique 103 ou la pile. Ainsi, lorsque le commutateur 105 est dans la position d’autorisation, un courant continu d’une intensité I prédéterminée peut parcourir le conducteur électrique 101. Si la pince ampèrem étriqué 1 est fonctionnelle et bien calibrée, elle peut mesurer ce courant. En particulier, la pince ampèremétrique 1 doit pouvoir mesurer une valeur d’intensité représentative de l’intensité I prédéterminée.

En outre, le circuit électrique 100 peut comporter une source lumineuse 107 (cf. figures 4 à 6) configurée pour émettre de la lumière lorsque le conducteur électrique 101 est parcouru par le courant continu. Cette source lumineuse 107 est agencée en série avec le commutateur 105, et dans cet exemple également avec l’accumulateur électrique 103 ou la pile. Il peut s’agir à titre d’exemple au moins une lampe, ou en particulier d’une ou plusieurs diodes électroluminescentes. Ceci permet un indicateur et un retour visuel simple pour l’opérateur que le courant continu circule effectivement au sein du circuit électrique 100 et par exemple que la batterie intégrée comprenant le ou les accumulateurs 103 alimente correctement le circuit électrique 100.

Enfin, comme mentionné précédemment un tel circuit électrique 100 peut ne pas être intégré à la pince ampèremétrique 1 mais être associé à la pince ampèremétrique 1 uniquement lorsqu’un test ou une vérification doit être effectuée.

En référence aux figures 1 à 4, le circuit électrique 100 est monté dans le boîtier 3 qui est distinct de la pince ampèremétrique 1. Le boîtier 3 peut comprendre un matériau isolant électriquement, tel qu’une matière plastique.

Le boîtier 3 distinct de la pince ampèremétrique 1, présente avantageusement une ouverture 31 à travers laquelle une mâchoire 11 de la pince ampèremétrique 1 peut s’insérer lorsqu’un test de la pince ampèremétrique doit être effectué à l’aide du circuit électrique 100. Le conducteur électrique 101 est reçu à l’intérieur du boîtier 3 de façon à s’enrouler pour former le ou les enroulements 101a, autour de cette ouverture 31. Ainsi, lorsque la mâchoire 11 de la pince ampèremétrique 11 traverse l’ouverture 31, le ou les enroulements 101a du conducteur électrique 101 sont agencés autour de cette mâchoire 11. Une partie du conducteur électrique 101 se trouve alors dans l’espace formé entre les deux mâchoires 11 de la pince ampèremétrique 1.

Le boîtier 3 distinct de la pince ampèremétrique 1 peut comprendre en outre un organe d’actionnement 5 agencé sur le boîtier 3 de façon à pouvoir être manœuvré par un opérateur lorsqu’il doit effectuer un test ou une vérification de la pince ampèremétrique 1. Cet organe d’actionnement 5 est agencé en contact mécanique avec le commutateur 105 de façon à pouvoir entraîner le commutateur 105 dans la position d’autorisation. De façon complémentaire, l’organe d’actionnement 5 peut prendre au moins deux positions, chacune associée à une position du commutateur 105. Il peut être réalisé par exemple sous forme d’un poussoir.

En outre, lorsque le circuit électrique 100 comporte une source lumineuse 107 comme précédemment décrite, le boîtier 3 distinct de la pince ampèremétrique 1 présente avantageusement une région, par exemple sous forme de dôme, réalisée dans un matériau laissant passer la lumière, transparent ou translucide, et en regard de laquelle est agencée la source lumineuse 107.

En alternative, le circuit électrique 100 peut être intégré à la pince ampèremétrique 1. Dans ce cas, la pince ampèremétrique 1 est capable de s’auto-tester. L’intégration du circuit électrique 100 à la pince ampèremétrique 1 évite de devoir recourir à un appareil ou boîtier supplémentaire pour tester cette pince ampèremétrique 1.

Le circuit électrique 100 peut être monté au moins en partie sur l’extérieur du boîtier de la pince ampèremétrique 1, comme représenté sur la figure 5. Le circuit électrique 100 forme un circuit externe de la pince ampèremétrique 1 avec le ou les enroulements 101a du conducteur électrique 101 accrochés autour de l’une des mâchoires 11 de la pince ampèremétrique 1. Le reste du circuit électrique 100 peut être disposé au niveau du corps 13 ou poignée de la pince ampèremétrique 1. En variante, le circuit électrique 100 peut être monté en tout en partie à l’intérieur du boîtier de la pince ampèremétrique 1.

Selon l’exemple de la figure 6, le circuit électrique 100 est complètement reçu à l’intérieur du boîtier de la pince ampèremétrique 1. Plus précisément, le ou les enroulements 101a du conducteur électrique 101 sont agencés autour du matériau ferromagnétique formant l’une des mâchoires 11. Il peut s’agir notamment d’une mâchoire 11 fixe.

Le reste du circuit électrique 100 peut être agencé à l’intérieur du boîtier au niveau du corps 13 ou poignée de la pince ampèremétrique 1. Selon cette variante, le boîtier de la pince ampèremétrique 1 peut comprendre un organe d’actionnement 5, tel que précédemment décrit en référence à la figure 1 dans le cas du boîtier 3 distinct de la pince ampèremétrique 1.

Cet organe d’actionnement 5 est agencé sur le boîtier, notamment au niveau du corps 13 de la pince ampèremétrique 1, de façon à pouvoir être manœuvré, par exemple par un opérateur. L’organe d’actionnement 5 peut être monté en saillie sur le boîtier. En variante, l’organe d’actionnement 5 peut être monté affleurant à la surface externe du boîtier. Autrement dit, il peut être au ras du boîtier.

Il est agencé en contact mécanique avec le commutateur et peut de façon complémentaire être susceptible de prendre au moins deux positions associées aux positions du commutateur, de façon à pouvoir entraîner le commutateur dans la position d’autorisation lorsque l’opérateur souhaite tester la pince ampèremétrique 1.

Le boîtier de la pince ampèremétrique 1 peut encore comprendre notamment au niveau du corps 13 de la pince ampèremétrique, une région réalisée dans un matériau laissant passer la lumière, transparent ou translucide, en regard de laquelle est agencée la source lumineuse 107, lorsqu’elle est prévue.

Ainsi, lorsqu’une pince ampèremétrique 1 doit être testée, pour déterminer si cette dernière est bien calibrée (courant continu) et n’est pas endommagée ou en panne, un procédé de vérification de mesure de courant par cette pince ampèremétrique 1 peut être mis en œuvre. Lorsque le circuit électrique 100 n’est pas intégré à la pince ampèrem étriqué 1, et qu’il est notamment monté dans un boîtier 3 distinct de la pince ampèremétrique 1, le ou les enroulements 101a du conducteur électrique 101 sont positionnés autour d’une mâchoire 11 de la pince ampèremétrique 1. Le procédé de vérification peut être initié en manœuvrant l’organe d’actionnement 5, par exemple en appuyant sur cet organe, de façon à placer le commutateur 105 dans la position d’autorisation du passage du courant dans le conducteur électrique 101.

Lorsque le conducteur électrique 101 est parcouru par un courant continu d’intensité I prédéterminée, si la pince ampèremétrique 1 mesure et indique par exemple au niveau de l’écran d’affichage 15, une valeur d’intensité représentative de cette intensité I prédéterminée, l’opérateur peut en conclure que la pince ampèremétrique 1 est bien calibrée et fonctionne. Dans ce cas, la pince ampèremétrique 1 testée peut être utilisée en toute confiance pour effectuer le contrôle de sécurité des chaînes photovoltaïques par exemple avant d’ouvrir une chaîne pour maintenance. A l’inverse, si la pince ampèremétrique 1 ne mesure pas de courant ou une valeur fausse, cela indique un défaut ou un mauvais calibrage de la pince ampèremétrique 1. Cela permet d’éviter d’utiliser des pinces ampèremétriques 1 altérées ou défectueuses, qui donneraient un faux sentiment de sécurité à un opérateur devant réaliser une opération de maintenance par exemple au niveau d’une chaîne photovoltaïque. Le procédé de vérification peut s’arrêter lorsque le courant de test est interrompu par exemple en manœuvrant de nouveau l’organe d’actionnement 5.

Le circuit électrique 100 tel que décrit précédemment offre une solution simple et peu coûteuse pour tester la pince ampèremétrique 1, en utilisant le principe de mesure de courant d’une telle pince à l’aide d’un conducteur électrique 101 agencé au moins en partie entre les mâchoires 11 de la pince ampèremétrique 1.

De plus, il peut être intégré à la pince ampèremétrique 1 directement ou être réalisé sous la forme d’un outil simple qui peut être emporté et facilement utilisé sur chantier tout en assurant un résultat fiable et robuste.