Brevet FR2006969A1 — publié le 19700102

En matière de télécommunication on fait un usage toujours croissant de matieres plastiques pour isoler les câbles plutôt que d'utiliser les isolants à papier et à air mais on rencontre certaines difficultés bien que les matières plastiques aient des qualites remarquables telles que leur court et leur facilite de soudure. Dans les câbles isolés par papier et air soumis à une pression d'air sec a' l'intérieur d'une gaine de plomb, toute faute de manipulation qui permettrait à lthumidite de traverser la gaine peut facilement être localisée et la réparation ne soulève aucune difficulté. Par contre, les câbles dont les conducteurs sont isolés par des matières plastiques présentent un comportement différent puisque le fil doit être parfaitement isolé et sans aucun défaut d'isolement pour assurer une bonne transmission du signal ; en effet, la pénétration éventuelle de 11 eau dans le câble qui pourrait se produire par condensation ou rupture de la gaine plastique du câble non soumis à pression provoque la rise hors service de la paire non pa~rfaitement isolée. Malgré les sévères normes du contrôle de 11 isolement de chacun des fils en cours de fabrication, le problème de l'établissement de câbles téléphoniques à isolement plastique sans défaut a incité plusieurs sociétés produisant du matériel téléphonique à établir des cabales destinés à être utilisés sous pression d'air sec et isolés par du polyéthylène cellulaire ctest-å-dire par un isolement à base d'air et de matière plastique sous une gaine métallique imperméable. Ce processus augmente le coût des câbles et nécessite un entretien considérable. La présente invention permet d'obtenir des câbles dont 11 isolement constitué par des matières plastiques est exempt de tels défauts et assure un isolement parfait entre fils â cet effet les câbles conformes à l'invention permettent la recherche et la réparation aisées des défauts dtisolement éventues de l'un des fils au cours de la fabrication des câbles. Les équipements électriques indiquant des défauts éventuels dus à l'extrusion de l'isolant sur les fils sont bien connu. Généralement ces équipements appliquent le principe du chatS électrique cylindrique radial ou bien du contact direct avec un balai rotatif. Les défauts sont enregistrés par l'équipement électrique au cours de la fabrication du fil isolé et sontlocali sês et réparés avant le passage à L'opération suivante qui assemble les fils eu tartes et paires.Pendant la réparation on contrôle rigoureusement les fils présentant des défauts alors que toutes les autres défectuosités causées inévitablement par les divers traitements successifs ne sont localisées que lorsque le câble est terminé et plongé dans L'eau. Ce dernier essai qui requiert un temps relativement long permet l'indica- tion du défaut ou d'un mauvais isolement des conducteurs mais il localise rarement avec précision le point endommagé et si eslui-ci est à l'intérieur, il n'est éne'a1ement pas possible de le réparer de telle sorte que le câble est hors d'usage. De plus tous les @@bles essayés dans l'eau doivent être séchés sous vide avant que lton ne procède au stade de traitement suivant. L'invention apporte. une amélioration considérable à la tcchnologie actuelle de fabrication de cibles téléphoniques isog lés par une matière plastique puisqu'elle permet l'élimination des défauts éventuels apparaissant pendant la fabrication des cables, défauts qui sont réparés apres localisation. Les quartes, paires et faisceaux de conducteurs sont examinés en continu et dès qu'un défaut se présente, il est rapidement localisé par l'équipement décrit ci-après, l'appareillage s'arrête automatiquement et l'opérateur peut intervenir promptement. En d'sutres termes, l'équipement préconisé ne se limite pas à un signal avec comptage des défauts mais il permet 11 intervention immédiate. L'équipement conforme à l'invention assure un contrôle spécifique en des points accessibles pendant un stade de fabrication intermédiaire que l'on n'avait pas utilisé jusqu'à présent à ce point de vue dans la fabrication des câbles téléphoniques. Si l'on considère les difficultés de mise en oeuvre, on constate qu'il n'est pas possible d'étendre le dispositif de contrôle généralement utilisé jusqu'à présent pour vérifier L'isoLement des fils et comprenant de sondes à contact direct ou à champ électrique cylindrique radial ; en effet dans le premier cas, les parties du conducteur qui n'ont pas été en contact direct avec les balais ne sont pas vérifiées avec certitude ; de meme, on ne peut pas utiliser le dispositif à champ électrique cylindrique et radial puisqu'il n1 est pas possible d'élever la tension au-delà de certaines limites sans produire dans ces mêmeschamps électriques certaines distorsions qui empêcheraient le repérage des défauts. En fait, on constate que les pas de torsion et les ligatures des quartes, des paires et des faisceau provoquent des perturbations irrégulières dans le champ électrique de la sonde de controle : la somme des perturbations dans le champ électrique recueillies par la sonde est fonction de la longueur axiale du champ et provoque des dérangements dans le circuit de détection électrique.Si la protection de la sonde est faite par un isolant susceptible d'être électrisé, ceci peut même influencer de manière préjudiciable le circuit de détection. Alors que pendant l'extrusion il est facile d'établir une relation entre l'intensité du champ électrique cylindrique et radial,la forme de l'onde, l'épaisseur de l'isolant, le diamètre et la vitesse du fil, l'établissement de cette relation dans la recherche de défauts dans le cas de faisceaux de conducteurs isolés est beaucoup plus critique. C'est pourquoi il est prévu conformément à l'invention une électrode annulaire en forme de tore qui produit un champ électrique beaucoup plus intense que celui obtenu avec une électrode cylindrique ne présentant aucune discontinuité sur les bords de sorte que le câble peut être vérifié avec un flux de lignes de force beaucoup plus concentré dans les couches perpendiculaires aux faisceaux de conducteurs san que les -perturbationsEroduites par les faisceaux de conducteurs aient une influence quelconque. Partant de la concentration maxima du champ éLectrique, on peut se rendre compte, par exemple en approchant un diélectrique non homogène,d'une émanation effective et d'une légère variation Le dispositif préconisé peut meme indiquer une variation rapide dans le champ électrique/telle que son augmentation avant même la rupture de l'espace ionisérc'est-à-dire avant la décharge lumineuse. L'intensité des lignes de force peut encore diviser l'espace autour des faisceaux dans le cas de conducteurs défectueuxmême si ceux - ci sont scellés à l'intérieur du câble. Outre la forme du champ, il est nécessaire d'établir le genre de tension qui corvienne Le vieux pour chaque cas particuier. Le choix de la tension à utiliser dans le cas de faisceaux câblés a été établi expérimentalement de la manière suivante:on a remarqué que l'application d'un champ électrique continu rend presque impossible l'accession à une haute sensibilité des détecteurs électroniques comme cela serait nécessaire. En fait le champ électrique considéré électrise l'isolement de l'unité de câblage, des faisceaux de conducteurs et de la ligature. Puisque La distance entre la sonde et le câble en mouvement-ne peut être réglée continuellement, on peut observer des surfaces de décharge qui se répercutent d'une manière désordonnée sur le détecteur. De même le champ électrique pulsé présente certains inconvénients parce qu'il est caractérisé par un amortissement rapide avec beaucoup d'harmoniques à fréquence élevée et une décroissange rapide ; les pointes de tension favorisent fréquemment la présence de décharges lumineuses et superficielles incontrôlables même sur les faisceaux de conducteurs bien isolés si bien que son emploi dans le cas de l'invention n'a pas semblé satisfaisant.Si l'on adopte un champ électrique alternatif produit par de hautes tensions toujours sous forme concentrée, on prvient a miner Les dérangements mentionnés ci-dessus puisque La tension varie lentement suivant une loi sinusoidale sans pointes et sans harmoniques ni oscillations indésirables et la vitesse d'avancement du câble n'a pas d'influence sur la recherche des défauts. On peut dès lors éliminer l'électrisation superficielle gênante des conducteurs et des ligatures en raison de I'inveirsion des lignes de force plusieurs fois par seconde. Outre la sonde spéciaLeetb champ électrique décrit cidessous, L'invention couvre un système de détection si sensible qu il transforme les légères variations temporaires du champ électrique en un signal suffisamment long pour que le système d'alarme et d'arret puisse fonctionner. Cette optique a abouti à l'élaboration d'un circuit électronique comportant un amplificateur et une diode détectrice suivie enfin par un tube à gaz. Le signal final est donné par L'intermédiaire d'une bobine spéciale dont le pnmaire est directement raccordé à la haute tension. Le signal est amplifié sous sa forme originale et est ensuite différ > ncié afin d'améliorer la vitesse de montée du front d'onde. Le signal unidirectionnel est établi par passage dans la diode détectrice en une période proche de celle de ionisation du tube à gaz et se maintient un temps suffisant pour permettre le déclenchement du tube et par conséquent l'intervention de l'équipement On va maintenant décrire l'invention en se référant aux dessins ci-Joints sur lesquels: La fig. 1 représente suivant deu: coupes à angle droit la sonde exploratrice à guide coulissant pour la recherche du point défectueux La fig. 2 représente un exemple d'opération sur assembleuse Lasfigs.3 et 4 sont des sch-émas des circuits électriques. L'invention consiste en: L'adoption du principe de contrôle électronique au moyen d'une sonde à haute tension sinusoidale appliquée pendant des stades intermédiaires de la fabrication du cabale, La réalisation d'une sonde d'e'loration(fig L) qui permet de détecter des discontinuités de champ provoquées par un isolement faible c'est4-dire par une diminution de l'isolement due soit à des fentes ou à des corps étrangers, discontinuités qu1il n'est pas possible de voir autrement que par essai dans l'eau La posabilité d'appliquer la sonde mobile mentionnée ci-dessus en divers points de la même assembleuse(fig. 2). Dans le cas d'un cible à haute tension l'application d'une sonde 2 pour chaque cage ou stade de torsion 3 permet non seulement la détection mais encore la réparation des fils qui dans un tel cas sont toujours visibles sur les couches externes Uh circuit amplificateur à large bande (fig. 3) pour chaque sonde exploratrice et une méthode pour leur découplage Circuit amplificateur sélectif à un ou plusieurs étages d'amplification(fig. 4) qui doivent être appliqués dans le cas de grosses perturbations électriques externes dues par exemple aux moteurs à courant continu, au=r éleetrovalves et aux gros contacteurs dans les panneaux électriques voisins Possibilité de réglage de la sensibilité optima du détectfflr électronique pour adapter l'équipement aux conditions de travail Pour mieux comprendre le procédé conforme à l'invention on va décrire les circuits des figs. 3 et 4. La sonde exploratrice (fig. l) consiste en un tore métalli- que 1 bien isolé de la terre et soutenu par un support isolant 2 avoe possibilité d'un potentieL élevé, La protection étant assurée p une enveloppe de sécurité 3 ; sa partie intérieure est interchangeable suivant le diamètre du faisceau assemblé 4 qui doit être vérifié. ün guide métallique 5 mig à la terre qui peut entre bloqué par vis et leviers de commansls rapide 5 permet de déplacer la sonde sur totue la surface de freinage 4 de la macheine (fig. 2) de sorte qu'il est possible de Localiser finalement le dérangement. Le dispositif de vérification (fig. 3) consiste en un générateur de haute tension sinusoïdale ailmeuté par un trans formateur élevateur avec ses acceseires 2 et le contr8Le 3 pour l'assembleuse. Le réglage de la cension est obtenu par un autotransformateur L à-variation continue et manuelle de la tension de sortie indiquée par le voltmètre tCf en 5.Le circuit ampli à large bande comprend une -pentode 6 à haute fn'-'quence a sain élevé obtenu par coatrôle de la grille qui est pilotée directement par le secondaire de la bobine transfor matrice 7 intellêe entre les résistances de découplage 8 et la sonde 9 avec réglage de sensibilité an 10. Le circuit anodique de la pentode est compense par une inductance ll en série avec une résistance de charge. De cette manière une large bande de fréquences peut être amplifiée avec une distorsion réduite. La détection est assurée par une diode blindée 12 sous vide élevé saivie d'un étage final 13.Le ciruit d'amplification de la bande étrroite(fig. 4) est composé d'un ou de plusieurs étages successis blindés l'un vis-à-vis de l'autre avec jonction mixte entre étages. le si@@zlpilete peut être nul pour la position 20 du détecteur 21 ou être issu d'un oscillateur sinusoidal 22 pour la position 23 ou d'un multivibrateur 24 po n la position 25.La valeur de la fréquence moyenne n'est pas cri tique . Les autres parties du circuit de la fig. ne sont pas defféentes de la fig. 3 et portent les meAmes références Dans les deur etaplificateurs décrits ci-dessus(figs. 3 et @) un réseau différentiel 14, constisué par des capacités en série et des sistances mlses à la masse en dérivation, trans- raet le signal final à l'étage détecteur suivant. Le circuit de détection de haute @pédance sous tension continue peut être dtabli rapidement à la fibn du oirouit intégrateur 15 à résistance et à capacité.Si sa constante de temps est inférieure au temps d'ionisation de l'étage suivant, un déclenchement presque inscanta- né est assuré dans l'étage suivant. L'un des étages est formé par un thyratron 13 avec une polarisation négative indépendante 16 et est directerrnL- réglé par le signal de la diode détectrice Le circuit anodique du thyratron comporte une alimentation 17 et des relais 18 et 19 en cascade à rétablissement lent qui peuvent accomplir Les diverses tâches exigées par l'équipement. En particulier il est possible d'arrêter la machine au moyen du contrôle 3 et de repérer manuellement la Localisation du défaut par translation de La sonde. Lt thyratron 13 est automatiquement coupé une fraction de seconde après la décharge par interruption de la tension anodique. Les circuits aindîlaires 2 complètent l'équipement en services accessoires. REVENDICATIONS I.l?léthodedelEcherche complète des défauts des câbles téLéphoniques au cours de la fabrication par une ou plusieurs sondes d'exploration et de loalisation des défauts grâce à ce que les sondes sont rendues sensibles au moyen d'une amplification électrique ancinterconnexion des sondes de telle sorte qu'elles peuvent explorer toutes les parties des conducteurs,même intérieures et cachées qui les traversent avec une vitesse d'avancement régulière ou variable correspondant à la fabrication des câbles télé- phoniques, l'action de chaque sonde n'excluant pas celle d'une autre sonde et La complétant en fixant l'effet par une recherche collective, et étant définie par un champ électrique élevé de manière à ne pas endommager les conducteurs du faisceau même dans le cas d'une vitesse d'avancement nulle. 2 Dispositif pour l'exécution du procédé suivant la revendication 1 caractérisé par-le montage systématique de la série de sondes le long de l'assembleuse avec un parfait alignement le long de l'axe d'avancement du faisceau 3 Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que les sondes présentent une surface extérieure sans aspérités ou imperfections de construction susceptibles d'engLsndrer des effluves 4 Dispositif suivant la revendication 2 ou 3 caractérisé par le fait que la sonde présente une surface intérieure particulièrement lisse sans solution de continuité suivant une configuration interne circulaire , polygonale ou en forme de tore avec un rayon de courbure constant ou variable et tel que pour une valeur minimc de la valeur de ce rayon la sonde prend l'apparence d'un plan lamellaire perpendiculaire au faisceau de conducteurs à examiner tandis que pour la valeur maxima du rayon de courbure la sonde acquiert l'apparence d'un anneau 5 Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 4 caractérisé par le fait que la sonde comprend une u plusieurs parties interchangeabless démontables 6 Dispositif suivant l'une des revendications-2 à-5, caractérisé par le fait que la sonde peut se mouvoir coaxialement au câble pour un certain isolement ce qui est nécessaire pour la recherche précise desdéfautsd isolement 7 Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 6 caractérisé par le fait que son montage permet une recherche aisée du dfat en limitant la distance de freinage à la longueur disponible pour Le déplacement de la sonde le lXg de L'axe du cable 5 Dispositif suivante @ une des revendications 2 à 7 oarsetérise pour le fait qu'une protection contre les accidents est assurée pour la sonde, protection de nature anti-statique si bien quun effet d'électrisation non désiré ne peut se produire sur le faisceau ç Dispesitif suivant l'une des revendications 2 à 8 caractérisé par un équipement qui perme t le mouvement de la sonde tant par voie manuelle qu'automatiquement LO Dispositif suivant les revendications 2 à 9 carastérisé par un équipement pour prélever le signal électrique d chsque sonde eL composé d'un bloc d'accord comprenant un payan magnstique à grande perméabilité, laminé ou fritté et à perte diélectrique négligeable, qui peut etre installé près de la sonde. ll Dispositif suivant les revendications 2 à 10 caractérise par un système de découplage électrique entre les diverses sondes qui peut entre atilisé spécialement dans le cas de plusieurs sondes alimentées an parallèle de manière à limiter aussi les a ages à des valeurs acceptables et à des effets non destructifs pour les conducteurs voisins du défaut 12 Dispositif auivant l'une des revendications 2 à ll caractérisé par des mouens pour signaler l'intervention de chaque sonde de sorte que l'identifiestion de la partie de l'assembleuse près oe laquelle la faute a te localisée est rendue plus facile 13 Dispositif suivant Lune des revendications 2 à 12 caractérisé par des moyens permettant l'exclusion d'une ou de plusieurs sondes 4 Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 13 caractérisé par des moyens réglant la sensibilité de chaque sonde 15 Dispositif suivant l'une des recendicstions 2 à 14 caractérisé par des amplificateurs en nombre égal aux sondes avec un ou plusieurs étages à bande passante large 16 Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 14 caractérisé par des amplificateurs en nombre égal aux sondes avec une et plusieure bandes passantes etroites à couplaqge mixte. 17 Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 16 caractérisé par un mixage du signal issu de la sonde au @@@@en d un oscillateur sinusoidal ou bien au moyen d'un multivibratet ce qui permet de recevoir une grande partie des harmoniques constituant le signal et de les concentrer au moyen de la conver- sion de fréquence par battement en une bande étroite susecptible d'une smplification importante comme indiqué en 16 18 Dispositif suivant l'une des revendications 2 à L7 caractérisé par la transmission du voltage amplifié pulsé corme @@ signal unidirectionnel d'une amplitude et d'une longueur telles qu'il permet l'intervention de relais mécaniques au moyen d'un tube électronique à vide élevé ou à gaz avee désexeitation automatique des relais 19 Dispositif suivant l'une des revendicartions 2 à 18 @@@sctérisé par une remise en circuit automatique de la sonde egploratine un certain temps après le signal de décharge