Brevet FR2009722A1 — publié le 19700206

Le personnel qui exécute des travaux sur les lignes de distribution d'énergie a besoin de pouvoir reconnattre à t-out instant si les conducteurs sur lesquels il doit in tervenir présentent par rapport à la terreuse tension. électrique alternative Dans le cas particulier des lignes polyphasées à basse tension comportant plusieurs conducteurs de phase et un conducteur neutre, il peut également être nécessaire de dis tanguer les uns des autres Enfin, dans le cas de lignes comportant de,multiples conducteurs dont certains sont reliés aux mêmes phases, on peut avoir besoin de les identifier phase par phase Pour répondre à ces besoins sur les lignes BT, on utilise déjà des contrôleurs de tension comportant deux antennes, que l'on peut porter respectivement au contact de daux conducteurs différents en vue de constater la différence de potentiel existant entre eux Il serait évidemment plus pratique de disposer d'unstruments susceptibles d'être portés au bout d'une perche isolante ordinaire et permettant, par un simple contact avec un conducteur, de savoir si celui-ci présente par rapport à la ter- re une tension alternative supérieure à la faible valeur que l'on peut trouver couramment sur un conducteur neutre. I1 existe dwjà, pour les lignes et installations à haute tension, des détecteurs. de ce genre enfermés dans un boîtier surmonté d'une pièce de contact ou palpeur munis d'un moyen permettant de les fixer à une perche isolante. Si l'on tente de répondre avec un tel appareil aux conditions ci-dessus énoncées pour les lignes .à basse tension, il faut lui donner une sensibilité telle que l'appareil devient en même temps sensible à. toutes sortes d'influences parasites telles que les charges électrostatiques qui peuvent s'accumuLer sur les matériaux dielec.r ques ent.rant dans sa construction Même si cette difficulté était rEsilue, un tel appareil ne permettrait que de signaler la tension drun conducteur par rapport à terre mais non de savoir si deux conducteurs d'une même ligne présentent une différence de potentiel entre eux La présente invention concerne un détec teur de tension susceptible d etre - assemblé à l'extrémité d'une perche isolante ordinaire et convenant particulièrement à l'utili sation-sur les lignes à basse tension en vue d'une.part, de vérifier, par simple contact avec .un conducteur si celui-ci présente par rapport à la terre une tension alternative supérieure à une valeur déterminée, d'autre part, de vérifier par contact simultané avec deux conducteurs s'il existe entr.ceux-.ci..un.ed.ifférence de potentiel. alternative supérieure à une valeur. déterminée Le détecteur conforme à l'invention est caractérisé particulièrement en ce qu'il est pourvu d'un circuit susceptible d'accumuler l'énergie provenant de plusieurs alternances successives de la tension à détecter., afin de ne déclencher un signal de présence de.tension..qu'après un certain nombre d'alternances.Cetteparticularité permet à l'appareil de ne pas être influencé. par .des tensions continues et notamment par dés charges électrostatiques Selon un des modes de réalisation, le détecteur conforme à l'invention est également caractérisé en ce qu'il est muni de deux organes de contact dont l'un est relié à l'appareil par un conducteur souple isolé emmagasiné dans un enrouleur et terminé par une pièce en forme de pince hs de crochet. Cette particularité permet d'accrocher.à un premier conducteur de la ligne ladite pièce de contact, puis d'établir avec le palpeur de l'appareil un second contact avec un second conducteur de la ligne. L'invention sera mieux comprise, les caractéristiques secondaires apparaltront ainsi que les avantages au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous, à titre d'exemple. On se référera aux dessins annexés dans lesquels - La figure. .lrvprésente le-schéma électrique du détecteur. - La figure 2 représente une variante dudit schéma électrique. - La figure 3 représente une vue en coupe schématique dudit détecteur. - La figure 4 représente une vue d'une pointe de palpeur supplémentaire. klon le schéma représenté par la figu- re 1, le détecteur comporte un palpeur 1 agencé en vue d'être mis en contact avec un conducteur de la Ligne dont an désire vérifier l'état de tension. Ce palpeur 1 est relié électriquement a l'elec- trode d'entrée 2a d'un organe 3 présentant un seuil de tension, par exemple un tube à décharge dans le néon, dont l'électrode de sortie 2b est reliée à l'entrée d'une résistance 4 dont la sortie est en liaison avec la base 5 d'un transistor.6 dont le-collecteur 7 est relié au positifjdrune sarce.de tension 9 travers une résistance 10 et dont l'émetteur 8 est te lié au négatif de ladite source de tension 9 à travers une résistance 11.Par ailleurs, le collecteur 7 est relié à la base 12..d'un transistor 13 dont l'émetteur 14 est relié au positif de la source 9 et dont le collecteur 15 est relié au négatif de la source 9 à travers la rés.istance 11, cette configuration étant connue en soi Le collecteur 15 est relié à une armature d'un condensateur 16 à travers une résistance 17 et une dipode 18, la seconde armature du.condensateur 16 étant reliée au négatif de la source 9.La prière armature du condensateur 16 est en outre reliée à l'émetteur 19 d'un transistor unijonction cu diode double base 20 dont la seconde base 21 est reliée au positif de la source 9 à travers une résis-tance23 et dont la première base 22 est reliée d'une part au négatif de la source 9 à travers une résistance 28 et d'autre part, à l'électrode de commande 24 d'un semi-conduèteur à quatre couches tel qu'un thyristor 25 ou de tout autre semi-cmnducteur à quatre couches. La cathode 27 du thyristor 25 est reliée au négatif de la source 9, l'anode 26 est reliée au positif de la source 9 à travers un circuit comportant en parallèle dans une branche un organe de signalisation sonore électromagnérique 29 et dans l'autre branche une rélistance 30 en série avec un condensateur 31. D'autre part, un second.palpeur 32 susceptible d'être porté au contact d'un autre conducteur de la ligne dont on veut contrôler l'état de tension est relié au négatif de la source 9 par l'Entermédiaire d'un conducteur 33 susceptible de s'emmagasiner sur un enrouleur 34 et d'uné résistance 35 de valeur très élevée, par exemple 20 megohms. Par comprendre le fonctionnement de ce dispositif - il faut considérer que la masse générale du. détecteur, comprenant notamment la source d'alimentation 9 présente par rap port à la terre une certaine capacité telle que, lorsque cette mas se est portée ç une certaine tension aiternativepar rapport à la terre, un certain courant extrémement faible s'établait dans l'es pace entre elle et la terre. Cette condition est. remplie lorsque l'ùn @ applique au palpeur I une tension plus grande que le seuil de l'organe 3.Le courant s'établit alors à travers le palpeur 1, l'organe 3, la résistance 4, la jonction entre la base 5 et l'émet- teur 8 du transistor 6 et de la résistance llo Le transistor 6 devient ainsi conduc teur et, selon les caractéristiques connues de cette configuration on recueille à l'entrée de la résistance 17 une tension peu diffé rente descelle appliquée à la base 5 du transistor 6 mais bénéfi ciant d'un gain de puissance.Cette puissance permet de charger le condensateur 16 à travers la diode 18, chacune des alternances positives recueillies sur le palpeur 1 ayant ainsi pour effet d'ac cumuler une certaine énergie dans le condensateur 16 et d'élever progressivement la tension aux bornes de celui-ci Après la succes sion d'un certain nombre d'alternances cette tension atteint la valeur caractéristique du transistor unijonction 20 et le condensa teur 16 se décharge à travers la jonction 19-22et la résistance 28 A cete décharge, se superpose un courant propre qui circule alors entre le positif de la source 9, la resistance 23; les bases 21 et 22, la résistance 28 et le négatif de la source.Il en résulte qu'une différence de potentiel prend naissance aux bornes de la résistance 28 et se tiDuve par conséquent, appliquée entre l'électrode de com mande 24 et la cathode 27 du thyristor 25 qui devient conducteur et laisse passer un courant à travers l'organe de signalisation sonore 29 Ce dernier comporte un signal vibrant électromagnétique de type classique qui n'est pas représenté sur le schéma afin de ne pas nulre à la clarté de ceiui-ci,et dans lequel un contact s'ouvre et se ferme périodiquement L'ouverture. de ce contact aurait donc pour effet,de désarmorçer le thyristor 25 s-i la seconde branche de ce circuit ne comportait le condensateur 31 qui se charge à travers la résistance 30 en donnant lieu à un courant suffisant pour maintenir amorçé le thyristor 25 pendant un certain nombre d'ouvertures successives du contact vibrant jusqu'à l'instant où: la cha-rge du condensateur 31 est assez grande pour que ledit courant; tombe au-dessous de la valeur du courant de maintien caractéristique du thyristor 25. L'ouverture du contact de l'organe de signalisation 29 qui suit cet instant a- donc pour effet-- de désamorçerie -thyristor 25. Sous la condition que les valeurs respectives du-.coniensateur 1-t + et de la résistance l9 d'une part, du condensatellr.31 et de la résistance 30 d'autre part soient convenablement ajustées, ce cycle se répétera périodiquement, chaque fois que le,condensateur 16 ayant de nouveau accumulé une charge correspondant à plusieurs alternances atteindra entre ses armatures une tension suffisante pour qu.'il se décharge dans la jonction du transistor 20 Le cycle recur- rent a pour effet d'engendrer dans l'organe de signalisation 29 un signal sonore périodiquement interrompu. Lorsque le détecteur est utilise en vue de connaître l'état de tension entre deux conducteurs susceptibles de présenter l'un et l'autre une certaine tension par rapport à la terre, le palpeur 32 est tout d'abord mis en contact prolongé avec l'un des conducteurs. De ce fait, l'ensemble de la masse et des circuits de l'appareil se trouve porte au potentiel de ce conducteur à travers le conducteur de liaison 33 et la resistance 350 Dans ces conditions la capacite 36 par rapport à la terre n'a plus sur le potentiel de l'appareil qu'une influence pratiquement négligeable.Dans ces conditions, si ltop porte au contact du second conducteur le palpeur 1 on comprend aisément que l'appreil ne délivrera un signal de tension que si la différence de potentiel entre les palpeurs 1 et 32 est plus grande que le seuil de l'organe 3. Si l'on désire déceler la présence entre les- conducteurs d'une tension plus petite que la teasion. dSractéristique de l'organe 3, il est également possible de relier directement le-palpeur 1 à l'entrée de la résistance 4. L'appareil sera --utilisé--dans les con diticns qui viennent d'être décrites notamment lorsque l'on désire identifier. parmi, un ensemble de conducteurs fieux qui sont reliés à une même phase de.l'nstallation. Dans ce tut, on établira d'abord avec le palpeur. 1 un contact avec. un premier conducteur. SVce contact déclenche l'organe de signalisation sonore 29, on en. conclura- qu.' il. s'agit bien d'un conducteur de phase, présentant par rapport à la terre une tension plus grande que le seuil de l'organe 3. Cela fait, on.cessera le contact entre le palpeur 1 et le conducteur et l'mn accrochera à ce conducteur le palpeur 32 des.phases différentes, SQit au neutre de l'installation, ils présentent par. rapport au palpeur 32 une différence de potentiel plus grande. que celle de l'organe 3 et par conséquent, le signaide.l'organe.de signalisation 29 se déclenche lors de l'établissement du contact.Lorsque, au conteaire, le conducteur est mis au contact du palpeur .1 @ il est alimenté par la même phase que celui au contact du palpeur 32, il n'existe évidemment entre les deux. palpeurs. aucune différence. de potentiel notable et le détecteur. n'émet aucun signal. Le schéma électrique modifie qui est representé à la figure 2 montre un autre mode de réalisation du détecteur, dans lequel le cittuit du riz transistor unijonction 20 est remplacé par le circuit.représenté sur la figure 2 qui comprend un PUT (Transistor Unijonction Programmakle) 53, qui es-t commandé grâce au diviseur de tension à deux résistances 51 et 52, la résistance 50 selon la figure 1 étant supprimée. Selon la figure 3, le détecteur est cons titubé d'une enveloppe isolante 37 à l'intérieir de. laquelle sont disposés les éléments 38a, 38b et 38c. d'une source 38 reliée en série à un circuit de détection 39 conforme au schéma de la figure 1, relié à un palpeur 1 placé à la partie supérieure de l'enveloppe isolante et dont les bornes de sortie 4oa et 40b sont reliées à un organe avertisseur 29, l'enveloppe de l'appareil étant perçée d'ouvertures 41 destinées à permettre la propagationdusignal sonore vers l'extérieur. L'enveloppe de 1'appareil porte un moyen de fixation 42, par exemple une tige filetée. L'appareil comporte en outre une cavite.43 susceptible de se loger un conducteur souple 44 par exemple un conducteur élastique hélicofdal ou encore un conducteur souple solidaire. d'un enrouleur à ressort. A l'une de ses extrémités le conducteur 44 est relié à l'entrée d'une résistance 35 de. valeur treks élevée dent l'autre extrémité est en liaison avec une enveloppe conductrice cu un revete- ment isolant 45 placé à l'intérieur de l'enveloppe 37 et reliée en un point quelconque des circuits du. détecteur, par exemple à la borne. 40b par un conducteur. 46. A son autre extrémité, le conducteur souple 44 porte un palpeur 32 présentant une.òrme qui permet de l'accrocher ou de le-fixer sur un conducteur de ligne électrique. Ce palpeur 32 porte .une embase .47 susceptible de coopérer magne tiquement avec un siège .48. dQ,telle.sorte,que lorsque le conduc relative teur 44 est entièrement replié dans la cavité 43, l'aimantation i des pièces 47 et 48 les maintient appliquées l'une contre l'autre. La pointe de palpeur supplémentaire 54 représentée à la figure 4 est prévue, comme montré à la figure 3 par des lignes en traits mixtes, pour être montée sur la pièce de contact 1. La pointe de palpeur 54 est munie d'une résistance intérieure 55., qui est montée dans La liaison électrique et sert à l'emploi en haute tension du détecteur qui est conçu plus spécialement pour la basse tension. L'invention n'est pas limitée au seul mcde de réalisation décrit et représenté mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Détecteur de tensions alternatives comprenant un dispositif avertisseur branché en série avec un re- lais basculant à semi-conducteur et une source dz tensusn, carac térisé en ce que le relais basculant est commandé par un dispos tif intégrateur à une pièce de contact destinée à venir toucher un conducteur à contrôler. 2") Détecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif-intégrateur est un condensateur monté entre l'émetteur et une base d'un transistor UJT ou élément semblable, l'émetteur étant relié.à la pièce de contact par l'intermédiaire d'une diode. 3 ) Détecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un deuxième palpeur est relié à la masse du circuit électrique par l'intermédiaire d'un conducteur enroulé sur un enrouleur, et d'une résistance 4 ) Détecteur selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'une résistance est branchée en parallèle avec le condensateur. 50) Détecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le relais basculant est un thyristor et en ce que le dispositif avertisseur est un ronfleur avec lame de contact vibrante un condensateur et une résistance étant branchés en parallèle avec le ronfleur, afin de maintenir le thyristor dans son état conducteur pendant des unterruptions du contact de la lame vibrante. 6 ) Détecteur selon les revendications l et 5 caractérisé en ce que les constantes de temps respectives du dispositif intégrateur d'une part et du condensateur et de la résistance branchés en parallèle avec le ronfleur d'une part7 sont dans un rapport tel que le signal sonore soit périodiquement interrompu. 7 ) Détecteur selon les revendications 1 et 2 caracterise en ce qu'un tube à décharge au néon est intercale entre la diode et la pièce de contact. 8 ) Détecteur selon les revendications 1 et 7 caractérisé en ce que, un étage d'amplification comprenant est au moins un transistor et une résistane/intercalé entre la pièce de contact et le tube néon et le dispositif intégrateir. 9 ) Détecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit du détecteur est entouré d'une enveloppe conductrice faisant office de Cage de Faraday et branchée à la masse du circuit.