Brevet FR2098202A1 — publié le 19720310

L'invention concerne un dispositif de mesure des courants dans des conducteurs haute-tension dans lequel on utilise de la lumière pour la transmission des valeurs de mesure du côté haute-tension vers le côté basse-tension. Dans un dispositif connu de ce type la lumière est guidée au moins sur une partie de son trajet par un tube conducteur de lumière. On veille à ce que angle d'incidence, par rapport à la verticale sur la paroi du tube, soit compris entre 85 et 900, étant donné qu'avec un tel angle d'incidence la lumière polarisée conserve sa polarisation lors du passage Dans un dispositif de modulation de ce dispositif de mesure connu, la lumière ayant subi une rotation de son plan de polarisation correspondant au courant à mesurer peut par conséquent être transmise grâce à un tube conducteur de lumière sans modification du plan de polarisation vers le côté bassetension où une interprétation a lieu et cella a -u'ijtion de respecter l'angle d'incidence indiqué Ce dispositif de mesure connu présente avant tout un inconvénient dans la mesure où une géométrie prédéterminée de la trajectoire du rayon optique doit être maintenue.Ceci signifie que la partie supérieure du côté haute-tension et la partie de base du côté basse-tension ainsi que la colonne d'isolateur du dispositif de mesure connu doivent réaliser une unité rigide de telle façon que des forces occasionnées par le courant et des vibrations mécaniques ne donnent naissance à aucune variation de ltensemble de la construction et à aucune oscillation de torsion ou de flexion entre la partie de base fixe et la partie supérieure De telles oscillations empêcheraient le dispositif de mesure de fonctionner ou occasionneraient chaque fois des erreurs élevées inadmissibles jusqu'à l'amortissement de l'oscillation. Afin d'éviter les difficultés de ce dispositif connu, on propose conformément à l'invention un dispositif de mesure dans lequel un conducteur de lumière à gradient d'indice est situé entre le côté haute-tension et le côté basse-tension, ledit conducteur servant de circuit de transmission de la lumière entre le côté haute-tension et le côté basse-tension. Pour un conducteur de lumière à gradient d'indice on entend un conducteur de lumière qui se caractérise par une variation continue de l'indice de réfraction vers des valeurs plus faibles depuis l'axe médian à la périphérie. Un tel conducteur de lumière présente l'avantage que les pertes de lumière dans celui-ci sont inférieures à celles dans des conducteurs de lumière traditionnels. En outre un tel conducteur de lumière est particulièrement avantageux car la lumière conserve sa polarisation lors du passage. Conformément à l'invention il s'est révélé particulièrement opportun dans un dispositif de mesure comportant une source lumineuse produisant la lumière et située du côté basse-tension q'1'un deuxième conducteur de lumière à gradient d'indice soit situé entre le côté haute-tension et le côté basse-tension et conduise la lumière du côté basse-tension vers le côté haute-tension. Le dispositif conforme à l'invention est particu lièreinent avantageux lorsque le deuxième conducteur de lumière à gradient d'indice conduit la lumière de la source lumineuse située du côté basse-tension vers un polariseur situé du côté haute-tension, ledit conducteur de lumière étant suivi par un dispositif de modulation optique pour l'obtention d'une rotation du plan de polarisation de la lumière qui est proportionnelle au courant à mesurer, et lorsque le premier conducteur de lumière à gradient d'indice transmet la lumière modulée du dispositif de modulation situé du côté haute-tension à un dispositif photoélectrique d'interprétation situé du côté bas se-tension. Dans une telle forme de réalisation du dispositif de mesure conforme à l'invention la partie supérieure et la partie de base du dispositif n'ont pas besoin de former un ensemble mécanique rigide étant donné que la lumière modulée, en conservant sa polarisation dans tous les cas sans perturbation de la mesure, est transmise au moyen du conducteur de lumière à gradient d'indice au dispositif photoélectrique d'interprétation situé du côté basse-tension.On réalise ainsi un dispositif de mesure des courants dans des conducteurs haute-tension en utilisant la lumière pour la transmission des valeurs de mesure, ledit dispositif de mesure se caractérisant par une sécurité de fonctionnement élevée. Dans un dispositif de mesure comportant une source lumineuse située du côté basse-tension et, un dispositif de modulation, situé du côté haute-tension, pour la modulation de la lumière en fonction du courant à mesurer, on peut aussi utiliser un seul conducteur de lumière à gradient d'indice pour transmettre la lumière non seulement du côté basse-tension vers le côté haute-tension, mais encore, sous forme modulée, dans la direction inverse vers un dispositif dtinterprétation situé du côté basse-tension A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. Le dispositif de mesure représenté est constitué par une partie supérieure K située du côté haute-tension et par une partie de base F située du côté basse-tension ; entre la partie supérieure K dans le boîtier Gk et la partie de base F dans le bottier GF se trouvent un conducteur de lumière à gradient d'indice L1 et un autre conducteur de lumière à gradient d'indice L2. La lumière produite par une source lumineuse Q dans la partie de base F est transmise par l'intermédiaire d'un dispositif optique E au deuxième conducteur de lumière L2 qui conduit la lumière à un polariseur Pi dans la partie supérieure K. Un dispositif de modulation Mi est branché en série aval avec le polariseur P1, et est constitué par exemple par un composant Bl présentant l'effet Faraday et par une bobine S1 entourant ce composant. La bobine S1 est reliée, par ses connexions Ail et Ai2, d'une manière non représentée sur la figure pour raison de clarté, à un conducteur haute-tension dont on doit mesurer le courant.Par conséquent la bobine S1 est traversée par un courant J1 proportionnel au courant à mesurer dans le conducteur haute-tension. Par suite de l'effet Faraday la lumière polarisée par le polariseur P1 subit dans le dispositif de modulation M1 une rotation de son plan de polarisation qui dépend de la valeur du courant J1. La lumière qui a subi une telle rotation de son plan de polarisation est conduite par l'intermédiaire du conducteur de lumière L1 vers un autre modulateur optique M2 dans la partie de base F où par suite de l'utilisation du conducteur de lumière à gradient d'indice Li la rotation du plan de polarisation du rayon lumineux reste conservée sur le trajet de la partie supérieure vers la partie de base Le modulateur optique M2 dans la partie de base F est réalisé de la même manière que le modulateur M1 dans la partie supérieure K, et comporte par conséquent également un composant B2 présentant l'effet Faraday, lequel est entouré par une bobine S2. Un analyseur An est disposé en série aval avec le modulateur optique M2 et peut être réalisé par exemple par un prisme de Wollaston ou de Glan. Thompson. L'analyseur An est disposé de telle sorte par rapport au polariseur P1 que son axe optique fait un angle de 45 avec celui du polariseur Pi. Par conséquent l'analyseur An décompose la lumière qui tombe sur lui en deux rayons lumineux partiels polarisés suivant deux directions perpendiculaires entre elles, lesquels tombent sur deux photoéléments F1 et F2 disposés selon un montage différentiateur. Les photoéléments F1 et F2 commandent un amplificateur différentiel Dv, en série aval avec lequel est monté un amplificateur de puissance Lv.Cet amplificateur de puissance Lv permet à un courant J2, proportionnel au courant primaire ou au courant J1, d'agir par l'intermédiaire d'une charge Bü sur la bobine S2 du modulateur M2. Le courant J2 est proportionnel au courant J1 à travers la bobine S1, étant donné que le montage dans la partie de base F fonctionne suivant la méthode de zéro, c'est-à-dire qu'il tend à compenser la rotation du plan de polarisation par le modulateur M, de la partie supérieure K par une rotation inverse dans le modulateur M2 de la partie de base F.Ceci est contrôlé par les deux photoéléments F1 et F2 qui délivrent alors des tensions de sortie d'égales valeurs lorsque la rotation du plan de polarisation de la lumière dans la partie supérieure K correspond à une rotation d'égale valeur mais de sens opposé dans la partie de base F. Il est avantageux que la bobine S1 avec le composant de Faraday B1 et le polariseur P1 dans la partie supérieure K soient assemblés dans une unité compacte qui comporte de plus encore les douilles pour la fixation des extrémités des conducteurs de lumière L1 et L2. De façon correspondante la bobine S2 avec le composant de Faraday B2 et l'analyseur An avec la douille de fixation de l'extrémité du conducteur de lumière L1 doivent être assemblés en un bloc. L'invention permet de réaliser un dispositif de mesure des courants dans des conducteurs haute-tension, qui utilise la lumière pour la transmission des valeurs de mesure du côté haute-tension vers le côté basse-tension et, grâce à l'utilisation de conducteurs de lumière à gradient d'indice dans ce dispositif de mesure, on évite les difficultés dues à des problèmes d'instabilité qui apparaissaient dans les dispositifs de mesure connus de ce type. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure des courants dans des conducteurs haute-tension dans lequel on utilise de la lumière pour la transmission des valeurs de mesure du côté haute-tension vers le côté basse-tension, caractérisé par le fait qutun conducteur de lumière à gradient d'indice (L1) est situé entre le côté haute-tension et le côté basse-tension, ledit conducteur servant de circuit de transmission de la lumière entre le côté haute-tension et le côté basse-tension. 2. Dispositif de mesure suivant la revendication t avec une source lumineuse produisant la lumière et située du côté basse-tension, caractérisé par le fait qu'un deuxième conducteur de lumière à gradient d'indice (L2) est situé entre le côté haute-tension et le côté basse-tension et conduit la lumière du côté basse-tension vers le côté haute-tension. 3. Dispositif de mesure suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le deuxième conducteur de lumière (L2) à gradient d'indice conduit la lumière de la source lumineuse (Q) située du côté basse-tension vers un polariseur (P1) situé du côté haute-tension, ledit conducteur de lumière étant suivi par un dispositif de modulation optique (M1) pour l'obten- tion d'une rotation du plan de polarisation de la lumière qui est proportionnelle au courant à mesurer, et que lorsque le premier conducteur de lumière à gradient d'indice (L1) transmet la lumière modulée du dispositif de modulation (M1) situé du côté haute-tension à un dispositif photoélectrique d'interprétation situé du côté basse-tension (M1, An, F1, F2, Dv, Lv).