Brevet FR2079208A1 — publié le 19711112

L'invention concerne un montage pour déceler des défaillances ou des emplacement d'hétérogénéité dans des lignes ou des câbles électriques suivant le procédé de la réflexion d'impulsions selon lequel des impulsions de 5 contrôle sont envoyées par l'intermédiaire d'un montage en pont à l'entrée d'une ligne et les parties d'impulsions, réfléchies, sont exploitées suivant leur grandeur et/ou leur temps de transit, dans un dispositif d'identification branché en série en amont de la sortie du pont, ledit montage 10 en pont pouvant être équilibré à l'aide d'un équilibreur réglable. Le montage mentionné en pont, qui peut également être constitué comme un montage différentiel, contient l'impédance d'entrée de la ligne ou du câble et l'équilibreur dans deux de ses branches. Dans l'état d'équilibre, le 15 dispositif d'identification relié à la sortie du pont est ' découplé dans une large mesure contre les impulsions envoyées à la diagonale d'entrée. Cependant, dans le cas d'un équilibrage incomplet, les impulsions de contrôle passent plus ou moins et peuvent en outre conduire à une saturation,limitée 20 dans le temps, des amplificateurs que comporte le dispositif d'identification, étant donné qu'elles possèdent une amplitude sensiblement plus grande que les parties d'impulsions réfléchies. La conséquence d'une telle saturation est que le dispositif d'identification dans son ensemble est mis hors de 25 fonctionnement périodiquement pendant un intervalle de temps déterminé après l'apparition de chaque impulsion de contrôle, de sorte qu'une partie de la plage locale démesuré, correspondant à cet intervalle de temps, ne peut pas être identifiée sur la ligne. C'est pourquoi il est absolument nécessaire d'équilibrer 30 le pont avec des tolérances étroites afin d'éviter une telle saturation. En outre, il est usuel de lire directement certaines valeurs caractéristiques de ligne, comme par exemple la valeur de la partie réelle de l'impédance caractéristique 35 pour des fréquences élevées, sur l'équilibreur se trouvant dans la position d'équilibre et dont les organes de réglage sont étalonnés de façon adéquate. Avec la précision exigée, il y a également des exigences accrues, relatives à la précision de l'équilibrage du pont. 40 Dans les montages connus du type indiqué ci-dessus, 71 03393 2 2079208 il .n'était cependant pas possible jusqu'à maintenant de réaliser l'équilibrage du pont avec la tolérance étroite nécessaire pour des mesures précises localisées des défauts ou pour des évaluations précises des valeurs caractéristiques 5 de ligne à l'aide de l'équilibreur réglé. L'invention a pour but d'éviter cet inconvénient et le problème est résolu conformément à l'invention par le fait que des résistances ohmiques variables, faisant partie de l'équilibreur, sont réalisées de façon à pouvoir être commandées électriquement, .10 de préférence sous la forme de thermistances, et sont commandées à l'aide de circuits associés, notamment à l'aide de ponts à courant continu ou de ponts à courant alternatif utilisés en basse fréquence, qui comportent les organes de réglage pour modifier les résistances. .15 Suivant une autre forme de réalisation de l'inven tion, dans le- cas où l'équilibreur présente une capacité variable, servant de préférence pour l'équilibrage de la composante réactive de l'entrée de la ligne, ladite capacité est constituée également de façon à pouvoir être commandée 20 électriquement, de préférence sous la forme d'une diode à capacité, et est commandée par un circuit de commande qui contient les organes de réglage pour modifier la capacité. Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, les circuit.s de commande servent à commander .25 à distance la capacité et/ou les résistances otuniques dans l'équilibreur, lesdits organes de réglage étant placés principalement à l'endroit du dispositif d'identification disposé loin de l'entrée de la ligne et/ou du montage en pont. 30 L'avantage pouvant être obtenu par l'invention réside dans le fait que, grâce à la forme de réalisation considérée des résistances oluniques variables, l'équilibrage du pont peut être réalisé dans le domaine complet de fréquences intéressant pour le procédé de réflexion d'impulsions, avec -35 l'exactitude supposée pour des exigences élevées du point de vue de la précision. Cet avantage apparaît encore plus nettement dans le cas d'un montage suivant la première variante indiquée de l'invention, étant donné qu'ici la composante réactive apparaissant à 1'entrée de la ligne est 4-0 compensée de sorte qu'elle n'influence pas défavorablement 71 03393 3 2079208 l'équilibrage de l'équilibreur. Si les circuits de commande pour commander à distance les résistances ohmiques et éventuellement la capacité sont utilisés, des mesures peuvent être effectuées de façon relativement simples sur des câbles déjà posés. Dans ce cas, le montage en pont ainsi que l'équilibreur sont raccordés avantageusement à l'entrée du câble, située dans le puits à câbles, ou trou d'homme, tandis que les organes de réglage, disposés à l'endroit du dispositif d'identification, peuvent être manoeuvrés par un opérateur qui observe simultanément l'image par réflexion indiquée par l'oscillographe cathodique du dispositif d'identification et servant au contrôle de l'équilibrage. L'équilibrage est, également comme dans les autres cas d'utilisation, effectué de manière que la déviation du faisceau électronique, qui se rapporte aux parties des impulsions de contrôle transmises directement par le montage en pont, est réduite au minimum.- A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention. La figure 1 montre deux variantes de montage d'un équilibreur de câble coaxial. La figure 2 montre un exemple de réalisation de l'invention comportant une résistance ohmique, contrôlable électriquement, et une capacité constituée de façon correspondante. En figure 1a, les bornes d'entrée d'un équilibreur de câble coaxial sont désignées par les références 1 et 2. Cet équilibreur est constitué, plus particulièrement, par le montage série d'une résistance ohmique 3 et u'une résistance ohmique contrôlable 4-, qui est branchée en série avec l'entrée 5,6 d'un montage formé d'une chaîne de quadripoles. Ce montage comporte, dans une ou plusieurs lignes transversales, des •combinaisons-séries K C, telles que R^ , R^ ; C2 ;.... R„ 1 . La valeur du montage-série 5, 4- correspond à la xi n partie réelle de l'impédance caractéristique du câble pour des fréquences très élevées, tandis que le montage formé par la chaîne de quadripôles équilibre la partie de l'impédance caractéristique, dépendant de la fréquence. Une capacité 7, qui est branchée entre les bornes d'entrée 1 et BAD ORIGINAL 71 03393 4 2079208 2 et shunte donc le montage-série 3, 4 et 5» 6, sert à équilibrer de façon supplémentaire les composantes de réactance, apparaissant à l'entrée du câble. En figure 1b, on a représenté une variante de 5 montage par rapport à celui de la figure 1a, dans laquelle le montage série 3,4 est remplacé par un montage parallèle 3', 4'. La valeur de l'impédance de ce montage en parallèle coïncide cependant avec celle du montage série 3,4-. De plus il est également usuel d'utiliser des 10 variantes des équilibreurs selon les figures 1, 1a et 1b, dans lesquelles des résistances ohmiques sont prévues dans les branches longitudinales et des capacités sont prévues dans les lignes transversales à la place des combinaisons-séries. 15 La figure 2 montre schématiquement un montage, constitué conformément à l'invention, pour déterminer les emplacements de défauts ou d'hétérogénéités d'un câble électrique K. L'entrée IL], du câble est introduite dans une branche d'un pont 7' de résistances, qui comporte un 20 équilibreur du câble, constitué conformément à la figure 1b et dont une branche de comparaison 8 contient les bornes d'entrée 1 et 2. Des impulsions de contrôle 12, introduites dans la diagonale d'entrée 9, 10, fournies par un générateur d'impulsions 11 et étant en particulier périodiques, sont 25 envoyées simultanément au câble K à vérifier et à l'équilibreur de câble, de sorte qu'elles ne parviennent pas à la sortie 13, 14, lorsque le pont 7' est équilibré, et donc qu'elles n'atteignent pas un dispositif d'identification 15 monté en série en aval. Seules les parties d'impulsions, 30 d'amplitude sensiblement plus petite et qui sont réfléchies par les emplacements de défauts du câble K à l'entrée , K2 du câble, parviennent par la sortie 13, 14 au dispositif d'identification 15, y sont amplifiées dans 1'amplificateur 16 et sont envoyées de façon appropriée au dispositif 35 de balayage vertical d'un oscillographe cathodique 17, synchronisé avec la fréquence de répétition des impulsions de contrôle 12 et sur l'écran duquel apparaît ce qu'on appelle "l'image par réflexion" 18 du câble. Cela permet une identification des défauts ou des hétérégonéités sur 40 toute la longueur du câble ou sur une partie de cette dernière, 71 03393 5 2079208 Lorsque le pont 7'n'est pas dans son état d'équilibre ou est dans un état d'équilibre incomplet, une déviation 19 supplémentaire, éventuellement importante, apparaît sur l'écran de l'oscillographe 17 à cause des parties des différentes impulsions de contrôle 12, transmises par le pont 7' directement au dispositif 15 et qui peuvent provoquer la saturation temporaire de l'amplificateur 16. Pour éviter on grande partie les inconvénients apparaissant dans le cas d'un équilibrage incomplet du pont 7', l'équilibreur, qui correspond à l'exemple de montage représenté en figure 1b, présente les caractéristiques suivantes : La résistance variable 4' de la figure 1b est formée par une résistance contrôlable électriquement, par exemple une thermistance, qui peut être réglée sur des valeurs quelconques par l'intermédiaire d'un circuit de commande 21. Le réglage peut s'effectuer soit à l'aide d'un potentiomètre P raccordé aux lignes 21 et soumis à la tension auxiliaire Uh, soit de façon particulièrement avantageuse à l'aide d'un montage en pont 20, 21 conformément à la figure 2. Ce montage en pont comprend la résistance contrôlable 4 dans une de ses branches et un potentiomètre 22 dans la branche opposée, tandis que les autres branches sont occupées par des résistances fixes 23 et 24. La diagonale d'entrée 25, 26 du montage en pont 20, 21 est reliée à la sortie d'un amplificateur 27 et la sortie du pont est reliée à l'entrée dudit amplificateur. L'amplificateur 27 est couplé rétroactivement par l'intermédiaire du circuit 20, 21, le dimensionnenient des éléments du montage étant choisi de manière que l'amplificateur est auto-excité : Après son branchement, le pont fortement désaccordé au début se met dans on état d'équilibre par modification de la valeur de la'résistance 4', jusqu'à une erreur résiduelle qui est déterminée par le rapport maximal entre les tensions d'entrée et de sortie de l'amplificateur 27. Il en résulte une possibilité très avantageuse de commander la valeur de la résistance 4' par réglage du potentiomètre 22. Une échelle de lecture 28, qui est étalonnée suivant les valeurs de la résistance totale du montage en parallè-le des résistances 3' et 4', permet de lire directement la partie réelle de l'impédance d'entrée de l'équilibreur du câble pour de très 71 03393 6 2079208 hautes fréquences qui correspond, dans la position d'équilibre, à la partie réelle de l'impédance caractéristique du câble pour de très hautes fréquences. Cette'valeur est intéressante notamment pour le classement du câble K et doit être par 5 conséquent vérifiée avec la précision la plus grande possible. Le montage en chaîne de quadripôles, qui est branché entre les bornes 5, 6, correspond à la partie du montage de la figure 1b, dont les références sont identiques. L'équilibrage du pont 7* peut être encore amélioré 10 et affiné, comme cela a déjà été indiqué, dans la mesure où on tient compte également de la composante réactive à l'entrée ïLj, du câble dans l'équilibreur. On utilise à cet effet la capacité variable 7 représentée sur les figures la et 1b, qui est constituée également, en figure 2, de façon à pouvoir 15 être commandée électriquement. Elle est formée par une diode à capacité 29, qui est disposée, polarisée en sens inverse, dans un circuit de commande 30. Un potentiomètre 31 fournit une tension de polarisation négative déterminée de grandeur réglable. 20 Pour séparer le circuit de commande, provoquant la commande des organes 4' et 29, de l'équilibreur du câble opérant en haute fréquence, on utilise d'une part des condensateurs de couplage 32, 33 et 34, 35 et d'autre part des inductances de couplage 36, 37 et 38, 39. 25 Les circuits de commande 21 ou 20, 21 et éventuel lement 30 sont utilisés de façon particulièrement avantageuse pour commander à distance les organes 4' et 29. Cela est important dans les cas d'utilisation où l'équilibreur du câble est monté à l'entrée d'un câble déjà posé, par 30 exemple dans un puits à câble, et le dispositif d'identification 15 est placé à un endroit éloigné dudit équilibreur. Etant donné que l'opérateur, qui effectue l'équilibrage du pont 7, utilise l'image par réflexion 18 comme contrôle de l'équilibrage, il est par exemple possible, à l'aide de -35 lignes 21 et 30 prolongées de façon correspondante, de poser également à l'endroit du dispositif d'identification 15, 1 ' organe de réglage 22 et éventuellement $1 de manière que l'équilibrage puisse être réalisé de façon simple au moyen de cette commande à distance. 71 03393 7 2079208 REVEHDICATIOUS 1.- Montage pour déceler des défaillances ou des emplacements d'hétérogénéité dans des lignes ou des câbles électriques suivant le procédé de la réflexion d'impulsions 5 selon lequel des impulsions de contrôle sont envoyées par l'intermédiaire d'un montage en pont à l'entrée d'une ligne et les parties d'impulsions, réfléchies, sont exploitées, suivant leur grandeur et/ou leur temps de transit, dans un dispositif d'identification branché en série en amont de la 10 sortie du pont, ledit montage en pont pouvant être équilibré à l'aide d'un équilibreur réglable, caractérisé par le fait que des résistances ohmiques (V) variables, faisant partie de l'équilibreur, sont réalisées de façon à pouvoir être commandées électriquement, de préférence sous la forme de 15 thermistances, et âont commandées à l'aide de circuits associés (20,21), notamment à l'aide de ponts à courant continu ou de ponts à courant alternatif utilisés en basse fréquence, qui comportent les organes de réglage (22,26) pour modifier les résistances. 20 2.- Montage suivant la revendication 1, dans lequel l'équilibreur présente une capacité variable, servant de préférence pour l'équilibrage de la composante réactive de l'entrée de la ligne, caractérisé par le fait que ladite capacité est constituée également de façon à pouvoir être 25 commandée électriquement, de préférence sous la forme d'une diode à capacité, et est commandée par un circuit de commande qui contient les organes de réglage pour modifier la capacité. 3. Ï-Iontage suivant les revendications 1 ou 2, 30 caractérisé par le fait que les circuits de commande servent à réaliser la commande ? distance et que les organes de réglage sont placés principalement à 1'endroit du dispositif d'identification disposé loin de l'entrée de la ligne et/ou du montage en pont. 35 "4-.- Montage suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou5, caractérisé par le fait que l'équilibreur est constitué par le montage série ou parallèle d'une résistance ohmique constante et d'une résistance contrôlable, branchée en série avec l'entrée d'un 40 montage d'une chaîne de quadripoles, dont une ou plusieurs 71 03393 8 2079208 lignes transversales ou les différentes branches longitudinales comportent respectivement des combinaisons-séries E C, et que le dernier montage série est éventuellement shunté par une capacité variable. revendications 1, 2, 3 4-, caractérisé par le fait que le circuit de commande pour une ou plusieurs résistances contrôlables est constitué par un montage en pont de résistances, dont des branches opposées comportent respectivement les 10 résistances contrôlables, notamment constituées sous la forme de therrristances, et les organes de réglage, notamment constitués sous la forme d'une ou plusieurs résistances réglables, et qu'il est complété de préférence par une voie de courant, reliant la sortie du pont à l'entrée du 15 pont et passant par un amplificateur, notamment autoexcité. revendications 1, 2, 3, 4- ou'5 caractérisé par le fait que les résistances contrôlables et éventuellement la capacité contrôlable sont reliées au montage de l'équilibreur par 20 l'intermédiaire de résistances de couplage et au montage du circuit de commande associé par l'intermédiaire d'inductances de couplage. • revendications 2, 3, 4-, 5 6,.caractérisé par le fait 25 qu'il est prévu un potentiomètre comme organe de réglage de la capacité électriquement contrôlable. .5 5.- Montage suivant l'une quelconque des 6.- Montage suivant l'une quelconque des 7.- Montage suivant l'une quelconques des