Brevet FR2096520A1 — publié le 19720218

L'invention concerne un.montage pour la mesure de la distance des défauts dans le cas de court-circuits sur des lignes. Dans un montage connu de ce type, un condensateur 5 est chargé, pendant le temps disponible entre l'apparition du court-circuit et la mise hors-circuit de la ligne, à la valeur de crête d'une tension de mesure proportionnelle à la tension qui apparaît sur la ligne en cas de court-circuit, tandis qu'un deuxième condensateur est chargé pendant le 10 même temps à une tension de mesure proportionnelle au courant apparaissant en cas de court-circuit. Les rapports des tensions dans les circuits des courants de charge des deux condensateurs sont choisis de telle sorte que la tension sur le deuxième condensateur en supposant que le lieu du défaut est situé à 15 l'intérieur du tronçon de ligne à surveiller, est supérieure à la tension sur le premier condensateur et que après la déconnexion des circuits de charge, le condensateur chargé à la tension proportionnelle au courant, est déchargé jusqu'à égalité de tension avec la tension sur le condensateur dont la 20 charge est proportionnelle à la tension sur la ligne et l'intervalle de temps qui s'écoule pendant cette décharge, sert de mesure pour la distance du défaut» L'invention a recours à un autre moyen pour réaliser un montage pour la mesure de la distance des défauts dans le 25 cas de court-circuits sur des lignes, ledit montage présentant des avantages expliqués en détails dans ce qui suit. Conformément à l'invention, montage est caractérisé par le fait que deux convertisseurs tension-fréquence sont respectivement montés en série avec un premier capteur de 30 mesure analogique influencé par la tension de la ligne et produisant une tension continue proportionnelle à la tension de la ligne et, avec un autre capteur de mesure analogique influencé par le courant de la ligne et produisant une autre tension continue proportionnelle au courant de la ligne, qu'un dispo-35 sitif pour la formation de quotients digitaux est relié aux convertisseurs tension-fréquence et qu'un circuit de commande est associé à ce dispositif, ledit circuit de commande provoquant, en réponse à une excitation, lors de l'apparition d'un court-circuit ,1a mesure de la distance du défaut. 40 Le circuit conforme à l'invention est alors partieu- 71 23317 2 20%520 lièrement avantageux lorsque l'un des capteurs dé mesure analogique est aussi influencé par le courant de la ligne et délivre en tant que capteur de tension réactive une tension continue proportionnelle à la tension réactive. Dans un circuit de ce type, les influences indésirables exercées sur le résultat de mesure par la résistance de l'arc électrique sont exclues , cette résistance étant préjudiciable à la précision de la mesure dans les montages connus destinés à mesurer la distance des défauts dans le cas de court-circuits sur des lignes. Pour augmenter la précision du montage conforme à l'invention il est de plus avantageux qu'au moins l'autre capteur de mesure analogique comporte du côté de l'entrée pour l'élimination de la composante instable de la grandeur mesurée qui lui est transmise et qui est proportionnelle au courant de la ligne, un circuit connu en soi comprenant deux résistances, dont l'une est alimentée par la grandeur électrique mesurée dans un circuit par l'intermédiaire d'un réseau de filtrage supprimant la composante stationnaire de sorte qu'il apparaît sur cette résistance une tension électrique correspondant à la composante instable, tandis que l'autre résistance est alimentée sans interposition de filtre par la grandeur électrique mesurée, dans un autre circuit de sorte qu'il apparait sur celle-ci une tension électrique correspondant à la grandeur électrique mesurée et, que les deux tensions sont montées en opposition dans le but d'obtenir la composante stationnaire. De façon avantageuse le rapport signal sur bruit est ainsi augmenté. Le dispositif destiné à la formation des quotients digitaux du circuit conforme à l'invention peut être réalisé de différentes façons. Par exemple le dispositif peut comporter un seul compteur relié à l'un des convertisseurs tension-fréquence qui est commandé en cadence par l'autre convertisseur tension-fréquence. Ceci implique que l'autre convertisseur tension-fréquence doit être réalisé dans la bande de fréquence inférieure avec une période transitoire négligeable. Dans une autre forme de réalisation du dispositif destiné à la formation des quotients digitaux on prévoit deux compteurs, chacun de ces compteurs étant relié respectivement à un convertisseur tension-fréquence ; l'un des compteurs relié '71 23317 3 2096520 à l'un des convertisseurs tension-fréquence est commandé en cadence par l'autre compteur relié à 1'autre convertisseur tension-fréquence. L'autre compteur produit en outre une division de fréquence, le facteur de division étant choisi d'après des critères économiques et techniques. Par exemple on s'efforce de choisir le facteur de division de telle sorte que des systèmes identiques puissent être utilisés pour les deux convertisseurs tension—fréquence„ Le circuit de commande provoquant, lors de l'apparition d'un court-circuit, la mesure de la distance du défaut est constitué de façon avantageuse par des éléments logiques. Le circuit de commande comporte de façon appropriée un dispositif de mise en marche qui lors de l'apparition d'un court-circuit délivre en réponse à une excitation une impulsion de mise en marche qui déclenche les compteurs.. Le circuit de commande du dispositif conforme à l'invention présente aussi de façon avantageuse un dispositif de contrôle des erreurs de mesure relié à la sortie d'un des compteurs et destiné au contrôle des écarts des états de comptage des périodes successives de cadence en vue de surveiller si ces écarts sont situées dans une zone donnée à l'avance ; le circuit de commande délivre un signal de commande dans le cas d'un écart des indications de comptage compris dans la zone donnée à l'avance. Cette forme de réalisation du circuit de commande du dispositif réalisé conformément à l'invention offre aussi cette possibilité avantageuse que, dans le cas où un dispositif de protection pour la ligne est relié au circuit de commande, un signal de blocage pour la commande du déclenchement du dispositif de protection est supprimé par le signal de commande, lorsque le signal de commande apparaît dans un intervalle de temps prédéterminé après l'excitation du circuit de commande. Ainsi est donnée de façon avantageuse la possibilit d'utiliser de façon optimale le temps disponible pour l'obtention d'un résultat de mesure aussi précis que possible en ce qui concerne la détermination de la distance du lieu du défaut. C'est-à-dire que, si l'on se souvient que des circuits pour la mesure de la distance du lieu du défaut doivent mesurer ou afficher d'une façon aussi pré ci se ,qu« possible le lieu du défaut sur une ligne et, si l'on considère de plus que des dispositifs de protection doivent mettre hors circuit sélectivement et le plus 71 23317 2096520 rapidement possible la ligne défectueuse, on reconnaît alors que, compte-tenu de ces conditions, le circuit conforme à l'invention permet une précision optimale de mesure en ce qui concerne la détermination de la distance du lieu du défaut. 5 Afin de ne pas empêcher en aucune circonstance un déclenchement nécessaire et une déconnexion de la ligne défectueuse par le circuit conforme à l'invention destiné à la mesure de la distance du lieu du défaut il est opportun que le signal de blocage soit supprimé au plus tard après 10 l'écoulement d'un intervalle de temps prédéterminé et par conséquent indépendamment du fait qu'à cet instant la distance du défaut ait déjà été déterminée ou non avec la précision souhaitée» Afin d'utiliser de façon optimale le temps disponi-15 ble pour la détermination précise de 1'éloignement du lieu du défaut c'est-à-dire encore afin d'utiliser le temps disponible jusqu'au déclenchement effectif du disjoncteur de la ligne après la suppression du signal de blocage, une impulsion "stop" est délivrée àux compteurs afin de conserver leur indica-20 tion par le circuit de commande après la supression du signal de blocage de préférence après un intervalle de temps fixe prédéterminé. L'indication du compteur représente alors le résultat de la mesure. L'indication du compteur peut être lue sur un dispo-25 sitif d'affichage digital disposé en série avec un des compteurs ou peut être conservée au moyen d'une imprimante reliée à ce compteur et destinée à imprimer la distance mesurée du lieu du défaut. L'imprimante est enclenchée de préférence par le circuit de commande, afin qu'une impression ne puisse avoir déjà 30 lieu avant la présentation du résultat de mesure définitif. L'impression proprement dite peut en outre être automatique ou peut être autorisée par un déclenchement extérieur. Etant donné que dans tous les cas d'utilisation du circuit conforme à l'invention relié à un dispositif de 35 protection, un retard du signal de protection en faveur d'une moindre erreur dans la détermination du défaut n'est ni admissible ni souhaitable, il est avantageux de xendre le circuit de commande commutable au moyen d'un commutateur de sorte que dans une position du commutateur, le dispositif de protection est 40 efficace indépendamment de la mesure de la distance du lieu 71 23317 5 2O96S20 du défaut et est efficace, dans l'autre position, de façon dépendante de cette mesure. Dans les deux positions du commutateur des informations sont possibles à savoir si la mesure de la distance du lieu du défaut a été interrompue avant 5 l'obtention de la précision choisie à l'avance ou si la précision choisie à l'avance a été atteinte. Le circuit conforme à l'invention présente de plus l'avantage que dans ce circuit un dispositif supplémentaire de protection à distance peut être relié du côté de la sortie a 10 un des compteurs ledit dispositif ayant pour chaque plat de résistance un nombre de positions numériques correspondant au nombre des chiffres de l'indication du compteur et comportant un générateur de temps, un dispositif de commande du déclenchement et un circuit de liaison constitué par des éléments 15 logiques. En utilisant un dispositif auxiliaire de protection à distance de ce type avec le circuit conforme à l'invention, celui-ci voit son utilisation étendue à une protection échelonnée dans le temps dépendant de la résistance. En ce qui concerne l'utilisation d'un dispositif 20 supplémentaire de protection à distance il faut tenir compte que le lieu géométrique de la réactance de la ligne à surveiller est une droite de sorte que la caractéristique de déclenchement de la protection est une ligne courbe non fermée aux extrémités. Par conséquent des instabilités peuvent être 25 occasionnées c'est-à-dire la mise hors circuit de parties d'installations qui ne sont pas concernées par le défaut. Afin d'éviter cet inconvénient il convient d'utiliser par exemple un dispositif de protection à distance, déjà proposé, avec une zone de déclenchement polygonale dans lequel, 30 afin d'obtenir une zone de déclenchement carrée deux tensions auxiliaires sont créées sur deux résistances de comparaison, les tensions auxiliaires étant reliées en tenant compte de la phase des tensions différentielles formées respectivement à partir d'une tension auxiliairfe et de la tension de mesure, 35 a un circuit logique qui délivre un signal de déclenchement. Lorsque dans un intervalle de temps déterminé par les passages par zéro des tensions auxiliaires ou tensions dérivées de ces tensions, les tensions différentielles présentent des passages par zéro avec des signes déterminés. 40 A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré 71 23317 6 2096520 au dessin annexé une forme de réalisation du circuit suivant l'invention lequel comporte en plus un dispositif de protection à distance0 Le circuit conforme à l'invention comporte du côté 5 de l'entrée deux capteurs de mesures analogiques et G^. Tandis que le capteur de mesure analogique reçoit non seulement une tension proportionnelle à la tension de la ligne mais aussi un courant proportionnel au courant de ligne de sorte que le capteur de mesure analogique agit comme un capteur de 10 tension réactive, l'autre capteur de mesure analogique du côté de l'entrée n'est influencé que par le courant proportionnel au courant de la ligne. A la sortie du capteur de mesure analogique G^ apparaît une tension continue qui représente une mesure de la tension réactive ; la tension 15 continue à la sortie de l'autre capteur de mesure G^ est une mesure pour le courant . Des convertisseurs tension-fréquence SF1 et SF2 sont respectivement montés en série avec les deux capteurs de mesure G1 et G2 et délivrent à leur sortie des impulsions à la 20 fréquence f^ et f^. Par conséquent la fréquence f^ est proportionnelle à la tension réactive tandis que la fréquence f^ est proportionnelle au courant de la ligne . Dans l'exemple de réalisation du circuit conforme à l'invention qui est représenté sur la figure, on prévoit 25 un dispositif Q pour la formation de quotients digitaux, lequel comporte un compteur et un autre compteur ZLe deuxième compteur Z^ agit comme diviseur de fréquence et commande par l'intermédiaire d'une ligne de liaison V1 et au moyen d'impulsions de cadence le compteur Z^ de sorte qu'il en résulte, 30 lorsque l'on désigne par "x" le facteur de division, une indication du compteur qui est donnée par le quotient de f^ et f^ multiplié par le facteur de division x. Un dispositif d'affichage A est disposé en série avec le compteur Z^ dans l'exemple de réalisation représenté et 35 affiche la distance du lieu du défaut sous forme analogique et en pourcentage de la longueur totale de la ligne. De plus une imprimante DE est reliée au compteur Z1 et celle-ci est enclenchée par l'intermédiaire d'une ligne de liaison par un dispositif de commande ST après la fin de la mesure de la ko distance du lieu du défaut. 71 23317 7 209652Ô Le circuit de commande ST qui est constitué par des éléments logiques est relié par l'intermédiaire d'une ligne de liaison , à laquelle du reste sont aussi reliés le dispositif d'affichage A et l'imprimante DE, au compteur 5 Z.| . Le dispositif de commande ST est de plus relié par la borne avec un circuit d'excitation non représenté sur la figure pour plus de clarté, qui lors de l'apparition d'un court-circuit, commande la délivrance par le dispositif de mise en marche du circuit de commande ST d'une impulsion de 10 départ, ledit dispositif de mise en marche n'étant pas représenté de façon détaillée sur la figure. Cette impulsion de mise en marche est transmise, par l'intermédiaire de la ligne de liaison , au deuxième compteur Z,, comme impulsion "0" après quoi, au moyen d'une impulsion de cadence en prove— 15 nance du deuxième compteur Z^ et se propageant vers le compteur Z^ par l'intermédiaire de la ligne de liaison , se produit la mise en position "0" des deux compteurs. De plus les signaux stop sont supprimés sur les deux compteurs par l'impulsion de mise en marche du dispositif de mise en marche de sorte 20 que l'opération de comptage peut démarrer. Un dispositif de contrôle des erreurs de mesure du dispositif de commande ST contrôle en permanence le compteur Z.j en ce qui concerne les variations de l'état de comptage des périodes de cadence successives en surveillant si ces 25 écarts sont situés dans une zone donnée à l'avance. Si cette condition est satisfaite, un signal de blocage pour la commande du déclenchement d'un dispositif de protection non représenté sur la figure est alors supprimé par l'intermédiaire d'une sortie du dispositif de commande ST, de sorte que 30 le dispositif de protection provoque à présent la déconnexion de la ligne défectueuse. Avec la suppression du signal de blocage il s'écoule un temps déterminé, pouvant être choisi à l'avance qui est choisi de telle sorte qu'il est écoulé de façon sûre dès avant le début,de la séparation des pièces de 35 contact du disjoncteur de puissance associé au dispositif de protection. A la fin de ce temps le signal stop pour l'opération de comptage est crée et l'affichage digital s'arrête. Dès que ceci se produit le processus d'impression est déclenché automatiquement ou au moyen d'un déclencheur extérieur. 40 Le cas échéant, comme ceci est indiqué sur la figure 71 23317 8 2096520 en trait interrompu, un dispositif supplémentaire de protection à distancé DZ peut être associé au circuit conforme à l'invention, ledit circuit étant également relié par l'intermédiaire de la ligne de liaison au compteur . Le dispositif supplé-5 mentaire de protection à distance comporte pour chaque plot de résistance autant de positions numériques que l'affichage digital A a de chiffres ceci n'étant pas représenté en détails sur la figure ; de plus, il comporte un générateur de temps, un circuit émettant un ordre de déclenchement et un circuit de 10 liaison constitué par des éléments logiques connus. Le dispositif de protection à distance est relié par sa sortie à un disjoncteur de puissance qui de même n'est pas représenté sur la figure pour plus de clarté. Le circuit représenté conforme à l'invention s'appli-15 que aussi grâce au dispositif supplémentaire de protection à distance à une protection échelonnée dans le temps dépendant de la résistance. L'invention permet de réaliser un circuit pour la mesure de 1•éloignement des lieux des défauts dans le cas de 20 court-circuits sur des lignes qui permet d'effectuer, avec précision par une utilisation optimale du temps disponible pour la détermination de la distance des défauts, une mesure de la distance des défauts, celle-ci étant impossible avec les circuits de ce type connus jusqu'à présent. 71 23317 9 2096520 REVENDICATIONS 1. Montage pour la mesure de la distance des défauts dans le cas de court-circuits sur des lignes, caractérisé par le fait que deux conr«r1asseurs tension-fréquence SF1 , SF2 sont respectivement montés en série avec un premier capteur de 5 mesure analogique («') influencé par la tension de la ligne et produisant une tension continue (U2) proportionnelle à la tension de la ligne et, avec un autre capteur de mesure analogique (G2) influencé par le courant de la ligne et produisant une autre tension continue (U3) proportionnelle 10 au courant de la ligne, qu'un dispositif (Q1) pour la formation de quotients digitaux est relié aux convertisseurs tension-fréquence (SF1, SF2) et qu'un circuit de commande (ST) est associé à ce dispositif, ledit circuit de commande provoquant, en réponse à une excitation lors de l'apparition 15 d'un court-circuit, la mesure de la distance du défaut. 2. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'un des capteurs de mesure analogique (G1) est aussi influencé par le courant de la ligne et délivre en tant que capteur de tension réactive une tension continue 20 (U2) proportionnelle à la tension réactive. 3. Circuit suivant l'une des revendications 1 ou 2,. caractérisé par le fait qu'au moins l'autre capteur de mesure analogique (G2^ comporte du côté de l'entrée pour l'élimination de la composante instable de la grandeur mesurée (J1) qui 25 lui est transmise et qui est proportionnelle au courant de la ligne, un circuit comprenant deux résistances, dont l'une est alimentée par la grandeur électrique mesurée dans un circuit par l'intermédiaire d'un réseau de filtrage supprimant la composante stationnaire de sorte qu'il apparaît sur cette 30 résistance une tension électrique correspondant â la composante instable, tandis que l'autre résistance est alimentée sans interposition de filtres par la grandeur électrique mesurée dans un autre circuit de sorte qu'il apparaît sur celle-ci une tension électrique correspondant à la grandeur électrique 35 mesurée et, que les deux tensions sont montées en opposition dans le but d'obtenir la composante stationnaire. k. Circuit suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le dispositif pour la formation des quotients digitaux comporte un compteur relié a l'un des 71 23317 10 2096520 convertisseurs tension-fréquence qui est commandé en cadence par l'autre convertisseur tension-fréquence. 5. Circuit suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le dispositif (Q) pour la formation des quotients digitaux comporte deux compteurs (Z1, Z2) chacun de ces compteurs étant relié respectivement à un convertisseur tension-fréquence (SF1, SF2) et que l'un des compteurs (Z1) relié à l'un des convertisseurs tension-fréquence (SF1) est commandé en cadence par l'autre compteur (Z2) relié à l'autre convertisseur tension-fréquence (SF2). 6. Circuit suivant la revendication 5» caractérisé par le fait que le deuxième compteur (Z2) produit une division de fréquence. 7. Circuit suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé par le fait que le circuit de commande (ST) provoquant, lors de l'apparition d'un court-circuit, la mesure de la distance du défaut est constitué de façon avantageuse par des éléments logiques. 8. Circuit suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5. 6 ou 7t caractérisé par le fait que le circuit de commande (ST) comporte de façon appropriée un dispositif de mise en marche qui lors de l'apparition d'un court-circuit délivre en réponse à une excitation une impulsion de mise en marche qui déclenche les compteurs (Z1,Z2). 9. Circuit suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5» 6, 7 ou 8, caractérisé par le fait que le circuit de commande (ST) présente un dispositif de contrôle des erreurs de mesure relié à la sortie d'un des compteurs (Z1) et destiné au contrôle des écarts des états de comptage des périodes successives de cadence en vue de surveiller si ces écarts sont situés dans une zone donnée à l'avance et que le circuit de commande (ST) délivre un signal de commande dans le cas d'un écart des indications de comptage compris dans la zone donnée à l'avance. 10. Circuit suivant la revendication 9» caractérisé par le fait que dans le cas où un dispositif de protection pour la ligne est relié au circuit de commande (ST), un signal de blocage pour la commande du déclenchement du dispositif de protection est supprimé par le signal de commande, lorsque le signal de commande apparaît dans un intervalle de temps 71 23317 2096520 prédéterminé après l'excitation du circuit de commande (ST). 11. Circuit suivant la revendication 10., caractérisé par le fait que le signal de blocage est supprimé au plus tard après l'écoulement d'un intervalle de temps prédéterminé, g 12. Circuit suivant l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé par le fait qu'une impulsion "stop" est délivrée aux compteurs (Z1, Z2) afin de conserver leur indication par le circuit de commande (ST) après la suppression du signal de blocage de préférence après un intervalle de temps fixe 10 prédéterminé. 13. Circuit suivant l'une des revendications 1, 2, 3» 5. 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12, caractérisé par le fait que l'indication du compteur peut être lue sur un dispositif d'affichage digital (A) disposé en série avec un des compteurs (ZI). 15 14. Circuit suivant l'une des revendications 1, 2, 3> k, 5, 6, 7» 8, 9» 10, 11, 12 ou 13 * caractérisé par le fait qu'une imprimante (DE) est disposée en série avec un des compteurs (Z1) et est destinée à imprimer la valeur de la distance mesurée du défaut. 20 '15» Circuit suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que l'imprimante (DE) est enclenchée de préférence par le circuit de commande (ST). 16. Circuit suivant l'une des revendications 10, 11, 12, 13» 1^ ou 15, caractérisé par le fait que le 25 circuit de commande (ST) est commutable au moyen d'un commutateur de telle sorte que dans une position du commutateur le dispositif de protection est efficace indépendamment de la mesure de la distance du lieu du déi'aut et est efficace, dans l'autre position, de façon dépendante de cette mesure. 30 17. Circuit suivant l'une des revendications 1, 2, 3, b, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ou 16, caractérisé par le fait qu'un dispositif supplémentaire de protection à distance (DZj est relié du côté de la sortie à un des compteurs (ZI), ledit 'dispositif ayant pour chaque 35 plot de résistance un nombre de position» numériques correspondant au nombre des chiffres de l'indication du compteur et comportant un générateur de temps, un dispositif de commande du déclenchement et un circuit de liaison constitué par des éléments logiques. k0 18. Circuit suivant la revendication 17, caractérisé 71 23317 y.; 2096520 par le fait qu'afin d'obtenir une zone de déclenchement carrée deux tensions auxiliaires sont créées sur deux résistances de comparaison, les tensions auxiliaires étant reliées, en tenant compte de la phase des tensions différentielles formées respec tivement à partir d'une tension auxiliaire et de la tension de mesure, à un circuit logique qui délivre un signal de déclench ment. Lorsque dans un intervalle de temps déterminé par les passages par zéro des tensions auxiliaires ou tensions dérivées de ces tensions, les tensions différentielles présentent des passages par zéro avec des signes déterminés.