Brevet FR2123066A1 — publié le 19720908

L'invention est du domaine des techniques de protection des répéteurs équipent une ligne de transmission aérienne contre les effets de la foudre. Elle concerne plus particulièrement la protection d'une ligne en câble aérien équipée de répéteurs téléalimentés. Elle s'applique à la protection des répéteurs équipés de transistors sensibles aux pointes de courant, en particulier dans le cas de la modulation par impulsions codées à grande largeur de bande. I1 est courant d'équiper en câble aérien des lignes de transmission munies de répéteurs téléalimentes. Une telle ligne comporte en général une paire sens AB, une paire sens BA, et, de loin en loin, des coffrets de répéteurs, un coffret contenant un répéteur sens AB et un répéteur sens BA. Selon une disposition fréquemment utilisée ces répéteurs sont téléalimentés en courant continu par le câble lui-même en montage fantôme. Par exemple, à une des stations terminales une alimentation continue a une borne connectée au point milieu d'une inductance, ou d'un secondaire de transformateur relie aux deux fils d'une paire, et l'autre borne connectée au point milieu d'une inductance reliée aux fils de l'autre paire.Au droit d'un coffret de répéteurs, la tension d'alimentation continue nécessaire est prélevée aux bornes d'une diode à effet Zener connectée entre le point milieu du transformateur d'entrée et le point milieu du secondaire du transformateur de sortie. En cas d'électricité atmosphérique intense, l'armature extérieure du câble peut être parcourue par un courant qui induit, sur les paires du cabale une force électromotrice répartie sur la longueur du câble. La différence de potentiel obtenue peut atteindre plusieurs milliers de volts entre fils st terre. D'autre part, les déséquilibres entre les fils d'une même paire, même faibles, peuvent créer des tensions différentielles atteignant plusieurs centaines de volts. I1 est connu d'assurer une protection contre le premier de ces phénomènes par des parafoudres, par exemple des parafoudres à cinq électrodes, à raison de deux parafoudres par répéteur : quatre électrodes d'un même parafoudre sont connectées aux paires d'entrée et de sortie d'un même sens, de façon à shunter le répéteur par le parafoudre, la cinquième électrode étant reliée à la terre. Ainsi, en cas d'amorçage du parafoudre, l'entrée et la sortie du répéteur sont mises à la terre, court-circuitant la diode Zener d'alimentation. Les tensions différentielles entre fils sont dues, en plus des déséquilibres de la paire elle-même, aux différences de temps d'amorçage entre les parafoudres. Si ces tensions différentielles atteignent les transformateurs d'entrée ou de sortie des répéteurs, il peut en résulter des contraintes excessives sur les transistors. Or dans un cas d'application particulièrement important, les transistors des répéteurs sont très sensibles auxi=sUrtensions : c'est le cas des transmissions en modulation par impulsions codées qui exigent des transistors à fréquence de coupure très élevée. L'objet de l'invention est donc d'éviter l'application desdites tensions différentielles sur les transformateurs d'entrée et de sortie des répéteurs, et aussi d'éviter que des courants importants circulent dans les circuits avant que tous les parafoudres aient amorcé, ce qui demande quelques microsecondes. Pour y parvenir, l'invention utilise des diodes placées sur les fils d'une paire, au voisinage de l'entrée et de la sortie de chaque répéteur et une inductance en série dans le fantôme. On montrera, en se référant à la figure, que cette disposition, qui introduit un affaiblissement négligeable. s'oppose à l'établissement d'un courant intense, quel que soit son sens. La figure est un schéma de principe simplifié d'un exemple d'application de l'invention. Un câble téléphonique. non représenté, contient une paire I sens AB et une paire II sens BA, Un coffret de répéteur 1 contient un répéteur sens AS, indiqué en la, et unrépéteur sens BA, indiqué en lb. Les répéteurs-sont téléelimentés par un courant continu qui circule dans le sens d'une flèche fol sur la paire I et d'une flèche f2 sur la paire II. L'entrée du répéteur la sur la paire I se fait sur les bornes du primaire d'un transformateur d'entrée 3 ayant un point milieu 3a ; la sortie se fait aux bornes du secondaire d'un transformateur de sortie 4 ayant un point milieu 4a.De-même l'entrée du répéteur lb sur la paire II se fait aux bornes du primaire d'un transformateur 5 d'entrée ayant un point milieu 5a et la sortie se fait aux bornes du secondaire d'un transformateur de sortie 6, ayant un point milieu 6a. Une diode Zener 2 est connectée entre les points milieux 3a et 4a. A ses bornes p et q on trouve la tension d'alimentation des deux répéteurs la; lb. En suivant le sens de A vers B, on trouve sur la paire I une diode sur chaque fil de la paire, 11 et 12 respectivement, orientées dans le même sens. Vient ensuite un transformateur 13, à points milieux 13a, 13b. Ces deux points milieux sont réunis par une inductance 14. Les enroulements du transformateur 13 sont séparés par un écran 13c qui est réuni à la terre, T. A la sortie du répéteur la, on trouve aux bornes de l'enroulement 4 un écrêteur formé de deux branches tête-bêche 15, 16, chacune comprenant une diode ordinaire et une diode Zener en série. Ensuite il vient une diode 17 et une diode 18 sur chacun des fils de la paire I , ces diodes sont orientées dans le même sens que les diodes 11, 12. Un parafoudre 8 à quatre électrodes et un commun, a le commun relié à la terre T deux électrodes connectées en amont des diodes Il et 12, et deux électrodes connectées en aval des diodes 17 et 18. Sur la paire II, on trouve, dans le sens de B vers A, deux diodes 21, 22, un transformateur 23, dont les points milieux 23a, 23b sont réunis par une inductance ,24, dont l'écran 23c est à la terre. Dans le répéteur lb, les points milieux 5a, et 6a sont réunis par un court-circuit 7. A la sortie on trouve un écrêteur formé des branches tête-bêche 25, 26, identiques aux branches 15 et 16, puis deux diodes 27, 28. Les diodes 21, 22, 27, 28 sont orientées en sens inverse des diodes 11, 12, 17, 18. Un parafoudre 9 identique au parafoudre 8 est monté par rapport aux composants de la paire II de la même façon que ledit parafoudre 8 dans la paire I. On voit en 11', 12', 27', 28' des éléments d'une protection similaire pour le répéteur suivant. Le courant continu d'alimentation va de A vers B sur la paire I et de B vers A sur la paire II. Le courant ayant par exemple une valeur de 75 mA, il passe la moitié, soit 37,5 mA dans chaque fil. Les courants alternatifs transmis ayant une valeur crête de 30 mA, on voit que les diodes 11, 12 et 17, 18 sont toujours polarisées nettement dans le sens passant, c'est-à-dire qu'elles offrent aux courants transmis une résistance négligeable. Mais pour les courants intenses circulant en boucle, on voit qu'il y a toujours au moins une diode en inverse, c'est-à-dire opposant une résistance considérable. Il en est de même pour les diodes 21, 22, 27, 28. Ces diodes auront, par exemple, une tension inverse de 700 volts, tension jugée suffisante, les électrodes du parafoudre amorçant au-dessous de cette tension. Sans précautions particulières, la tension sur ces diodes pourrait atteindre, par exemple, une valeur de 1 000 volts. La présence des inductances 14, 24 a pour effet de ralentir la croissance des courants parasites dans les paires, donc de ramener les tensions appliquées aux diodes à des valeurs admissibles. Les inductances exercent également une protection sur la diode Zener 2 dans le cas où le parafoudre aval amorce avant le parafoudre amont. Les écrêteurs symétriques à diodes Zener en parallèle sur les sorties des répéteurs assurent un supplément de sécurité. Pour insérer les inductances de blocage dans les paires, on pourrait utiliser un montage sans transformateur, avec un enroulement en série sur chaque fil, les deux enroulements étant couplés en opposition. Pour éviter une impédance inductive série s'opposant à la transmission des courants alternatifs, il faudrait équilibrer les deux enroulements avec une grande précision. Le transformateur supplémentaire à points milieux est d'un emploi plus avantageux et moins coûteux. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de protection des répéteurs téléalimentés insérés le long d'une ligne de transmission avec alimentation continue type fantôme subdivisant le courant continu d'alimentation en deux moitiés sur les deux fils d'une paire, caractérisé en ce qu'il comporte l'insertion d'au moins une diode sur chacun des fils de la paire du côté entrée et du côté sortie d'un répéteur, ces diodes étant polarisées dans le sens passant par le courant d'alimentation. 2/ Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une inductance dans le sens longitudinal sur le trajet du courant continu. 3/ Dispositif de protection selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une inductance est connectée entre les points milieux d'un transformateur supplémen taire inséré du côté de l'entrée d'un répéteur. 4/ Dispositif de protection selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un écrêteur à diodes Zener à la sortie d'un répéteur.