Brevet FR2264455A1 — publié le 19751010

L'invention, due à la collaboration de Monsieur R. GUERINET, est relative à un dispositif électrificateur de barrières électriques à ligne conductrice sous tension parcourue par un courant électrique, comprenant un transformateur à circuit magnétique portant un enroulement secondaire d'alimentation d'un circuit secondaire comprenant ladite ligne conductrice et au moins un enroulement primaire connecté à une source de courant alternatif Les systèmes connus du genre mentionné d'électrification de barrières défensives ne présentent pas toutes les caractéristiques requises pour protéger efficacement contre leur pénétration par des intrus intelligents.Ils ne permettent pas en effet, d'une part d'opposer au passage de l'intrus un réseau électrifié dissuasif dans la mesure où son contact provoque, suivant la volonté du protégés soit une vive douleur sans danger pathologique, soit, à l'autre extrtme, la mort, d'autre part de signaler au personnel protégé tout essai de franchissement s'accompagnant de tentatives de neutralisation du système électrificateur telles que coupure, mise à la terre d'un conducteur ou pontage électrique entre conducteurs, par- exemple en vue de pratiquer une ouverture dans la clôture en aval du dispositif électrificateur. La présente invention a pour but de remédier à ces in convénients et de permettre la réalisation d'un dispositif électrificateur qui satisfait à ces impératifs. Le dispositif électrificateur, selon l'invention, est caractérisé par le fait qu'il comporte un shunt magnétique intrinsèque engendrant des fuites magnétiques dudit circuit magnétique de valeur appropriée à une limitation du courant secondaire parcourant ladite ligne. L'électrification est obtenue, à partir d'une alimentation en courant alternatif industriel, par le moyen d'un transformateur à fuites magnétiques qui procure une limitation du courant débité à une valeur prédéterminée, bien définie, contrairement à d'autres dispositifs limiteurs externes dont on peut toujours craindre une détérioration susceptible d'entratner un accroissement dangereux du courant débité, capable par exemple de rendre mortelle une barrière réputée non dangereuse. Un tel transformateur alimente un ou des conducteurs du réseau électrifié formant, avec l'aide de la terre ou non, une boucle ou circuit dans laquelle une (ou des) impédance incorporée en série assure un niveau déterminé de courant dont la diminution sera caractéristique d'une coupure de la boucle et l'augmentation caractéristique d'un pontage entre conducteurs.La bonne réalisation de la détection des variations de ce courant conduit à limiter la complexités donc la surface couverte par une telle boucle et on lui associe alors avantageusement d'autres Pouces, de mme constitution, connectées chacune à un transformateur comme ci-dessus, les primaires de ces transformateurs étant alimentés par des phases différentes, de sorte qu'il existe toujours une différence de potentiel entre des conducteurs de boucles différentes. Dans le cas de barrières électrifiées non pathologiquement dangereuses, on désire à la fois une tension secondaire élevée, par exemple un ou plusieurs milliers de volts, pour assurer le percement de protections légères de l'intrus et un courant de dissuasion assez élevé pour provoquer une vive douleur. Ceci n'est conciliable avec l'assurance de non danger pathologique que si l'électrification est appliquée, selon un développement de l'invention, sous forme d'impulsions.La bonne efficacité réclamée au paragraphe ci-dessus suppose que ces impulsions soient simultanées sur toutes les phases ce qui est réalisé, dans la présente invention, par l'interpositlon, sur l'alimentation primaire triphasée, d'un transformateur triphasé dont les primaires sont respectivement connectés en série sur chaque conducteur de phase et dont les secondaires sont connectés à un pont redresseur à diodes, triphasé, dont la sortie, en courant continu, est périodiquement mise en court-circuit par tout moyen connu tel que contact, sec ou à mercure, entraîné par moteur, ou bien thyristor : lors du court-circuit, l'impédance primaire est voisine de zéro et la presque totalité de la tension est appliquée aux électrificateurs; dans le cas contraire, l'impédance primaire est très grande et réduit à une très faible valeur la tension appliquée aux électrificateurs. Les figures annexées et la description suivante qui s y réfère, donnent à titre d'exemple non limitatif un mode de mise en oeuvre de l'invention la figure 1 est une vue schématique en coupe dlun transformateur-électrificateur selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif équipé de trois transformateurs-électrificateurs selon la figure 1 alimentés par un réseau triphasé; la figure 5 montre un diagramme des potentiels des lignes conductrices de la figure 2; la figure 4 est un schéma électrique dtun cadenceur d'impulsions d'alimentation du dispositif selon la figure 2. Sur la figure 1, un transformateur électrificateur 10 à circuit magnétique fermé 12 comprend deux enroulements secondaires i4, 16 sensiblement identiques, entourant une branche du circuit magnétique 12. Les-enroulements secondaires 14, 16 sont électriquement enérie par connexion de l'entrée 18 de l'enroulement 14 et de la sortie 20 de l'enroulement 16 à la terre, respectivement par lrintermédiaire de résistances 22, 24. Des appareils 23, 25 de mesure et de signalisation des courants débités par les enroulements 14, 16 sont intercalés, par exemple entre les résistances 22, 24 et la terre.Aux bornes opposées 26, 28 des enroulements secondaires 14, 16 sont reliées les extrémités de deux lignes conductrices 50, 52 dont les extrémités opposées sont connectées à une résistance 34 pour former un circuit -secondaire en boucle. Les condueteurs ou lignes conductrices 30, 32 constituent une barrière électriquealimentée par le transformateur 10. Un premier enroulement primaire 36 entoure une autre branche du circuit magnétique 12 et une branche juxtaposée d'un circuit magnétique de fuite 38 formant un shunt magnétique à faible entrefer 40. Un deuxième enroulement primaire 42 entoure, d'une manière analogue, ladite autre branche du circuit magnétique 12 et une branche juxtaposée d'un deuxième circuit magnétique de fuite 44 présentant un entrefer 46 d'épaisseur supérieure à celle de l'entrefer 40. Les enroulements D6, 42 peuvent Aetre alimentés sélectivement par une source de courant alternatif (non représentée), par exemple par le réseau électrique. L'enroulement )6 est utilisé en régime d'électrification non dangereuse où-le courant débité par les enroulements secondaires est limité à une valeur relativement basse grace aucircuit de fuite magnétique 58. L'enroulement 42 est utilisé en régime dangereuse, l'entrefer 46 important du circuit de fuite magnétique 44 ne limitant le courant débité qu'à une valeur importante. Le transformateur 10 est logé dans un bottier 48 contenant un compound durcisseur qui garantit la bonne tenue méca nique et électrique des éléments. Le transformateur électrificateur suivant l'invention fonctionne de la manière suivante En régime dissuasif de la barrière, seul l'enroulement primaire-36 est alimenté par le réseau. Les lignes conductrices 30, 32 sont portées à un potentiel approprié, déterminé par le rapport de transformation et sont parcourues par un courant mesuré, par les appareils 23, 25. Un intrus, venant par exemple au contact de la ligne 30, reçoit une décharge électrique, mais l'intensité du courant dérivé par la terre et indiqué par l'appareil 29 est limité par le shunt magnétique 38 à une valeur non dangereuse. Un signal indique avantageusement cette tentative de franchissement de la barrière.Un pontage de la barrière par une liaison électrique entre les lignes 30, 323 mettant hors circuit la résistance 34, est également signalé par la variation du courant indiquée par les appareils 23, 25. I1 en est de même d'un sectionnement de l'une quelconque des lignes 30, 32. En régime dangereux seul l'enroulement primaire 42 est alimenté par le réseau et le fonctionnement est identique à celui décrit ci-dessus à l'exception que le courant débité peut atteindre des valeurs plus importantes. La limitation par shunt magnétique assure une sécurité de fonctionnement absolue. La figure 2 montre un réseau de protection à lignes conductrices juxtaposées, imbriquées ou réparties, alimentées par trois transformateurs électrificateurs 10, lOt, 10" du type illustré par la figure 1 et reliés respectivement aux trois phases I, II, III d'un réseau triphasé. Les potentiels relatifs des différentes lignes 30, 32 de la phase I, 30', 32' de la phase II et 30", 32" de la phase III sont illustrés par la figure 3 et il est facile de voir qu'il existe une différence de potentiel entre les différents conducteurs et par rapport à la terre. Les barrières électrifiées susmentionnées sont de préférence alimentées par impulsions, qui dans le cas de barrières multiples selon la figure 2, doivent Aetre appliquées simultanément sur l'ensemble des lignes conductrices. Les impulsions du courant secondaire sont de préférence réalisées par une alimentation périodique des enroulements primaires, par exemple en insérant entre la source d'alimentation et les transformateurs 10, 10', 10 un cadenceur du type décrit ci-dessous en référence à la figure 4. Sur la figure 4, un transformateur triphasé 50 comporte trois enroulements primaires 52, 54, 56 chacun connecté en série avec un transformateur électriflcateur 10, 10', 10 et alimenté par une phase I, II, III d'une source de courant triphasé. Les enroulements secondaires 58, 60, 62 sont connectés en triangle dont les sommets peuvent être court-eireuités par l'intermédiaire d'un pont redresseur à groupes de diodes 64 et 66 et un contact 68 à fermeture cyclique. En position fermée du contact 68 et de mise en court-circuit des enroulements secondaires 58, 60, 62, l'impé dance des enroulements primaires 52, 52 > 54J 56 est très faible et les transformateurs 10 > 10', 10" sont alimentés normalement. En position ouverte du contact 68 l'impédance s'accroît notablement interrompant pratiquement l'alimentation des transformateurs 10, 10' > 10". La fermeture périodique du contact 68 engendre donc par alimentation cyclique des enroulements primaires des transformateurs 10 > 10', 10" des lmpulsions sur les lignes conductrices 30, 32; 30', 32'; 30", 32", qui sont parfaitement synchronisées. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre de l'invention plus particulièrement décrit et représenté au dessin annexé, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences. REvENDICATIONS I. Dispositif électrificateur de barrières électriques à ligne conductrice sous tension parcourue par un courant électrique, comprenant un transformateur à circuit magnétique portant un enroulement secondaire d'alimentation d'un circuit secondaire comprenant ladite ligne conductrice et au moins un enroulement primaire connecté à une source de courant alternatif, caractérisé par le fait qu'il comporte un shunt magnétique intrinsèque engendrant des fuites magnétiques dudit circuit magnétique de valeur appropriée à une limitation du courant secondaire parcourant ladite ligne. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux enroulements primaires et un shunt magnétique associé à chacun desdits enroulements et de valeurs due fuites magnétiques différentes pour permettre une alimentation sélective dudit circuit secondaire sous deux régimes d'électrification différents, par connexion de l'un ou de l'autre desdits enroulements primaires à la source de courant. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une impédance est insérée dans ledit circuit secondaire et qu'un dispositif détecte une variation du courant parcourant ledit circuit secondaire pour signaler toute modification apportée à ladite ligne conductrice. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une pluralité de circuits secondaires associés à une pluralité de transformateurs d'alimentation, dont les enroulements primaires sont répartis sur les différentes phases du réseau d'alimentation électrique pour garantir une différence de potentiel entre deux quelconques desdites lignes. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif d'émission d'impulsions d'alimentation de ladite ligne. 6. Dispositif selon la revendication 4 et 5, caractérisé en ce que ledit dispositif d'émission est agencé pour appliquer en synehronisme lesdites impulsions sur l'ensemble desdites lignes. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un transformateur additionnel dont les enroulements primaires sont connectés en série avec les enroulements primaires des transformateurs d'alimentation et dont les enroulements secondaires sont connectés à un pont redresseur à diodes à sortie mise périodiquement en court-circuit.