Brevet FR2363803A1 — publié le 19780331

L'invention concerne un procédé de localisation des courtscircuits dans les conduites , comme les câbles de haveuse , par exemple comportant plusieurs conducteurs et un ou plusieurs blindages , notamment sur les chantiers d'abattage dans les mines ou encore sur les chantiers de percement dans les tunnels . Par ailleurs , l'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé . La localisation d'un court-circuit ne se limite pas uniquement à détecter les conducteurs court-circuités , mais aussi et surtout à localiser l'emplacement précis de l'avarie dans la conduite . Dans certains cas, il s'agit d'avaries sérieuses qui permettent facilement de reconnaitre et de localiser le court-circuit . Mais très souvent , il est difficile voire impos sible de détecter à première vue l'emplacement de l'avarie , compte tenu souvent de la position et aussi de la nature de celle-ci . Ceci s'applique essentiellement aux conditions particulièrement defavorables règnant dans les chantiers miniers ou les chantiers sous tunnel .Dans ces deux cas, on utilise fréquemment des cymes protégés contre l'humidité et contre les avaries mécanique s c'est à dire des cymes relativement complexes comportant un conducteur de protection . Ce type de câble est couramment utilisé comme cable d'alimeAtation des haveuses sur les chantiers d'abattage dans les mines de charbon.L'invention s'applique essentiellement à la détection des avaries dans de telles conduites On sait que pour la détection des conducteurs court-circuités dans ces conduites , on peut appliquer le principe de la résistance électrique , c'est à dire qu'on raccorde chaque conducteur d'un tel câble à une source électrique et l'on détermine la chute de tension provoquée par le court- circuit . Or, ce procédé ne permet pas de localiser l'endroit précis de l'avarie .Si l'on tient compte des conditions de travail dans les mines, l'on comprendra aisément que cette détection se fait souvent très difficile ment , exigeant un temps toujours précieux, ce qui fait qulen cas d'avarie on préfère souvent déposer et remplacer le câble tout entier . On a également essayé X sur la base de la chute de tension, de calculer la distance entre le point de mesure et l'avarie . Or, un tel procédé a dû être rapidement abandonné compte tenu du manque absolu de précision des calculs dans les rares cas ou un tel procédé a pu effectivement être appliqué . Ainsi, dans le cas où une avarie , provoquée sur le câble d'alimentation d'une haveuse par la pointe du ciseau d'un marteaupiqueur par exemple , n'est pas détectable dans les meilleurs délais , on est amené à remplacer celui-ci sur toute sa longueur , ce qui se traduit finalement par la perte effective de tout le cible . Dans le cas où l'empla cement de l'avarie a pu être détecté g on sectionne ce câble et on élimine la partie entre l'emplacement de l'avarie et I'entr8e dans la machine . Or, il peut arriver qu'une deuxième avarie , non détectée , subsiste quelque part dans la partie restante du câble . Dans ce cas , le processus est à recommencer entièrement. L'invention se base sur le fait que des signaux d'une certaine fréquence , dirigés sur les câbles , peuvent parfaitement vaincre le blindage et être mesurés de l'exterieur dans le cas bien entendu où ces signaux ont été diriges sur deux conducteurs court-circuités . C'est donc, partant de cette conclusion, que l'invention se propose de localiser les courts circuits provoqués par des défauts dans la conduite En application de l'invention, le problème est résolu par le fait qu'après avoir détecté les conducteurs court-circuités , l'on dirige des signaux de la gamme des ondes moyennes et des ondes longues sur ces même-s conducteurs court-circuités et l'on détermine la fréquence des signaux, à l'extérieur du blindage , avant de mesurer et d'observer le long du câble, l'intensité de ces signaux , jusqu'à ce que l'on constate l'affaiblissement, voire l'effondrement complet de ceux-ci La détection des conducteurs endommagés permet , conformément à l'invention, d'y diriger les signaux, étant donné que seuls les signaux dirigés sur ces conducteurs court-circuités sont susceptibles de traverser le blindage , ce qui n'est pas le cas pour les signaux véhiculés par des conducteurs non court-circuités . La fréquence des signaux à l'ex- térieur du blindage doit se situer dans la gamme des fréquences " injectées". La détermination de ces fréquences permet de définir la gamme dans laquelle les signaux, repérés à l'extérieur du blindage , peuvent être mesurés et suivis . La mesure et l'observation de ces signaux, le long du câble , peuvent être effectues en se déplaçant effectivement le long du câble jusqu'à ce que l'on constate l'affaiblissement de l'intensité, g voire l'effondrement complet des signaux . A cet endroit, qu'il convient de localiser avec précision, se situe le court-circuit. De préférence et conformément a une autre particularité de l'invention, la détection des conducteurs court-circuités peut se faire en application du principe connu de la résistance électrique 1l s'est avéré intéressant de déterminer les signaux évoluant à l'extérieur du blindage par un procédé acoustique, ce qui peut se faire à l'aide d'un haut-parleur ou aussi à l'aide d'écouteurs Par contre , la mesure et l'observation dekes signaux évoluant à l'extérieur du blindage peuvent se faire en application d'une forme d'exécution pratique de l'invention, d'après un principe optique .Une telle mesure optique est d'autant plus précise qu'elle se lit sur un cadran gradue Le principe de l'invention sera commenté plus amplement ci-après en référence au dessin représentant l'appareil utilisé Sur le dessin, la référence 1 désigne le câble d'alimentation d'une haveuse . Ce câble 1 est présenté sous une forme discontinue , afin de mieux faire ressortir sa grande longueur . La coupe transversale agrandie 2 de ce caMe fait apparaître les trois conducteurs principaux 4, 5 et 6, un conducteur de garde 3 et un circuit de commande 7. On remarquera la disposition concentrique des conducteurs principaux à l'intérieur du blindage 9 On admet qu'un court-circuit se produit entre les deux conducteurs principaux 4 et 6 et que ce court-circuit se situe à l'emplacement 10 repéré par un trait interrompu. Dans une première étape , on effectue à l'aide d'un appareil traditionnel, donc non représenté , une mesure d'après le principe de la résistance électrique entre tous les conducteurs du câble. Cette mesure a permis d'établir qu'il existe un court-circuit entre les ccmducteurs 4 et 6 conformément-à ce qui avait été admis ci-dessus Puis on relie ces conducteurs 4 et 6 à un générateur de signaux 11. Ce générateur 11 alimenté en 12 émet des signaux dans la 'gamme des ondes moyennes et/ou courtes . il comporte deux transistors i3 et 14 en l'occurrence un transistor BC 148 au silicium et un transistor AF 126 au germanium . La tension de sortie mesurée aux bornes 15 et 16 est de 20 V par exemple . La tension extérieure peut atteindre 500 V au maximum et la consommation peut se situer aux environs de 2.5 mA On repère ensuite , à l'aide d'un appareil de mesure combiné 17 , les signaux évoluant à l'extérieur du blindage du cible 1 . Ce repdrage se fait à l'aide du haut-parleur 18 qui équipe l'appareil combiné 17. Le cadran gradué , qui équipe l'appareil 19, comprend six zones de mesure qui peuvent, par exemple, présenter les repères suivants: V = 100mV 1,5 5 15 50 150 500 1500 V(30 kV) V # 1,5 5 15 50 150 500 1500 V A = 50 AS 0,5 5 50mA 0,5 SA A 5 0,5 5 50mA 0,5 5A dB -20 -10 0 +10 +20 +30 +40 + 6 + 16 + 26 + 36 +46 +56 +66 VBF 1, 5 5 15 50 150 500 1500V En se déplaçant le long du câble 1 avec l'appareil de mesure 17, l'affichage restera approximativement constant jusqu'au droit du court-circuit 10 . Audelà de ce point , il se produira une chute très nette ( du V par exemple) I1 apparait ainsi que l'avarie peut être localisée avec une grande précision. Le tableau ci-ap?es renseigne sur les mesures effectuées sur une conduite de 150m . Le court-circuit se situait à 5m en aval des bornes 15 et 16 Distance entre Court - Fréquence Injec- Affichage (V ) le CC et le circuit utilisée tion jusqu'au au-delà générateur entre dans CC dl CC 5 m SL-UL-HL-HL 220 kHz HL - HL 250 V néant 5 m - d - 540 kHz " 175 V 25 - 50 V 5 m HL - HL - UL 220 kHz 11 200-250 V 75 V 5 m " 580 kHz " 250 V néant 145 m " 740 kHz " 250 V néant SL = conducteur de commande UL = conducteur de garde HL = conducteur principal L'ensemble des essais avait à connaître des variations dans l'affichage dues aux fréquences hétérodynes du circuit de réception radio REVENDICATIONS 1 . Procédé de localisation des court-circuits dans les conduites , telles que les cables d'alimentation des haveuses par exemple , comportant plusieurs conducteurs et un ou plusieurs blindages , notamment sur les chantiers d'abat- tage dans les mines ou sur les chantiers de percement dans les tunnels . car - térisé en ce que après avoir détecté les conducteurs court-circuités (4, 6) l'on dirige des signaux de la gamme des ondes moyennes et/ou des ondes longues sur ces mêmes conducteurs court-circuités et l'on détermine la fréquence des signaux à l'extérieur du blindage (9) avant de mesurer et d'observer le long du câble (1) l'intensité de ces signaux jusqu'à ce que l'on constate l'affaiblissement voire l'effondrement complet de ceux-ci 2 .Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la détection des conducteurs court-circuités (4, 6) peut se faire en application du principe connu de la résistance électrique 3. Procédé selon I'une des revendications 1 ou 2 , caractérisé en ce que la fréquence des signaux évoluant à ltextérieur du blindage est déterminée à l'aide d'un procédé acoustique 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 , caractérisé en ce que la mesure et l'observation des signaux évoluant à l'extérieur du blindage le long de la conduite 1 sont effectuées à l'aide d'un procédé optique 5. Appareil pour la réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 , caractérisé par un générateur de signaux (11) se raccordant sur les conducteurs court-circuités (4, 6) ou par un poste récepteur mobile (17) avec ênission acoustique des signaux évoluant à l'extérieur du blindage , ainsi que par un appareil de mesure (19) permettant de déterminer l'intensité des signaux