Brevet FR2381315A1 — publié le 19780915

La présente invention porte sur un dispositif destiné à la recherche des défauts d'isolement d'un appareil ou d'une installation électrique. Tous les appareils électriques possèdent des conducteurs qui doivent être isolés, correctement, afin d'éviter tout court-circuits, rendant aléatoire le fonctionnement de l'appareil, et toute Mise à la Masse des conducteurs, provoquant la mise de la Masse de l'appareil sous potentiel électrique, ce qui est dangereux pour l'utilisateur. Donc, tout électricien doit vérifier soigneusement l'isolement d'un Appareil électrique, avant sa Mise en service afin de lui assurer un bon fonctionnement, sans aucun danger d'électrocution pour l'utilisation. Les Normes préconisent les différentes tensions Maximales d'isolement des différents appareils et installations électriques. Ces tensions sont de quatre à sept fois plus enlevées que la tension Normale d'utilisation de l'appareil.Afin de tester la bonne qualité d'un isolement, il suffit d'appliquer, aux deux parties conductrices isolées l'une de l'autre un courant électrique d'une différence de potientiel égale à celle prescrite par la Norme. Afin de voir si le courant passe, et par la, même s'il y a défaut d'isolement, il suffit de brancher en série une petite ampoule de faible intensité. Si le courant passe, cette dernière brille. Mais les tensions d'isolements prescrites par les normes ne sont pas identiques pour chaque type d'appareils.Celles ci sont en général : 250, 500, I000, 15001 2000, 2500 Volts, pour les appareils électriques d'usage courant dit de basses tensions tels que Moteurs, postes de soudure, grarateur... Donc, un appareil destiné à la recherche des défauts d'isolements devra débiter ces diffreintes tensions* Et pour une commodité accrue, il ne doit posséder qu'une seule lampe témoin. Afin de réunir les précédentes conditions de fonctionnement prescrites ci-dessus, les différents montages existants, utilisent généralement le principe suivant : Les différentes tensions de centrale, sont fournies par un transformateur d'alimentation branché sur le réseau secteur. La lampe témoin elle, est branchée en série, avec les différents enroulements du transformateur, par l'intermédiaire de résistances destinées à faire chuter la tension dit de contrôle, à la tension de la lampe témoin.Les différents enroulements du transformateur débitant les différentes tensions de contrôle requise, et les résistances sont connectées simultanémént, à l'aide d'un double commutateur électrique : le fonctionnement est le suivent :le transformateur débite une tension dite élevée qui est appliquée aux deux parties conductrices isolées l'une de l'autre. S'il y a un défaut d'isolement le courant passe, sa tension initiale est abaissée à celle de la lampe témoin, selon le loi d'0thn U = R I. L'inconvénient Majeur de ce Montage réside, du fait que les résistances absorbent de l'énergie électrique due à la chute de tension ohmique, et la restitue sous forme d'énergie calorifique, selon la loi de joule. Cette dissipation d'énergie calorifique entre en jeu dans la .j puissance débitée par le transformateur. Pour les tensions assez élevées les pertes par échauffement sont assez importantes du fait de la chute de tension ohmique élevée. Cela implique une consommation d'énergie électrique elle même assez élevée eux bornes d'alimentation du transformateur.L'Éventualité d'un alimentation par batterie de piles plus convertisseur à transistors, n'est pas envisageable, étant donné les pertes entrant en ligne de compte dans la-conversion dû courant continu des piles en courant alternatif pour l'alimentation du transformateur, et vu la capacité re nativement restreinte des piles1 celle ci serait très rapidement mise hors d'usage, rendant le changement de celle ci trop fréquent pour une utilisation pratique et rationnelle d'un tel dispositif. Le but de la présente invention est de limiter les pertes par effet joule, afin de pouvoir alimenter le Montage à l'aide d'une batterie de piles plus un convertisseur de courant continu, en courant alternatif. Ainsi doté d'une telle alimentation, le dispositif est rendu portatif. Ce qui permet des vérifications sur un chantier, ou souvent il nty a pas d'alimentation par le secteur. A l'atelier, il peut être utilisé dans n'importe quels endroits, sans fils de raccordement. On peut y adapter aussi des petits accumulateurs, rechargeables sur secteur. Afin de parvenir aux résultats précédement décrits, le présent montage comporte, pour ce qui est des éléments connus dans les réalisations précédentes : - un transformateur élévateur de tension - une lampe témoin - divers dispositifs assurant la sécurité de fonctionnement du dispositif. Le principal élément nouveau du présent dispositif, est l'utilisation d'un second transformateur, abaissant les différentes tensions de contrôle, à celle de la lampe témoin indiquant s'il y a un défaut d'isolement. Ce principe de montage possède l'avantage de ne consommer que la Puissance électrique de l'ampoule témoin, plus les pertes énergétiques dues aux deux Transformateurs. Etant donné que le rendement d'un transformateur est de 90 à 95 %, et vu la faible intensité de l'ampoule témoin, cela permet au Montage de fonctionner sur une alimentation par batteries de piles ou d'accumulateurs plus convertisseurs à transistors, destiné à transformer le courant continu par les piles ou accumulateurs, en courant alternatif. Le second transformateur, qui pour plus de commodités est un auto transformateur, est branché de la façon suivante Les deux Sorties O V des deux transformateurs sont connectés ensemble, les autres sorties des transformateurs, elles sont reliées à un double commutateur assurant la Connection simultanée des sorties de f.'me tension de chaque transformateur. Les deux plots communs de chaque commutateur rorrespondent aux deux parties conductrices isolées l'une de l'autre. L'ampoule témoin est connectée au Secondaire de l'auto-tnnsformateur Un schéma de montage est représenté Fig. I PL I/i Le NO I repr- > ente le Transformateur élévateur. Le NO 2 représente le double commutateur connectant simultanément les différentes sorties des transformateurs. Le NO 3 représente l'autotransformateur Le No 4 représente la lampe témoin. Le fonctionnement général de l'ensemble est le suivant Le transformateur d'alimentation, élève la tension aux différentes tensions de contrôle prescrites par les Normes. La Sortie O est connectée directement à celle du Second Transformateur. A l'aide du double commutateur, on sélectionne la tension de Contrôle désirée. Le rôle du double commutateur est de connecter les sorties du transformateur d'alimentation, et celles du second transformateur de même tension. Deux fils conducteurs sont connectés aux deux plots communs des commutateurs. Ils sont mis en contact avec les parties conductrices isolées l'une de l'autre.Si l'isolement est défectueux, le courant de tension plus élevé que la tension d'utilisation Normale, passe plus facilement, selon l'énoncé de la loi d'OHM U = r x i Pour une résistance donnée un courant électrique de tension 4 fois plus élevées que le courant Normal, aura une intensité quatre fois plus élevée; ce qui pourra permettre un dépistage plus aisé de l'isolement défectueux. Si l'isolement est bon, le courant ne passe pas, et l'ampoule témoin ne scintille pas. Si celui-ci est défectueux le courant passe, et alimente à l'aide du second Transformateur l'ampoule témoin qui s'allume. La présente invention à pour but de créer un appareil de contrôle des isolements électriques portatifs alimentés par batterie de piles ou d'accumulateurs rechargeables sur secteur. Ainsi, on pourra vérifier l'isolement des bobinages d'un Moteur à l'atelier, comme l'isolement entre deux Conducteurs d'une installation électrique d'une Maison neuve ou il n'y A de source de courant, l'appareil étant autonome. REVENDICATIONS REVENDICATION I. I ) Le but de la présente invention est de créer un appareil permettant de vérifier les isolements électriques en général, en décelant les défauts d'isolements éventuels, des installations ou des appareils électriques. Le principe de ce dispositif est le suivant - Appliquer un courant électrique d'une différence de potentiel cinq Cnt fois p7ue lover que celle oiroulent norrnalen.ent dRne les instlltions ou les appareils Electriques. S'il n'y a aucun courant de fuite passant au travers de l'isolement nous avons donc, un coefficient de Sécurité de fonctionnement, vu que la tension Normale d'utilisation est de plusieurs fois inférieure à celle de contrôle. A fortiori, nous n'curons aucun danger d'avoir un courant de fuite quelconque s'il n'y en a aucun avec une tension de contrôle beaucoup plus élevée. - S'il y a un courant de fuite au travers de 1Xisolement électrique celui-ci est mis en évidence par le scintillement d'une petite ampoule témoin de faible intensité, branché en parallèle sur le transformateur d'alimentation. Les deux parties conductrices isolées l'une de l'autre étant connectées en série avec le transformateur et l'ampoule. S'il y a courant de fuite au travers de l'isolement celui-ci va alimenter l'ampoule témoin, qui va scintiller. - Tous ces éléments font partie des éléments connus du dispositif cité en référence. 20) La caractéristique principale de la présente invention est l'obtention d'un montage de contre des isolements, ne consommant que tres peu d'énergie électrique. En effet, un tel appareil de centrôle se doit de posséder les différentes tensions maximales, auxquelles doivent résister les isolements prévus par les normes en vigueur. Et du fait, qu'il suffit d'une seule ampoule témoin, les différentes tensions électriques du contrôle doivent être réa capter à celle correspondant à l'ampoule témoin.Dans le présent dispositif le système d'élévation ce tension ; en l'occusence le transformateur d'alimentation, et le système d'adaptation, des différentes tensions à celle de l'ampoule, n'absorbent qu'une quantité d'Énergie correspondant à celle absorbée elle même par l'ampoule, et celle due aux pertes résultant du fonctionnement des deux transformateurs. D'ailleurs ces pertes sont assez faibles étant donné les progrès réalisés sur la conception des Noyaux magnétiques possédant d'excellentes caractéristiques. Ce dispositif n'absorbant que tres peu d'énergie électrique, peut être alimenté par une batterie de piles chimiques, ou encore par une petite batterie d'accumulateurs électriques, à l'aide d'un convertisseur transformant le courant continu débité par la batterie, en courant alternatif, alimentant le transformateur élévateur de tension électrique. Ainsi, nous obtenons un appareil de contrôle portatif et autonome, permettant des vérifications, dn n'importe quels endroits sans pour cella evoir sous la main une Source quelconque de courant électrique, l'appareil possédant se propre source d 1énergie électrique.