Brevet FR2384265A1 — publié le 19781013

L'invention concerne un ampèremètre comportant au moins un enroulement entourant le conducteur conduisant le courant à mesurer et servant de capteur de mesure pour le courant, et comportant un dispositif formant transformateur d'intensité de saturation et comportant un noyau de fer entourant le conducteur et muni dfun enroulement secondaire, ainsi qu'un convertisseur analogique-numérique relié au capteur de mesure et auquel sont raccordées des diodes photoémissives. Dans le -cas d'un ampèremètre connu de ce type ("Electrical Times", 3 Avril 1969, page 13) il s'agit d'un dispositif pour mesurer le courant dans un conducteur à haute tension. Le capteur de mesure et le transformateur d'intensité de saturation ainsi qu'un modulateur comportant des diodes photoémissives, branchées en série et en aval, sont situés par conséquent dans un boîtier placé à un potentiel de haute tension et qui est posé sur un isolateur. Pour sa part l'isolateur est monté sur un pied placé à un potentiel de basse tension. Pour obtenir une valeur de mesure du courant au potentiel de basse tension, on raccorde aux diodes photoémissives, dans le bot- tier de tête situé au potentiel de haute tension, des guides de lumière qui passent à l'intérieur de l'isolateur pour aboutir au bottier de base.A l'extrémité des guides de lumière, située du côté basse tension, sont raccordés des récepteurs de lumière, des convertisseurs et des préamplificateurs, en sorte que du côté basse tension, on peut obtenir une grandeur de mesure qui fournit une indication du courant dans le conducteur à haute tension. L'invention a pour but de proposer un ampèremètre qui possède une constitution relativement simple et peut être fabriqué par conséquent moyennant une dépense faible. Ce problème est résolu conformément à l'invention dans le cas d'un ampèremètre du type décrit plus haut, grâce au fait que les diodes photoémissives constituent les unités d'affichage d'un dispositif d'affichage pour le courant et que le dispositif d'affichage est réuni, avec le capteur de mesure, le transformateur d'intensité de saturation et le convertisseur analogique-numérique, pour former un module qui est associé directement au conducteur véhiculant le courant à mesurer. Un avantage important de l'ampèremètre conforme à l'invention réside dans le fait que les diodes photoémissives constituent simultanément les unités d'affichage d'un dispositif d'affichage pour le courant, en sorte que des guides de lumière particuliers et des récepteurs de lumière, des convertisseurs et des préamplificateurs, branchés en série et en aval de ces guides de lumière, peuvent être supprimés. Par suite de leur disposition dans le dispositif d'affichage et de la commande correspondante par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique-numérique, les diodes photoémissives fournissent un affichage optique pour le courant à mesurer. L'ampèremètre conforme à l'invention est par conséquent d'une constitution très simple et ne donne lieu à aucune perturbation; il se caractérisé par conséquent par une fiabilité particulièrement élevée. La réunion des différentes parties constitutives de l'ampèremètre conforme à l'invention sous la forme d'un module peut s'effectuer de différentes façons. Ainsi il peut etre approprié de loger les différentes parties constitutives dans un bottier qui est traversé par le conducteur véhiculant le courant à mesurer. Afin d'obtenir un ampèremètre pouvant être fabriqué avec un prix particulièrement bon marché, il semble cependant avantageux que le module soit constitué par un bloc de résine moulée. Dans ce bloc de résine moulée on peut insérer ou sceller toutes les parties constitutives de l'ampèremètre conforme à l'invention, l'insertion du dispositif d'affichage devant être naturellement réalisé de manière qu'il soit encore lisible. Le bloc de résine moulée peut comporter un passage central permettant le passage du conducteur véhiculant le courant à mesurer; mais éventuellement il peut être également approprié d'insérer de façon fixe ou de sceller dans le bloc de résine moulée le conducteur véhiculant le courant à mesurer et de ne prévoir que des bornes extérieures de raccordement. Si pour différentes raisons imaginables, le dispositif d'affichage de l'ampèremètre conforme à l'invention se trouve à une distance, défavorable pour la lecture, d'une personne effectuant cette lecture, il est avantageux, conformément à une variante de réalisation de l'invention,d'associer aux diodes photoémissives des guides de lumière qui transmettent l'affichage en un point éloigné du module. L'utilisation d'un tel ampèremètre peut s'avérer par exemple nécessaire lorsque le courant doit être mesuré dans un conducteur placé sous tension très élevée. Ici l'ampèremètre conforme à llinvention présente par rapport au dispositif connu décrit précédemment l'avantage selon lequel aucun convertisseur, aucun préamplificateur ni également aucune source supplémentaire d'énergie de fonctionnement ne sont nécessaires pour l'affichage à un potentiel de basse tension.De même dans le cas d'un affichage à un potentiel de basse tension, l'énergie de fonctionnement, qui est disponible à partir du transducteur de courant de saturation à un potentiel de haute tension, suffit par conséquent pour le fonctionnement de l'ampèremètre conforme à ltinvention. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement aux dessins annexés plusieurs formes de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 représente un schéma-bloc de l'ampèremètre conforme à l'invention. La figure 2 représente une forme de réalisation de l'ampèremètre conforme à l'invention. La figure 3 représente une forme de réalisation dans laquelle l'affichage est transmis par l'intermédiaire de guides de lumière. L'exemple de réalisation de la figure 1 montre un conducteur 1 véhiculant le courant à mesurer J et qui est entouré par un enroulement 2 servant de capteur de mesure pour le courant J; dans exemple de réalisation représenté, le capteur de mesure 2 est constitué par un enroulement sans noyau de fer, à la façon d'une bobine de Rogowski. Mais il est également possible d'utiliser comme capteur de mesure un enroulement secondaire monté sur un noyau annulaire, le noyau de fer muni de l'enroulement secondaire formant, avec le conducteur 1, un transformateur d'intensité à primaire unifilaire, connu en soi. Le conducteur à haute tension 1 est entouré en outre par un noyau de fer 3, sur lequel sont montés deux enroulements secondaires 4 et 5. Le noyau de fer 3 et les enroulements secondaires 4 et 5 sont dimensionnés de manière à former, avec le conducteur 1, un-transformateur d'intensité de saturation 6. Des redresseurs 7 et 8 sont raccordés aux enroulements secondaires 4 et 5. Au capteur de mesure 2 est raccordé un amplificateur 9 dont la tension de fonctionnement est fourniepar l'enroulement secondaire 5 par l'intermédiaire du redresseur 8. A l'amplificateur 9 est associé un convertisseur analogique-numérique 6 auquel est raccordé un dispositif d'affichage 11. Le dispositif d'affichage 11 contient, de façon connue en soi, des diodes photoémissives qui, dans le cas d'une commande correspondante par le convertisseur analogique-numérique 10, affichent sous forme numérique le courant J devant etre mesuré. Le redresseur 7, qui est raccordé à l'enroulement secondaire 4 du transformateur dtintensité de saturation 6, sert à réaliser l'alimentation de la tension de fonctionnement du convertisseur analogique-numérique 10. En raison des composants électroniques disponibles, on préfèrera l'utilisation d'un dispositif dans lequel le convertisseur analogique-numérique et les diodes photoémissives forment un module. Le capteur de mesure 2, le transformateur d'intensité de saturation 6 muni des redresseurs 7 et 8 et le convertisseur analogique-numérique 10 muni du dispositif d'affichage 11, branché en série et en aval, sont réunis pour former un module 12 qui est associé directement au conducteur 1 véhiculant le courant à mesurer, et par exemple y est fixé. L'ampèremètre conforme à l'invention de la figure 1 fonctionne de telle sorte que le courant J détecté par le capteur de mesure 2 est affiché sous forme numérique dans le dispositif d'affichage 11, une source extérieure de tension de fonctionnement tétant pas nécessaire, étant donné que la tension de fonctionnement pour les composants électroniques est disponible à partir du courant à mesurer J lui-même, par 1 'in- termédiaire du transformateur d'intensité de saturation 6. Dans le cas de la forme de réalisation de l'ampèremètre conforme à ltinvention de la figure 2, les différentes parties constitutives sont insérées ou scellées dans un bloc de résine moulée 20, dans lequel le conducteur 21 véhiculant le courant à mesurer est également maintenu. Par conséquent seules les bornes de raccordement 22 et 23 font saillie des deux côtés hors du bloc de résine moulée 20. De même le dispositif d'affichage 24 est inséré dans le bloc de résine moulée, et ce d'une manière telle que l'on puisse bien le voir. Si l'ampèremètre conforme à lsinvention doit être disposé par exemple dans un endroit non visible, l'indication affichée, qu'il délivre, peut alors être transmise - comne le montre la figure 3 - par l'intermédiaire de guides de lumière 30 contournant des coins et des recoins jusqu'à un emplacement où ladite indication soit bien lisible. La valeur de mesure reproduite par le dispositif d'affichage 31 est alors affichée au moyen d'une transmission par les guides de lumière 30, en un autre endroit 33 éloigné du module 32. Moyennant l'emploi des guides de lumière 30, on peut également utiliser l'ampèremètre conforme à l'invention lorsque le module 32 est situé à un niveau élevé au-dessus du sol, lorsqu'il faut mesurer les intensités du courant dans des conducteurs à haute tension. La présente invention propose un ampèremètre à l'aide duquel le courant circulant dans un conducteur peut être affiché d'une façon simple et par conséquent bon marché, et ce indépendamment du fait que ce conducteur soit placé à un potentiel de basse tension ou de haute tension. REVENDICATIONS 1) Ampèremètre comportant au moins un enroulement entourant le conducteur conduisant le courant à mesurer et servant de capteur de mesure pour le courant, et comportant un dispositif formant transformateur d'intensité de saturation et comportant un noyau de fer entourant le conducteur et muni dlun enroulement secondaire, ainsi qu'un convertisseur analogiquenumérique relié au capteur de mesure et auquel sont raccordées des diodes photoémissives, caractérisé par le fait que les diodes photoémissives constituent les unités d'affichage du dispositif d'affichage (11) pour le courant et que le dispositif d'affichage (11) est réuni avec le capteur de mesure (2), le transformateur d'intensité de saturation (6) et le convertisseur analogique-numérique (10), pour former un module (12) qui est associé directement au conducteur (1) véhiculant le courant à mesurer (J). 2) Ampèremètre suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le module est constitué par un bloc de résine moulée (20). 3) Ampèremètre suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'aux diodes photoémissives sont associés des guides de lumière (30) qui transmettent l'indication affichée en un endroit éloigné du module (32).