Brevet FR2409520A1 — publié le 19790615

La présente invention concerne des perfectionnements introduits dans les équipements électroniques utilisés pour l'identification de câbles électriques. La présente invention concerne plus précisément les équipements connus en soi, qui permettent d'identifier tout câble électrique dont les extrémités sont accessibles. Les équipements de ce type comportent des moyens pour relier l'une des extrémites du câble -normalement celle qui est située dans une sous-station - à un générateur d'impulsions à haute intensité. En circulant à travers le câble, le courant produit par ce générateur d'impulsions crée un champ magnétique qui peut etre capté au moyen d'un transformateur toroïdal relié à un instrument de mesure. Si le câble enserré par le transformateur toroïdal au moment considéré est celui qui reçoit les impulsions, c'est-à-dire précisément celui qui est à identifier, il provoque une réaction dans l'instrument de mesure.Dans ces conditions, on comprend que pour identifier un câble déterminé, il suffira d'enserrer successivement dans le transformateur toroldal la série des câbles constituant le faisceau jusqu'à obtenir le signal dans l'instrument de mesure. Ces équipements électroniques permettent donc d'identifier d'une façon rapide et sûre tout type de câbles électriques, qu'il s'agisse de câbles à un ou plusieurs conducteurs, ou de câbles co-axiaux, et rendent de grands services - en particulier dans les centres et dans les galeries de service d'usines ou d'installations analogues - ainsi qu'aux installateurs et aux entreprises de fourniture de courant électrique, par exemple pour la localisation des avaries ou l'établissement de projets d'extension ou de modification de réseaux existants. Dans le cadre général d'équipements électroniques destinés à l'identification de câbles qui vient d'être mentionné, les perfectionnements faisant l'objet de la présente invention, comme on le verra clairement dans le mémoire descriptif, permettent de réduire notablement les coûts de fabrication de l'équipement en rationalisant au maximum le circuit électronique correspondant, en le divisant en une série de blocs distincts et en réduisant vraiment au minimum les risques d'errelsr au cours des phases de montage et de raccordement, ce qui permet d'employer au cours de ces phases moins de main d'oeuvre spécialisée ou une main d'oeuvre moyennement spécialisée, et de simplifier considérablement le contrôle final. Du reste, l'essentiel et les principaux avantages et caractéristiques des perfectionnements selon l'invention seront plus aisément compréhensibles à l'examen des dessins joints en annexe, auxquels il sera fait référence dans la suite du présent mémoire et sur lesquels un exemple concret d'application pratique de ces perfectionnements a été représenté. I1 n'est pas besoin de préciser que ces dessins ne sont donnés qu'à titre d'illustration et d'éclaircissement et qu'il ne faut en aucun cas leur conférer le moindre caractère limitatif. La figure 1 est un schéma général illustrant le fonctionnement et la forme de l'installation de l'équipement dans son ensemble. La figure 2 est un diagramme synoptique qui, selon l'invention- forme le circuit électrônique du générateur d'impulsions qui constitue l'élément essentiel de l'équipement. La figure 3 est un schéma électronique du générateur d'impulsions ou émetteur Et, enfin, sur la fig. 4, on a illustré les profils d'onde aux différents points du circuit et représenté concrètement sur la moitié gauche la forme d'onde sans double impulsion et sur la moitié droite la forme d'onde à double impulsion. L'ensemble de l'équipement représenté schématiquement sur la figure I, comprend essentiellement deux boîtiers désignés respectivement par les références 1 et 2, le transformateur toroïdal étant désigné par la référence 3. Le boîtier 1 est destiné à recevoir les éléments constituant le générateur d'impulsions et peut en conséquence présenter toute structure et adopter toute forme considérées comme appropriées à cet effet, mais elle peut être constituée avantageusement par un élément modulaire servant à loger des appareils électroniques qui sont disponibles dans le commerce et être fabriqués en grande série. De préférence, à l'une des bases ou têtes de ce boîtier, sont groupés les éléments formant le tableau des commandes de la partie de l'équipement, constitué par un instrument 4 indiquant l'intensité des impulsions, de poussoirs 5 et 6 (ou éventuellement tout autre type d'organes de manoeuvre convenable) au moyen desquels se détermine respectivement, le fonctionnementde l'appareil et le fonctionnement ou l'arrêt du dispositif produi sant la double impulsion, lequel sera décrit plus loin, et les bornes de sortie 7 et 8 dont l'une est reliée à l'extrémité du câble 9 à identifier, et dont l'autre est reliée à la terre. Le boîtier 2 pourra également revêtir toute forme et avoir toute structure jugées convenables, mais en présentant de préférence des dimensions qui permettent de la transporter commodément, par exemple en la portant en bandouillère.Les éléments formant le tableau général des commandes de cette partie de l'équipement sont situés également, de préférence, en étant groupés dans une des bases ou têtes du boîtier 2, par exemple, en pratique, dans la base occupant la position supérieure lorsque l'ensemble doit être porté en bandouilière afin que ces éléments puissent être inspectés et actionnes commodément.Les éléments disposés dans le boîtier 2, comprennent essentiellement les bornes d'entrée 10 et 11, auxquelles est relié le transformateur toroïdal 3; un atténuateur d'impulsions 12 qui permet d'adapter l'intensité de celles-ci aux circonstances pratiques de chaque cas et, en particulier, à la distance existant entre le point où doit se réaliser l'identification et l'extrémité du câble qui est reliée au générateur d'impulsions; et l'instrument de mesure proprement dit 13. Enfin, le transformateur toroïdal qui, en réalité, fait partie intégrante du récepteur, pourra aussi avoir en principe toute structure jugée opportune, mais revêtira de préférence la forme de pinces comme, par exemple, une forme analogue à celle de pinces ampèremétriques disposées de manière à s' ouvrir facilement et à se placer sur le câble voulu et à l'enserrer.A cet effet, comme il est compréhensible, le transformateur devra présenter un diamètre intérieur minimal (par exemple de 150 mm) lui permettant d'enserrer toute sorte de câbles. Sur les figures 2 et 3 sont représentés le circuit du générateur d'impulsions qui constitue l'élément essentiel de l'équipement. Comme on peut le voir sur la figure 2 et conformément à une caractéristique essentielle de la présente invention, le générateur revêt une forme comprenant cinq circuits qui sont respectivement le circuit d'un oscillateur 14, le circuit de départ et de blocage 15 et 16 de l'impulsion, l'unité de puissance de l'impulsion 17 et un circuit conformateur à double impulsion 18 qui peut etre mis en service à volonté, afin d'atteindfe un plus grand degré de sécurité dans la localisation du câble. I1 existe en outre un circuit 19 constituant la source d'alimentation, qui fournit à l'appareil un courant stabilisé à haute tension. Comme on peut le voir sur la figure 3, l'appareil est conçu pour être alimenté à travers un réseau normal de fourniture d'énergie électrique, par exemple à 220 volts, au moyen d'une source d'alimentation 19 qui se compose d'un transformateur T avec un écran électrostatique entre les bobinages primaire et secondaire. Dans le circuit secondaire de ce transformateur est intercalé un redresseur P du type à pont, dont le pôle négatif est relié à la masse tandis que le pôle positif est utilisé pour la charge du condensateur à haute capacité C1 (par exemple 20.000 microfarads), intégré dans l'unité de puissance 17 qui constitue ltélément fondamental du système.Egalement, à partir du pôle positif et à travers une diode dl, se charge un condensateur à filtre C2 (par exemple de 1000 microfarads) qui alimente-le circuit du thyristor tl intégré de même dans l'unité de puissance 17. Enfin, les circuits intégrés qui seront étudiés plus loin, sont alimentés à travers le circuit stabilisateur E de type classique. L'oscillateur se compose d'un montage formé de deux circuits intégrés CI1 et CI2 d'un condensateur C3, de deux résistances r1 et r2 et d'un potentiomètre rp. Ce circuit donne à la sortie de l'inverseur CI2 une onde carrée de fréquence déterminée qui peut être ajustée au moyen du potentiomètre. A la sortie du circuit intégré CI2 on a une onde carrée qui est inverse de celle obtenue à la sortie d'un circuit intégré CI3 relié au précédent, comme cela apparait clairement à la partie supérieure de la fig. 4. L'appareil comprend comme il a été dit par avance, un circuit à double impulsion 18 qui peut être mis en service dans le cas -relativement probable - od l'un des câbles formant le faisceau étudié - amène, pour des causes entièrement étrangères au circuit, des impulsions de fréquence égale ou analogue à celle des impulsions engendrées par le générateur. Dans ce cas, c'est-à-dire toutes les fois qu'il peut y avoir doute sur l'origine des impulsions détectées dans le câble analysé, il suffira de mettre en fonctionnement, en l'intégrant dans le circuit général de l'émetteur, ce circuit émetteur à double impulsion pour que, d'après la variation des impulsions et, surtout, du fait que celles-ci cessent de se manifester d'une manière uniforme, il soit possible d'achever l'identification avec une grande facilité.Ce circuit comprend les portes C 14 et C I5 fournissant à sa sortie une onde avec un retard déterminé (par exemple de 2 secondes) à la montée et un retard plus petit (par exemple de 0,15 seconde) à la descente. Ce retard s'obtient au moyen de la résistance r3 et du condensateur C4 pour la montée et au moyen de la résistance r4 et de la diode d2 pour la descente. Comme on peut le voir sur le graphique de la figure 4, à la sortie du circuit intégré C I 5 on obtient une onde de forme similaire à celle de la sortie C 12, mais avec un retard à la sortie qui est précisément ce qui marque les points auxquels s'obtiendra la double impulsion.Ce circuit peut être court circuité du circuit général au moyen de l'interrupteur 11r qui revêtira normalement la forme d'un poussoir. Le circuit 15 donnant naissance à l'impulsion a pour mission de donner le signal de début de l'impulsion de courant à la sortie de l'émetteur d'impulsion; Ce circuit comprend deux circuits différenciateurs formés chacun par un condensateur et une résis tance respectivement C - r et C6- r6 t le circuit C5 - r5 étant .5 5 6 r6 , le circuit C - r relié à la sortie de la porte C I 3r tandis que le circuit C -r est relié à la sortie de la porte C 15. De ces deux signaux différenciés, on ne laisse passer que l'impulsion positive, à travers les diodes d3 et d4, qui sont connectées à l'entrée du circuit intégré C 16 et qui s'invertit ensuite à travers les portes C I7 eut C I 8 La sortie de CI8 excite alors directement l'unité de puissance et, de son côté1 comme on le verra plus loin, la sortie de CI7 permet d'obtenir le signal qui excitera le blocage des impulsions. Le circuit de blocage d'impulsions permet de régler la durée de l'impulsion de courant. Ce circuit fournit un signal peu de temps après que l'impulsion est sortie du circuit de départ. Le signal provenant du circuit CI7 passe à travers une résistance r7 et une diode d5 chargeant le condensateur C7, qui présente une période de charge d1une durée très réduite, tandis que la période de décharge, qui s'effectue à travers la résistance r8 atteint une durée équivalent à celle de l'impulsion. A l'entrée du circuit intégré CI9, on obtient une impulsion inversée (elle passe de 1 à 0, puis revient à 1) mais pendant un temps supérieur à celui de l'entrée. Précisément, cette période, durant laquelle la sortie du circuit CI9 reste à zéro, est la durée de l'impulsion de courant. Ce signal est différencié et appliqué à l'entrée du circuit C10, que ne pourront affecter que les impulsions positives, c' est-à-dire que, lorsque le signal provenant du circuit CI9 est passé de O à 1; ensuite il passe à travers les circuits CI11 et CI12, à la sortie desquels on obtient une impulsion positive d'une durée similaire à celle de l'impulsion obtenue dans le circuit CI8, mais retardée par rapport à celle-ci.Ce retard représente précisément le temps que dure l'impulsion de courant. Le circuit ou unité de puissance de l'impulsion constitue la partie du circuit capable de contrôler l'impulsion à haute intensité qui s'applique de la façon étudiée précédemment, au câble, à identifier. Dans ce circuit, on a prévu, dans une forme de réalisation préférée, un instrument de mesure M qui indiquera l'intensité de cette impulsion. L'impulsion fournie par la porte CI8 est amplifiée par le transistor trl et est ensuite appliquée à la porte du thyristor t2, lequel provoque la décharge du condensateur C1 sur le câble à identifier, qui aura été relié au générateur d'impulsions, de la façon exposée précédemment Elle donne lieu à un courant très fort qui peut atteindre des pointes d'environ 25 A.Au bout du temps préfixé, de l'ordre en général d'un dixième de seconde, les circuits CIll et CI12 commanderont l'amorce du thyristor tl, pour provoquer la décharge du condensateur C6, à travers la résistance rg. Cette décharge bloquera le thyristor t2, ce qui fera disparaître l'impulsion de courant. Durant la période de temps ou le thyristor t2 est bloqué, le condensateur C1 se charge à travers la source d'alimentation et de la résistance r10 . A l'arrivée d'une autre impulsion à la porte du thyristor t2, le condensateur qui bloque le thyristor tl se déchargera, déchargeant aussi, en outre, le condensateur CI. En définitive, comme il a été déjà indiqué, l'équipement comprend un récepteur, déjà connu en lui-même, qui est intégré par un transformateur toroidal, revêtant en général une forme analogue à celle d'une pince ampèremétrique afin qu'il puisse être commodément placé de manière à enserrer successivement les câbles à examiner. Le bobinage de ce transformateur sera relié au moyen d'un câble, de préférence d'une bonne longueur, afin de permettre, Si nécessaire, le maximum de liberté de manoeuvre, au boitier du récepteur proprement dit. Ce récepteur comprend un atténuateur potentiométrique et un galvanometre d'inertie très réduite qui devra être du type à zéro central, étant donné que le déplacement de l'index dans l'un ou l'autre sens indiquera la direction du courant. Comme il a été indiqué déjà sur la figure 4 des dessins auxquels se réfère la présente explication, on a représenté les profils d'onde aux différents points du circuit, et plus précisément dans la moitié gauche le profil d'onde sans double impulsion. Sur cette figure, la référence I correspond à la sortie du circuit CI2, la référence II à la sortie du circuit CI3, la référence III représente l'onde d'entrée du circuit CI4, la référence IV I'onde de sortie du circuit CI5, la référence V désigne l'onde d'entrée du circuit CI6, la référence VI est la sortie des circuits CI7 et CI8, la référence VII est l'onde d'entrée du circuit CI9, la référence VIII représente l'onde de sortie de ce même circuit, la référence IX signale 1' onde d'entrée du circuit CIlo , la référence X est l'onde de sortie des circuits CI11 et CI12 et, enfin, la référence XI désigne la représentation de la forme d'onde correspondant à la sortie du circuit d'impulsion de courant. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nom- breuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Perfectionnements dans les équipements électroniques pour l'identification de câbles, du type comprenant un générateur d'impulsions à haute intensité, auquel est reliée une extrémité du câble à identifier, un transformateur toroïdal placé de manière à enserrer successivement les câbles à examiner ou identifier et un récepteur qui comprend un instrument de mesure relié au transformateur, caractérisé en ce que le générateur d'impulsions, connecté au réseau constituant la source d'alimentation, comprend essentiellement au moins cinq circuits constituant, respectivement, un circuit oscillateur, des circuits de départ et de blocage de 11 impulsion, l'unité de puissance de l'impulsion et un circuit de formation de double impulsion qui peut à volonté rester incorporé au circuit général ou en être inhibé. 2 - Perfectionnements selon la revendication I, caractérisé en ce que ledit circuit oscillateur comprend deux circuits intégrés, un condensateur, deux résistances et un potentiomètre, qui donne, à la sortie de l'inverseur constitué par le second circuit intégré, une onde carrée dont la fréquence peut être ajustée au moyen du potentiomètre et en ce que ledit circuit délivre sur deux sorties différentes deux ondes carrées l'une inverse de l'autre, une des ondes carrées étant disponible à la sortie du second circuit intégré tandis que l'autre onde carrée est disponible sur une troisième porte. 3 - Perfectionnements selon la revendication 1, caractérisés en ce que le circuit de formation de double impulsion est inhibé du circuit général au moyen d'un interrupteur et en ce qu'il comprend fondamentalement deux circuits intégrés dont la sortie du second circuit délivre une onde avec un retard déterminé obtenu au moyen d'une résistance et d'un condensateur, à la montée, et un petit retard obtenu au moyen d'une résistance et d'une diode à la descente, de manière à produire une onde de forme similaire à celle obtenue à la sortie du second circuit intégré de l'oscillateur, mais avec un retard qui détermine les points à double impulsion. 4 - Perfectionnements selon la revendication 1, caractérisés en ce que le circuit initiateur de 1' impulsion comprend des circuits différenciateurs formés chacun par un condensateur et une résistance qui sont reliés aux portes du second circuit de l'oscillateur et du second circuit intégré du circuit de formation respectivement, de manière à sélectionner l'impulsion pGS- tive de ces signaux différenciés, qui est appliquée à l'entrée d'un circuit intégré et ensuite inversée à travers deux circuits intégrés correspondants, une de ces sorties étant utilisée pour exciter directement l'unité de puissance et l'autre pour exciter le blocage des impulsions. 5 - Perfectionnements selon la revendication 1, caractérises en ce que l'unité de blocage de l'impulsion comprend un condensateur qui se charge à travers une résistance et une diode et qui présente une période de charge d'une durée très réduite, tandis que la période de décharge qui se réalise à travers une xésis- tance atteint une durée équivalant à la durée de la pulsion, cette unité comprenant en outre un circuit intégré à la sortie duquel s'obtient une pulsion inversée mais pendant un temps supérieur à celui de l'entrée, ce signal se différenciant et s'appliquant à l'entrée d'un second circuit intégré, que ne peuvent affecter que les pulsions positives et passant à travers deux autres portes à la sortie desquelles on obtient une pulsion positive d'une durée similaire à celle obtenue dans le dernier circuit intégré du circuit initiateur, mais retardée par rapport à celui-ci, ce retard constituant le temps que dure l'impulsion de courant. 6 - Perfectionnements selon la revendication 1, caractérisés en ce que le circuit de puissance de l'impulsion comprend un transistor amplificateur du signal délivré par la porte du circuit initiateur, ledit signal amplifié étant appliqué à la porte d'un thyristor qui provoque la décharge d'un condensateur à grande capacité sur le câble à identifier, convenablement relié à la sortie de cette unité, en donnant lieu à un courant très fort, jusqu'à ce que au bout d'un court laps de temps préfixé, les deux derniers circuits intégrés de l'unité de blocage fournissent une pulsion au thyristor qui s'amorce et provoque la décharge d'un condensateur, à travers une résistance, en déterminant le blocage du premier thyristor précité, et la disparition de l'impulsion de courant pendant une période de temps qui correspond à la charge du condensateur à grande capacité. 7 - Perfectionnements selon la revendication 1, caractérises en ce que le circuit constituant la source d'alimentation est intégré par un transformateur avec ecran électrostatique entre les bobinages primaire et secondaire, un redresseur du type à pont étant intercalé dans le circuit secondaire, le pôle négatif relié à la masse tandis que le pole positif est utilisé pour la charge du condensateur à haute capacité et en ce qu'en outre un condensateur à filtre est chargé à partir du pôle positif et à travers une diode, et alimente le circuit du second thyristor, l'ensemble comprenant un circuit stabilisateur à travers lequel sont alimentés les circuits intégrés des différents circuits électroniques.