Brevet FR2560687A1 — publié le 19850906

"Canne télescopique étalonnée pour mesures diverses en lecture directe, notamment pour le contrôle en toute sécurité des câbles électriques haute tension suspendue". L'invention concerne une canne télescopique étalonnée en hauteur, pouvant atteindre une hauteur importante, et destinée à effectuer des mesures diverses, notamment pour le contrôle en toute sécurité des câbles électriques haute tension suspendus. Dans le domaine des relevés topométriques, on utilise généralement un tachéomètre ou un théodolite qui permet le relevé d'angles et de distances en coopération avec des jalonsmires. Ces jalons-mires qui sont visés par l'Opérateur et déplacés par un Aide, sont habituellement de faible hauteur (2,20m). Or, il y a une demande pour des jalons-mires pouvant présenter une hauteur plus importante et pouvant également être convertibles en ins tnments de mesures autres que de Hauteur. I1 en est ainsi pour les mesures de contrôle des câbles aériens haute tension, tels que les caténaires dans les transports ferroviaires ou les câbles haute tension destinés au transport d'électricité en campagne. On connaît déjà l'invention dont fait l'objet le brevet français nO 78.15.519 et qui présente un pied-support télescopique pour géomètre pouvant atteindre, dans un de ses modes de réalisation, une hauteur de plus de trois mètres. Mais un tel pied ne permet pas d'effectuer un relevement direct des câbles électriques. C'est donc l'objet de l'invention que de fournir une canne comprenant un tel pied télescopique étalonné, carac- térisée en ce qu'elle comprend également au moins une rallonge dimensionnée indépendante, rapportée bout a bout a l'extrémité supérieure du pied télescopique, chaque rallonge supplémentaire étant rapportée bout à bout à la précédente et la rallonge supérieure supportant des moyens de prise de mesures amovibles. L'ajout de rallonges aimensionnées permet d'atteindre toute hauteur souhaitée, et le fait que la longueur de chaque rallonge soit inférieure à la variation de longueur que l'on peut faire subir au pied télescopique, permet d'obtenir un relevé précis de toutes les hauteurs,tant qu'on n'atteint pas, pour la canne, un flambage sensible. Le pied télescopique étant constitué d'au moins deux éléments gradués coulissant successivement l'un dans l'autre dans l'ordre des diamètres croissants, chaque élément en cours de déploiement étant gradue selon une échelle directe, de manière à faire affleurer, sur le rebord supérieur de l'élément du diamètre immédiatement supérieur, la graduation correspondant à la hauteur de la canne, la mesure de la hauteur totale de la canne est obtenue en ajoutant à la lecture du pied la valeur de la longueur de chaque rallonge dimensionnée, multipliée par le nombre de rallonge. Dans le cadre de l'application d'une telle canne au contrôle des câbles électriques aériens, les rallonges dimensionnées sont réalisées en matériaux diélectriques qui rendent la canne électriquement isolante. Selon un mode de réalisation particulier, la canne est munie à son faîted'un moyen de mesure du diamètre du câble contrôlé, ainsi que d'une sonde thermosensible et d'une sonde de captage de tension de l'objet à mesurer. Selon un mode préférentiel de réalisation, et afin de garantir la sécurité de l'Opérateur, un des éléments de rallonge de la canne est traversé par une tresse métallique dont l'extrémité libre est munie d'une fiche de mise à la terre. Selon une autre caractéristique de l'invention, la canne présente également une échelle inverse de graduation dont le zéro correspond à son sommet. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante et des dessins annexés dans lesquels - la Fig. 1 représente la canne munie de deux rallonges et d'un embout-étalon, et utilisée en lecture directe, - la Fig. 2 représente la canne utilisée en lecture inverse, - la Fig. 3 représente le siège incurvée servant de berceau à l'objet à mesurer, - la Fig. 4 représente les deux cibles de visée pourthéodolite (axe optique) et télémètre (axe électro-optique) - les Fi. 5 et 6 représentent des modes de réalisation des moyens de mesure de diamètre des cabales, - la Fig. 7 représente le procédé de lecture parallèle de hauteur, - la Fig. 8 représente le procédé de lecture parallèle de hauteur, appliqué à la mesure d'un câble sans contact. - la Fig. 9 représente le procédé de lecture visuelle directe avec contact, - la Fig. 10 représente un mode d'utilisation de la canne en lecture inverse, ~ la fiv.11 représente un mode préférentiel de réalisation des rallonges dimensionnées munies d'embouts de liaisons complémentaires. Selon la Fig. l, la canne est constituée de trois éléments 1, 2 et 3, dont l'élément de diamètre le plus faible 3 est en cours de déploiement. On peut lire en A la hauteur de la canne, y compris l'embout dimensionné 4. La hauteur de cet embout correspond à la hauteur h de la cible de visée pour théodolite montée sur son support (Fig. 4). La canne est munie d'un système de niveau à bulle 5 qui permet d'en ajuster exactement la verticalité. Les rallonges 6 et 7 sont réalisées en matériauxdiélectriques, par exemple en fibres de verre obtenues par enroulement filamentaire . couvert de résine et de liant. Ces rallonges sont alors des tubes en fibres de verre auxquels on a rapporté à chaque extrémité des embouts de liaison amovibles, deux embouts (70,71) d'une même canne étant complémentaires. Il peut s'agir, par exemple, d'une liaison vissée, (fig.ii) chaque canne présentant à l'une de ses extrémités une tige filetée 70 et à l'autre un trou taraudé 71. Les tolérances d'usinage du tube en fibres de verre et des embouts doivent être suffisantes pour permettre une précision adéquate des rallonges dimensionnées. Chaque rallonge présentant une résistance diélectrique théorique de 250.000 volts par mètre, une seule rallonge de deux mètres pourrait convenir pour isoler le pied télescopique d'une ligne haute tension de transport électrique standard à 400.000 Volts. La hauteur moyenne des lignes haute tension de transport électrique étant de dix huit mètres, la sécurité offerte par la superposition de rallonges est plus que suffisante. De manière préférentielle, le pied télescopique est pourvu de systèmes de blocage et de déblocage de coulissement des éléments gradués 1,2,3 les uns par rapport aux autres, notamment au moyen d'un dispositif à excentrique. Lorsque le déploiement total de l'élément 3 du pied télescopique ne suffit pas pour obtenir la hauteur désirée, on la laisse effectivement déployée et on poursuit l'élévation de la canne en extrayant l'élément 2 hors de l'élément 1 ; dans ce cas, la hauteur est lue en B. La Fig. 2 montre la canne télescopique utilisée en lecture inverse. L'embout 4 est alors mis en contact avec la surface inférieure 10 de l'objet à mesurer et on lit directement sur la canne déployée, le long de l'échelle inverse, la distance séparant chaque graduation de cette surface 10 (voir Fig. 10). Dans le cadre de l'application de la canne à des câbles suspendus, il peut être avantageux de munir l'embout 4 d'un dispositif d'accrochage de la canne au câble, (qu'elle soit ou- non munie de rallonges 6, 7), l'absence de contact de la canne avec le sol prévenant tout risque de court-circuit. (voir Fig. 11). Les Fig. 3, 4, 5 et 6 représentent les moyens de prise de mesures adaptables au faîte de la canne. La Fig. 3 représente un siège incurvé 20 présentant trois profils 21, 22 et 23, constituant des berceaux de réception de l'objet à mesurer et, plus particulièrement, d'un câble. Ce siege 20 est monté sur un support 24 de telle manière que la hauteur h séparant le fond de chacun des berceaux 21,22, 23 de la base du support 24, soit normalisée. La lecture directe sur le pied télescopique tient, en ce cas, compte de cette hauteur, de la même manière qu'il tient compte de la hauteur de l'embout 4 dont il a été question précédemment. Dans le cas d'applications systematiquement et parfaitement définies de la canne selon l'invention, par exemple pour le contrôle de caténaires normalisées , le siege incurvé pouvant prendre une forme particulière adaptée exactement au câble ou autre , de manière à pouvoir lire directement la hauteur sur la canne (avec éventuellement ajout ou retrait d'une constante bien connue). On peut également envisager l'adaptation de toutes sortes d'embouts au faite de la canne, pour toutes applications particulières de l'invention, et singulièrement, pour effectuer une mesure de longueur entre deux objets présentant une différence de potentiel électrique. L'adaptation de l'embout 4 convient, par exemple, dans cet esprit, à la mesure de l'écartement des rails du transport ferroviaire, entre lesquels subsiste une différence de potentiel utilisée pour la commande des signaux de circulation. La canne comprend, bien entendu, au moins une ral longe diélectrique. La Fig. 4 présente la mire qui peut etre préférentiellement montée sur la canne pour effectuer les relevés topométriques. La première cible inférieure 31 est la cible de visée pour théodolite.Le point de visée doit donc se trouver naturellement à la hauteur h au-dessus de la base du support 33, de manière à permettre la lecture directe sur le pied télesco- pique de sa hauteur. Cette mire 31 est surmontée d'une seconde mire 32 destinée aux mesures télémétriques. Elle peut donc être toutes sortes de prismes réflecteurs pour télémètres infrarouges, cellules lasers réceptrices pour émetteurs lasers, etc. Dans le cas où il est souhaité procéder à des mesures très preci- ses, il peut être tenu compte, lors du calcul effectué à partir des relevés sur le terrain, du décalage entre la cible de théodo lite et la cible de télémètre. La prise en compte de ce décallage peut également être automatiquement réalisée lorsque le télémètre est équipé d'un calculateur électronique incorporé. L'utilisation de cette mire à double cible 30 est illustrée en Fig. 7. Les Fig. 5 et 6 présentent des moyens de prises de mesure complémentaires adaptables sur la canne selon l'invention. Ces moyens de mesure sont plus particulièrement destinés au relevé du diamètre des cables et leur conception se rapproche de celle d'un pied à coulisse. Selon la Fig. 5, la rallonge terminale 40 située en bout de canne est, d'une part, munie d'un siège 20 incurvé du type présenté en Fig. 3. I1 y est,d'autre part, rapporté un bras 41 monté sur pivot 42, ledit pivot étant situé sur la rallonge 40 dans le cas de la Fig. 5. Le bras 41 se présente alors sous la forme d'un système à balancier équilibré, constitué de deux éléments 43; 44, montés en forme d'épingle à cheveux. Le pivotement du bras 41 autour de l'axe 42 entraîne donc un mouvement relatif de l'élément supérieure 44 par rapport au siège 20. Ce mouvement est transmis en direction de la base de la canne (à hauteur d'homme) au moyen d'au moins un câble 46 vers un vernier 48. Selon un mode de réalisation préférentiel, deux câbles 46, 47 sont liés au bras 41, chacun étant lié symétriquement à l'autre par rapport au pivot à une des extrémités de l'élément inférieur 43. Le vernier 48 peut alors être constitué de deux curseurs mobiles 49 et 50, circulant sur des étriers 51,52 en regard d'une échelle graduée 53. Le vernier possède également un dispositif de remise à zéro des curseurs par étalonnage. La transmission du mouvement du bras 41 par double câble 46, 47, dès lors qu'il entraîne le déplacement de deux curseurs, présente l'avantage, d'une part, de permettre deux lectures du même déplacement en s'attachant individuellement à chaque curseur 49,50, mais également, de relever le déplacement différentiel des curseurs correspondant au double du déplacement effectif du bras 41. Le fonctionnement du montage de prise de diamètre suppose que l'on étalonne préalablement le vernier 48 pour une position du bras 41 de référence. On introduit ensuite le câble (ou autre) dont on veut mesurer le diamètre (ou l'épaisseur) entre le siège 20 et le bras 41. Le câble (ou autre) peut aussi bien être placé au-dessus du siège qu'en-dessous du moment qu il peut être pris entre les deux mâchoires de cette sorte de pied à coulisse. Le contrepoids 45 vient équilibrer l'ensemble. Le pivotement du bras 41 autour de l'axe 42 amène l'élément inferieur 43 ou l'élément supérieur 44 en contact avec le câble ou autre, vient le plaquer contre le siège 20 et à la position correspondant à l'immobilisation du câble entre les deux"mâchoires" correspond une position relative des curseurs 49-50. Ceux-ci autorisent une lecture sur une échelle adéquate,du diamètre (de l'épaisseur)de l'objet mesuré relativement au diamètre d'étalonnage ayant permis la mise au zéro du vernier. La Fig. 6 présente une variante de ce dispositif de prise de mesure de diamètres selon-laquelle le bras 41 est formé d'un seul élément supérieur 60 en rotation autour d'un axe 61 situé sur le siège incurvé 20 et décale par rapport à l'axe de la canne. Ledit bras 60 se divise préférentiellement en deux flasques 62,63 au niveau de l'axe de rotation 61 pour venir enserrer symétriquement le siège incurvé 20 dans le but de garantir un centrage et une précision satisfaisante lors de la rotation. Le mouvement du bras 60 par rapport au siège 20 est alors transmis à un vernier de conception similaire à celui décrit en Fig. 5, par l'intermédiaire d'un câble 64. De manière préférentielle, l'extrémité supérieure du câble 64 est fixée sur le bras 60 le plus loin possible de l'axe de rotation 61, de manière à fournir un déplacement le plus grand possible pour un angle de pivotement du bras donné, sans bien sûr que la position du câble puisse entraver le positionnement de l'objet a mesurer 65 sur le siège 20. L'équilibre du bras 60 est obtenu, le cas échéant, au moyen d'un contrepoids dimensionné 66. I1 est clair que tout dispositif de prise de diamètre ou d'épaisseur analogue à ceux décrits ci-dessus reste conforme à l'esprit de l'invention et est donc protégé comme tel. Selon un mode de réalisation de l'invention, les parties qui sont en contact avec l'objet à mesurer peuvent également comprendre des sondes pour mesures diverses. On peut ainsi prévoir le montage d'une sonde thermo-sensible permettant de relever la température du câble mesuré, ou un capteur de tension de l'objet à mesurer. Les Fig 7 à il présentent enfin quelques modes d'utilisation de la canne selon l-'invention. La Fig 7 présente l'utilisation de la canne pour un procédé de lecture parallèle. L'Opérateur situé à distance du point Z dont on désire mesurer la hauteur, déclinera tout d'abord le théodolite pour en effectuer la visée. Pour lan- gle de déclinaison obtenu, il guidera ensuite l'Aide qui ayant disposé la canne munie de la mire 31, manoeuvrera le pied télescopique, de manière à placer la mire à la même hauteur de visée que le point Z. L'Opérateur procédera alors à une première mesure télémétrique. L'Aide obtint en lecture directe la hauteur de la cible, et le télémètre donne la longueur L, ces valeurs permettant, en association avec la mesure de l'angle du théodolite, d'obtenir la valeur de la hauteur du point Z. La Fig 8 présente l'application de ce principe de lecture parallèle à la lecture de la hauteur d'un câble de haute tension. Dans ce cas, la canne est utilisée sans contact avec le câble, mais est utilisée par exemple à une distance 1 de quelques dizaines de centimètres de celui-ci. Cette précaution supplémentaire, additionnée à la superposition des rallonges en matériau diélectrique, permet à l'Aide de travailler en toute sécurité. De la même manière qu'indiquée en Fig 7, la Fig 8 présente le principe préférentiel de relevé de la hauteur du câble en effectuant, un pointage du théodolite sur le point Z' du câble dont on désire effectuer la mesure, puis un réglage de la canne pour amener la cible de théodolite en intersection avec l'axe optique du théodolite dont la déclinaison est maintenue, le relevé en lecture directe de la hauteur de la canne, et enfin la mesure télémétrique de la distance L'. La Fig 9 présente le procédé de lecture directe de la hauteur du câble avec contact du siège 20 de la canne avec le câble 65. Le principe de la rdalisation de la mesure consiste à monter approximativement le nombre de rallonges diélectriques nécessaires pour atteindre le câble, puis à régler finement la hauteur de la canne, de manière à placer le siège 20 en affleure ment avec le câble, et enfin de lire en lecture directe sur la canne comme indiqué précédemment la hauteur dudit câble 65. La Fig 10 présente un mode d'utilisation de la canne C utilisée en lecture inverse. Ce procédé convient particulièrement pour la mesure de l'affaissement des voûtes suspendues des ouvrages d'art ; il trouve également une application préférentielle pour la mesure des lignes haute tension lorsqu'on pense qu'il serait inadéquat de risquer l'établissement d'un courtcircuit entre le câble et le sol et qu'on pense plus judicieux d'accrocher la canne au câble en laissant l'extrémité inférieure libre. La Fig 10 présente une méthode de contrôle de l'affaissement des voûtes d'un arc. Elle consiste à prendre comme référence de visée un point fixe Y situé sur une tour, ellemême placée au-delà de l'arc dont on désire effectuer le contrôle L'intersection de l'axe de visée du point Y avec la canne C suspendue à l'arc permet de relever la graduation correspondant à la distance séparant l'axe de visée de la voûte. Un tel relev6,effec- tué périodiquement, permet de contrôler l'affaissement éventuel de l'arc.Selon un autre procédé d'application, le point fixe Y peut être une cible optique 30 montée sur une canne télescopique à une hauteur déterminée connue par la lecture directe sur le pied télescopique de la canne, ce second procédé permet d'éliminer les risques éventuels du déplacement du point fixe Y de la tour, et qui peut être également sujette à un affaissement. L'utilisation de la canne selon l'invention ne se limite bien entendu pas à ces différentes méthodes ci-dessus exposées, et se caractérise au contraire par sa souplesse de conception qui en permet l'adaptation à un très grand nombre d'utilisations variées. Cette grande souplesse d'utilisation est complétée par le fait que l'invention prévoit la réalisation dBem- bout-étalon 4 standard, correspondant à chaque modèle de cible optique et électro-optique commercialisé, de manière à placer l'axe optique de la cible exactement à la hauteur h au-dessus du sommet de la canne pour en permettre la lecture directe de la hauteur exacte. La canne selon l'invention présente donc de nombreux avantages, et particulièrement celui de la stabilité quelle que soit la longueur développée, grâce à la rigidité de l'ensemble. D'autre part, ltune des caractéristiques essentielles de l'invention est la sécurité qu'elle offre à l'utilisateur dans le cas du contrôle des câbles haute tension ; cette sécurité est assurée de manière tout à fait satisfaisante par la très grande résistance électrique des rallonges diélectriques ; elle est en outre renforcée, selon un mode de réalisation de la canne, par l'installation d'une mise à la terre comme noté précédemment. REVENDICATIONS. 10/ Canne de hauteur variable du type comprenant un pied télescopique étalonné caractérisée en ce que, afin d'en permettre l'utilisation pour le contrôle en toute sécurité des câbles électriques haute tension suspendus, ladite canne comprend au moins une rallonge (6) dimensionnée indépendante, rapportée bout à bout à l'extrémité supérieure dudit pied (1,2,3), chaque rallonge (6) supplémentaire étant rapportée bout à bout à la précédente, et la rallonge supérieure supportant des moyens de prise. de mesures amovibles. 20/ Canne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pied télescopique (1,2,3) est constitué d'au moins deux éléments gradués (1,2) coulissant successivement l'un dans l'autre dans l'ordre des diamètres croissants, chaque élément au cours de déploiement étant gradué selon une échelle directe ainsi conçue qu'on fait affleurer sur le rebord supérieur de l'élément (1) de diamètre immédiatement supérieur à l'élément au cours de déploiement (2), la graduation correspondant à la hauteur de la canne. 30/ Canne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments coulissants (1,2) sont également gradués selon une échelle inverse qui. s'étend par graduations croissantes vers le bas de la canne et dont la graduation zéro correspond au sommet de la canne. 4t/ Canne selon l'une quelconque des revendications de 1 à 3, caractérisée en ce que les rallonges (6) dimensionnées sont des tubes creux en matériau diélectrique dont les deux extrémités sont munies chacune d'un embout de liaison amovible (70, 71), les deux embouts de liaison (70, 71) d'une même canne étant complémentaires. 5 / Canne selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de prises de mesures comprennent une cible de visée optique (31) et/ou électrs- optique (32) destinée à coopérer avec un théodolite et/ou un télémètre, ladite cible étant montée sur un support (33) rapporté en bout de canne, de manière que le centre de la cible optique soit situé à la hauteur de la graduation zéro de l'échelle directe de la canne. 60/ Canne selon l'une quelconque des revendications de 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens de prise. de mesures comprennent une pièce en forme de siège incurvé (20) constituant au moins un berceau (21, 22, 23) de réception de l'objet à mesurer. 70/ Canne selon l'une quelconque des revendications de 1 à 6, caractérisée en ce que le siège incurvé (20) coopère avec un bras équilibré (41; 60) monté sur pivot (42; 61), le siège (20) et le bras (41;60) formant chacune l'une des deux mâchoires d'une pince destinée à enserrer l'objet à mesurer, le bras (41;60) étant relié à au moins un câble inélastique (46, 47, 64) transmettant le déplacement desdits bras vers un vernier (48) à zéro étalonnable. 80/ Canne selon l'une quelconque des revendications de 1 à 7, caractérisée en ce que les moyens de mesures comprennent unesonde thermosensible et/ou une sonde'de captage de tention de l'objet à mesurer. 90/ Canne selon l'une quelconque des revendications de 1 à 8, caractérisée en ce que une des rallonges dimensionnées (6) est traversée par une tresse métallique dont l'extrémité libre est munie d'une fiche de mise à la terre. 100/ Canne selon l'une quelconque des revendications de 1 à 9; caractérisée en ce que le pied télescopique est pourvu d'un niveau à bulles (5) permettant d'en ajuster la verti calité. 110) Canne selon l'une quelconque des revendications de 1 à 10, caractérisée en ce que le pied télescopique est pourvu de systèmes de blocage et de déblocage du coulissement des éléments gradués (1,2,3) les uns par rapport aux autres.