Brevet FR2559270A1 — publié le 19850809

La présente invention est relative aux appareils de mesure et se rapporte plus particuliè- rement aux appareils de mesure de champ électrique. De tels appareils sont utilisés notamment pour la mesure de l'amplitude et de l'orientation des champs électriques de fréquence industrielle engen- drés par les ouvrages aériens, tels que lignes à haute et très haute tension et postes de transformation. Ces appareils sont très utiles pour l'étude des effets des champs électriques afin d'étabir des distributions statistiques des intensités des champs électriques à proximité d'ouvrages variés. On connaît une mesure de champ électrique du type à dipole sphérique" constitué par un bottier formé de deux hémisphères creux, conducteurs, isolés électriquement l'un de l'autre, le long d'une circon- férence équatoriale commune. Les deux hémisphères sont reliés à l'inté- rieur de l'appareil par une faible impédance. Par conséquent, lorsque le dip6le ainsi constitué est placé dans un champ électrique, il circule entre les deux hémisphères un faible courant d'influence dont la valeur est donnée par la rela- tion théorique: Io = j O.oO 31 r E dans laquelle: E est le champ à mesurer en V/m o r est le rayon du dip6le en m Co = 100lT = -- ---- permittivité du vide 36T 1t09 Ce courant fait apparaître une différence de potentiel aux bornes de l'impédance, laquelle à son tour est connectée à un circuit électronique de mesure qui délivre la valeur de la mesure sur un dispositif d'affichage du type à cristaux liquides. Une calotte polaire de la sphère est tour- nante et permet successivement de choisir parmi un certain nombre de fonctions. Ces fonctions sont les suivantes: - Arrêt - Test des piles - Plusieurs sensibilités L'appareil de mesure peut être fixé au bout d'une perche isolante télescopique, par l'intermédiai- re d'une fourche dans laquelle il peut être orienté autour d'un axe diamétral. Les appareils de mesure de champ électrique du type précité sont souvent utilisés dehors et sont donc exposés aux intempéries. En particulier, l'humidité et la pluie sont des éléments perturbateurs du fonctionnement de l'ap- pareil. L'invention vise à remédier à ces inconvé- nients en créant un appareil de mesure de champ élec- trique dont le fonctionnement n'est pas affecté par les conditions atmosphériques dans lesquelles il est utilisé. Elle a donc pour objet un appareil de mesu- re de champ électrique comportant deux calottes hémis- phériques creuses, isolées électriquement l'une de l'autre et reliées entre elles à l'intérieur de l'ap- pareil par une faible impédance destinée à -être par- courue par un courant d'influence lorsque l'appareil est placé dans un champ électrique, un circuit élec- tronique de mesure connecté à ladite impédance et logé dans l'enceinte définie par les deux calottes hémis- phériques et des moyens d'affichage des valeurs mesu- rées par le circuit électronique, caractérisé en ce que lesdites calottes hémisphériques sont assemblées entre elles par l'intermédiaire d'une pièce d'étan- chéité. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 est un schéma synoptique de l'ap- pareil de mesure de champ électrique suivant l'inven- tion; - la Fig.2 est une vue en perspective, avec arrachement partiel d'un appareil de mesure de champ électrique suivant l'invention; - la Fig. 3 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne 2-2 de la Fig.1. L'appareil de mesure de champ électrique représenté schématiquement à la Fig.1 comporte princi- palement deux calottes hémisphériques 1 et 2 disposées en regard l'une de l'autre et isolées électriquement l'une par rapport à l'autre. Les calottes 1 et 2 forment ensemble l'enve- loppe de l'appareil qui contient l'ensemble des cir- cuits représentés à la Fig.1, Les calottes 1 et 2 sont connectées chacune à une entrée d'un amplificateur de mesure 3 entre l'une des entrées et la sortie duquel est connecté un circuit de contre-réaction 4 réglable destiné à déter- miner la sensibilité de l'appareil. A la sortie de l'amplificateur de mesure 3 est connecté un filtre passebande 5 accordé sur 50 Hz dont la sortie est reliée à son tour à un détecteur sans seuil 6 par l'intermédiaire d'un circuit 7 d'a- justage pour l'étalonnage à la construction, à un dis- positif d'affichage numérique 8 du type à cristaux li- quides par exemple. L'alimentation du dispositif est assurée par une pile électrique de 9 V (non représentée) qui permet une autonomie de fonctionnement d'environ 24h. La structure et le fonctionnement d'un tel appareil sont connus de sorte qu'il n'y a pas lieu d'y revenir en détail. Comme le montrent les Fig.2 et 3, les deux calottes sphériques 1 et 2 de l'enveloppe de l'appa- reil suivant l'invention, réalisées en un matériau conducteur de l'électricité sont pourvues chacune d'une bride périphérique 9,10. Les brides 9 et 10 sont percées de trous 11,12 régulièrement espacés dans les- quels sont engagées des tiges métalliques d'assemblage 13 filetées à leurs deux extrémités et s.ur lesquelles sont montés des écrous de serrage 14. Entre les brides 9 et 10 est interposée une pièce d'étanchéité 15 en matière isolante pourvue de trous 16 pour le passage des tiges 13. Dans les surfa- ces opposées de la pièce 15 tournées vers les brides 9 et 10 sont ménagées respectivement des gorges annulai- res 17,18 dans lesquelles sont montés des joints tori- ques d'étanchéité 19,20. Dans les trous 11,12 des brides 9,10 sont engagées des rondelles 21 en matière isolante, desti- nées à éviter tout court-circuit par contact entre les coquilles hémisphériques 1 et 2 et les tiges 13. Il est également possible d'utiliser des ti- ges 13 en matière isolante telle que le téflon auquel cas les rondelles 21 peuvent être supprimées. La pièce d'étanchéité 15 peut être soit une bague, soit comme le montre la Fig.1, une plaque de support pour les circuits électroniques 22 de l'appa- reil. Dans la surface latérale extérieure de la pièce d'étanchéité 15 sont montées dans des positions dia- métralement opposées des tiges radiales 23 par l'in- termédiaire desquelles l'appareil est monté oscillant dans une fourche 24 fixée à l'extrémité 25 d'une tige télescopique. Un tel montage de l'appareil suivant l'in- vention permet d assurer son orientation par rapport au champ électrique à mesurer. La coquille hémisphérique supérieure 1 de l'appareil de mesure de champ suivant l'invention est constituée d'une première partie creuse 26 aplatie dans sa région opposée à la bride 9. La région aplatie 27 est traversée par un axe 28 perpendiculaire à la piece d'étanchéité 15 et dont l'extrémité porte un bouton de manoeuvre 29 dont la forme complète la calotte hémisphérique 1. Le bouton 29 est calé en ro- tation sur l'axe 28 de façon à assurer l'actionnement d'un commutateur 30 disposé à l'extrémité opposée de l'axe 28, monté sur la plaquette 22 du circuit électronique et destiné à assurer les changements de sensibilité de l'appareil par action sur le circuit de contre-réaction 4 de l'amplificateur de mesure 3 du circuit représenté à la Fig.1. Le commutateur 30 est également le commutateur de mise en marche et d'arrêt de l'appareil et assure dans une de ses positions le test de la pile d'alimentation de l'ensemble. Le bou- ton 29 porte des inscriptions (non représentées) cor- respondant aux positions du commutateur 30. Dans le bouton 29 est percé un orifice 31 destiné à permettre, pour une position angulaire dé- terminé du bouton 29, d'accéder à l'aide d'un tourne- vis, à un potentiométre 32 qui fait partie du circuit 7 d'ajustage représenté à la Fig.1. La calotte hémisphérique 2 comporte, comme connu en soi une fenêtre 33 par laquelle apparaissent les indications du dispositif d'affichage 8. On comprend donc que l'appareil qui vient d'être décrit peut être utiliséà l'extérieur dans les conditions atmosphériques les plus sévères. Par ailleurs, il présente une robustesse suffisante pour pouvoir être utilisé au cours de campagnes de mesure sur le terrain. 255927O REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure de champ électrique comportant deux calottes hémisphériques (1.,2) creuses, isolées électriquement l'une de l'autre et reliées entre elles à l'intérieur de l'appareil par une faible impédance destinée à être parcourue par un courant d'influence lorsque l'appareil est placé dans un champ électrique, un circuit électronique de mesure (3, 4, ,6,7) connecté à ladite impédance et logé dans l'en- ceinte définie par les deux calottes hémisphériques et des moyens d'affichage (8) des valeurs mesurées par le circuit électronique, caractérisé en ce que lesdites calottes hémisphériques (1,2) sont assemblées entre elles par l'intermédiaire d'une pièce d'étanchéité (15). 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites calottes hémisphériques (1,2) étant conductrices de l'électricité, la pièce d'étanchéité (15) est réalisée en un matériau isolant. 3. Appareil suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les calottes hémisphéri- ques (1,2) comportent chacune une bride d'assemblage périphérique (9,10), lesdites brides étant pourvues de trous (11,12) régulièrement espacées à la périphérie des brides pour le passage d'organes de serrage des brides (9,10) sur la pièce d'étanchéité (15). 4. Appareil suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits organes de serrage (13,14) comportant des tiges filetées (13) qui traversent les brides (9,10) des calottes hémisphéri- ques et la pièce d'étanchéité (15), il est prévu des rondelles isolantes (21) engagées dans les trous (11, 12) des brides (9,10). 5. Appareil suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans les faces de la pièce d'étanchéité (15) en contact avec les brides (9,10) des calottes hémisphériques (1,2) sont ménagées des gorges annulaires (17,18) dans lesquelles sont logés des joints toriques d'étanchéité revendications 1 à 5, monté oscillant dans une fourche (24) fixée à l'extrémité (25) d'une tige télescopique, caractérisé en ce que dans des positions. diamétrale- ment opposées de la pièce d'étanchéité (15) sont fixées des tiges radiales (23) de montage d'appareil dans la fourche (24). 7. Appareil suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la calotte hémisphérique supérieure (1) de l'appareil est constituée d'une partie creuse (26) ayant une région aplatie (27) op- posée à la bride (9) et d'un bouton (29) de manoeuvre d'un commutateur (28,30) de marche-arrêt, de test de la source d'alimentation et de réglage de la sensibi- lité de l'appareil porté par une plaquette de circuits (22). 8.. Appareil suivant la revendication 7, ca- ractérisé en ce que dans le bouton de manoeuvre (29) dont la forme complète la calotte hémisphérique supé- rieure (1) est percé un trou (31) destiné à accéder à l'aide d'un outil et pour une position prédéterminée dudit bouton (29), à un potentiomètre (32) qui fait partie de moyens d'étalonnage (7) de l'appareil.