Brevet FR2567707A1 — publié le 19860117

L'invention concerne un réseau de fils électrifiés, notamment une cloture électrifiée constituée d'au moins une ligne de fil conducteur parcourue par un courant électrique. De tels dispositifs sont actuellement utilisés de manière courante pour délimiter une surface donnée, par exemple pour protéger des installations, des matériels, des bâtiments. Ils ont pour but d'empêcher l'accés dans la surface qu'ils délimitent, ou d'interdire la sortie de cette surface, ils ont également pour but généralement de déclencher une alarme en cas de tentatives de franchissement ou de sabotage. Les dispositifs de ce type existants actuellement décèlent une telle tentative par détection d'un défaut dans le réseau de fils électrifiés, notamment provoquée par une coupure, le contact direct d'un être humain avec un fil, ou par un court-circuit réalisé entre différents fils. L'invention se rapporte plus précisément aux- dispo- sitifs o il y a circulation effective d'un courant dans le réseau de fils et o il y a mesure directe ou indirecte de ce courant et de la tension. On peut citer par exemple le brevet FR-A-2.458.078, qui propose un dispositif de détection de défauts de lignes dans une installation à cloture électrifiée mettant en oeuvre deux sources d'alimentation. Ces sources sont notamment deux enroulements secondai- res d'un transformateur, elles alimentent chacune une partie du réseau de fils électrifiés. Ce dispositif opère par mesure des tensions de lignes et du courant circulant dans chaque partie du réseau, ainsi que par mesure d'une interférence éventuelle entre les deux réseaux. I1 permet de détecter la coupure de l'un des fils, une mise en défaut de l'un des fils par rapport à la terre, il permet en outre de détecter la mise en court-circuit de deux fils appartenant respectivement à une partie différente du réseau de fils c'est à dire alimentés par des sources différentes. Un inconvénient d'un tel dispositif est qu'il nécessite deux sources d'alimentation et ne permet pas de détecter la mise en court-circuit de deux fils alimentés par une même source d'alimentation ou par le même enroulement d'un transformateur. Un autre inconvénient d'un tel dispositif est qu'il n'assure pas en général l'isolement galvanique entre le circuit d'alimentation basse tension et le circuit de la cloture de fils électrifiés. La détection s'opère en effet par mesure de grandeur électrique dans le circuit de la cloture et par traitement électrique ou électromécanique de ces mesures électriques. Un des buts de- la présente invention est de remédier à ces inconvénients- et de proposer un réseau de fils élec- trifiés qui puisse être alimenté par une seule source d'alimentation, qui permette la détection de défauts d'isolement entre fils et entre fils et terre et de coupure de chacun de ces fils. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de limiter l'invention. Le réseau de fils électrifiés selon l'invention est constitué d'au moins une ligne de fil conducteur de l'élec- tricité qui présente une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, qui est parcouru par un courant continu, alternatif ou impulsionnel à partir d'une source d'alimenta- tion, il comprend par ailleurs des moyens de détection de défauts de coupure et/ou d'isolement. Il est caractérisé par le fait que les moyens de détection de défauts sont des moyens de contr8le de la répartition dans le réseau d'au moins l'une des grandeurs que sont le courant et la tension et, par le fait, qu'ils sont reliés à au moins deux points du réseau de fils et couplés par des moyens d'isolation galvanique à des moyens de traitement. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription ci-dessous, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement: - figure 1: le dispositif selon l'invention, - figure 2: une forme préférée de réalisation de l'invention des moyens de détection de défauts du dispositif de la figure 1, - figure 3: une forme préférée de réalisation d'un autre moyen de détection de défauts, - figure 4: un réseau de fils électrifiés pourvu de moyens de détection de défauts selon l'invention, - figure 5: une forme préférée de réalisation des in moyens de détection de défauts de la nappe de fils par rapport à la terre. La figure i représente de manière schématique un réseau 1 de fils électrifiés 1, par exemple une cloture électrifiée alimentée par une source d'alimentation 2. t tension alternative ou impulsionnelle. En se référant à la figure 1, le réseau de fils élec- trifiés 1 comprend une pluralité de fils conducteurs 4, qui sont parallèles entre eux, et qui s'étendent entre des éléments 5 et 6, par exemple des poteaux ou des barres d'alignement ou d'arrêt. Ceci, naturellement, n'est pas limitatif, et tel que cela paraîtra ultérieurement, l'invention s'applique également à un réseau comprenant une ligne de fil conducteur ainsi qu'à un réseau comprenant plusieurs nappes de fils conducteurs, telle que celle représentée en figure 1. Pour faciliter la compréhension de la description, les extrémités des lignes de fil conducteur 4 reliées à l'élément 3 5 seront appelées extrémité A ou extrémité d'entrée et les extrémités des lignes de fil 4 reliées à l'élément 6 seront nommées extrémité B ou extrémité de sortie. De même, on ne considèrera que les instants correspon- dant à une circulation effective d'un courant dans le réseau de fils dans un sens conventionnel positif orienté globa- lement pour les figures de gauche à droite ou de haut en bas. Ce courant est généré par une tension continue par l'impulsion d'une tension impulsionnelle ou l'une des al- ternances d'une tension alternative. L'homme de l'art est à même de déduire ce qui se passe en dehors des instants considérés. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de détection de défauts qui permettent de déceler un défaut d'isolement du réseau de fils électrifiés, une tentative de franchissement ou une tentative de sabotage, sont des moyens de contrôle de la répartititon du courant ou de la tension dans le réseau de fils électrifiés, qui sont reliés à au moins deux points du réseau de fils et couplés par des moyens d'isolation galvanique à des moyens de traitement schématisés en 7. En se référant à la figure 2, les moyens de contrôle sont constitués par une diode électroluminescente 8 monté en série avec une résistance 9. La diode 8 est par exemple une photo-diode qui est couplée à un photo-transistor 10. Elle peut également être une diode laser couplée à un photo-transistor 10 par l'intermédiaire d'une fibre optique. De préférence, un composant tel une diode Zéner 11 est placé en parallèle aux bornes de l'ensemble diode 8 résistance 9 de manière à limiter le courant circulant dans la diode et ainsi à protéger la dite diode électro-lu- minescente 8. - Ceci est connu de l'homme de l'art. Lorsque la cellule constituée de la diode électro-lu- minescente 8, la résistance 9 et de la diode Zéner 11 est parcourue par un courant circulant dans le sens passant de la diode 8, cette dernière émet des radiations lumineuses qui sont captées par le photo-transistor 10. L'information de passage du courant dans la cellule est ainsi transmise aux moyens de traitement 7 par l'intermé- diaire du photo-transistor 10. 2S67707 Le couplage optique entre la diode 8 et le photo-tran- sistor 10 réalise l'isolation galvanique souhaitée entre le réseau de fils électrifiés 1 et les moyens de traitement 7. L'utilisation d'une diode laser-ou "DEL" et d'une fibre optique comme moyen de transmission permet d'éloigner les composants et donc améliore encore l'isolation galvanique. Elle permet en particulier d'atteindre des valeurs supérieures à vingt cinq kilovolts. La cellule qui vient d'être décrite peut avantageu- sement être placée en série avec une ligne de fils électri- fiés 4, en amont de son extrémité A. L'éclairement de la diode 8 témoigne de la circulation d'un courant dans la ligne 4 à laquelle la cellule est associée, et donc la continuité électrique de cette ligne. Par contre, une interruption de l'éclairement de âla diode 8 informe d'une coupure de la ligne de fil correspondante 4. Dans ce dernier, les moyens de traitement 7 qui sont situés en aval du photo-transistor 10 peuvent être de tout type apte à réagir comme dans le cas précédent à un blocage du photo-transistor 10 et à commander une alarme appropriée. Dans la figure 3, une cellule 12 semblable à celle décrite relativement à la figure 1, relie deux lignes de fils repérées en 13 et 14. De préférence, la liaison des lignes 13, 14 par la cellule 12 est réalisée au niveau de leur extrémité respec- tive A. Par leurs extrémités B les deux lignes 13, 14 sont portées à des potentiels différents. Dans l'hypothèse o le potentiel de la ligne 13 est supérieur à celui de la ligne 14, la cellule 12 est orientée comme dans la figure 3; ceci n'est cependant que convention- nel. La chute de tension entre les deux lignes peut être obtenue de manière résistive, par la résistance propre de l'une des lignes ou par une résistance rapportée. Tel que cela est représenté en figure 3, elle est cependant de préférence obtenue par une diode Zéner 15 qui relie les extrémités B des deux lignes 13 et 14. Globalement, pour les deux lignes 13 et 14 et la cellule 12, le courant entre par l'extrémité A de la ligne 13, parcoure la ligne 13 de A vers B, traverse la diode Zéner 15 ce qui provoque cette chute de tension, et parcoure la ligne 14 de B vers A. Les éléments qui constituent la cellule 12 sont déter- minés de manière à ce que, en fonctionnement normal, et donc lorsque la cellule est parcourue par le courant résultant de la seule différence de tension entre les lignes, sa diode électro-luminescente 8 soit allumée. Par contre, lorsque les deux lignes 13 et 14 sont reliées par une impédance Z repérée en 16, la diode Zéner 15 se trouve en partie courtcircuitée et la différence de potentiel entre les extrémités A des lignes 13 et 14 diminue, ce qui provoque l'extinction de la diode électroluminescente 8. Par exemple par un photo-transistor (non représenté), cette information est transmise aux moyens de traitement 7. Les moyens de traitement peuvent être de tout type apte à réagir comme dans le cas présent à l'extinction de la diode 8 pour commander une alarme appropriée de manière semblable à sa réaction à la coupure de la ligne. Cependant, avantageusement, ils peuvent présenter des seuils multiples échelonnés qui permettent ainsi de déceler plusieurs niveaux de défauts d'isolement entre deux lignes distinctes et donc de les différencier. Dans le cas o le réseau de lignes de fils 1 présente une pluralité de lignes 4, les extrémités A de ces lignes sont reliées deux par deux par des cellules semblables à la cellule 12, et les informations recueillies par les photo-transistors sont traitées individuellement, ou bien les photo-transistors sont placés en série les uns derrière les autres et l'information est traitée globalement. Le réseau de lignes tel que celui de la figure 1, peut présenter en amont des extrémités A de chacune de ces lignes, une cellule telle que celle qui a été décrite relativement à la figure 2 et des cellules telles que celles de la figure 3 reliant deux à deux les extrémités A de ses lignes. Une telle disposition assure une détection des coupures et des défauts d'isolement dans les lignes 4. Une variante de cette disposition est représentée en figure 4. Selon cette variante, les lignes de fils qui composent le réseau, sont associées électriquement deux par deux. Ainsi, la figure 4 représente les lignes 17, 18 d'une part, et les lignes 19 et 20 d'autre part. Il faut remarquer que l'association de ces lignes deux par deux est une association de type électrique et que les lignes associées ne sont pas nécessairement juxtaposées dans le réseau de fils. Les lignes de fils sont portées à des potentiels différents. Cette chute de potentiel peut être obtenue à partir de la résistance des fils eux-même, éventuellement de résis- tances additives, ou bien tel que cela est représenté en figure 4, au moyen de diodes Zéner 21, 22, 23. Ces diodes relient les extrémités B de deux lignes associées électriquement et les extrémités A de deux lignes appartenant à des ensembles adjacents. Ainsi, la diode Zéner 21 relie les extrémités B des lignes 17, 18, la diode Zéner 22 les lignes 19 et 20 et la diode Zéner 23 relie les extrémités A des lignes 18 et 19. Les moyens de contrôle comprennent des cellules de détection de coupure dans deux lignes associées électrique- ment, c'est à dire la cellule 24 pour les lignes 17, 18, et la cellule 25 pour les lignes 19, 20. Les cellules 24 et 25 sont semblables à celles décrites relativement à la figure 2 mais leur fonctionnement est sensiblement différent. En effet, ces cellules relient les extrémités A de deux lignes associées électriquement, en série avec une diode Zéner dont la valeur caractéristique de tension est au moins égale à celle de la diode qui relie les extrémités B de ces lignes. Ainsi, la cellule 24, en série avec une diode Zéner 27, relie les extrémités A des lignes 17 et 18 et la cellule 25, en série avec une diode Zéner 26, relie les extrémités A des lignes 19, 20. La diode Zéner 27 et la diode de la cellule 24 sont orientées dans le même sens et ces diodes sont orientées parallèlement à la diode Zéner 21 qui relie les extrémités B des lignes 17 et 18. La valeur caractéristique de tension de la diode 27 est au moins égale à celle de la diode 21. En régime normal, le courant circule dans la ligne 17 de A vers B, traverse la diode 21 et revient par la ligne 18 de B vers A. Aucun courant ne traverse la diode électro-luminescente de la cellule 24. Par contre, en cas de coupure d'une des lignes 17 ou 18, la diode 27 prend le relai de la diode 21 et le courant passe de l'extrémité A de la ligne 17 à celle de la ligne 18 via la diode 27 et la cellule 24. Ceci provoque l'allumage de la diode électro-lumines- cente et, par l'intermédiaire des moyens de traitement, excite une alarme correspondante. Une disposition semblable est située entre les lignes 19 et 20 et, d'une manière générale, entre deux lignes associées électriquement. Les extrémités A des différentes lignes sont par ailleurs reliées par une cellule 28, 29, 30 semblable à la cellule 12 de la figure 3 mais qui, en parallèle sur la diode électro-luminescente et la résistance, ne comporte pas de diode Zéner distincte de celles précitées 23, 26, 27. De telles cellules sont repérées en 28 pour les extré- mités A des lignes 17 et 18, en 29 pour les lignes 18, 19 et en 30 pour les lignes 19,20. Le fonctionnement de ces cellules est semblable à celui qui a été décrit relativement en figure 3. Il faut remarquer que, dans le cas précédent, la diode Zéner 11 est remplacée ou bien par la diode 27 en série avec la diode de la cellule 24 pour la cellule 28, ou bien par la diode Zéner 23 pour la cellule 29 ou enfin par la diode 26 en série avec la diode de la cellule 25 pour la cellule 30 ou la diode Zéner 22. En outre, il faut souligner qu'un défaut d'isolement entre deux lignes qui ne sont pas électriquement adjacentes, et, par exemple, les lignes 17 et 20, se traduit par l'ex- tinction des diodes électro-luminescentes des cellules de détection de défauts qui sont placées entre ces deux lignes, c'est à dire celles des cellules 28, 29 et 30. La figure 4 présente par ailleurs des diodes 31 à 36 qui relient deux à deux les extrémités A des lignes et les extrémités B des lignes. Ces diodes ont pour but de permettre un passage du courant de ligne en sens inverse, par exemple, pendant les alternances négatives pour une tension sinusoidale. A cet effet, elles protègent les cellules précédemment décrites. Elles servent également à maintenir sous tension les deux parties d'une ligne qui aurait été coupée. Ainsi, par exemple, en cas de coupure de la ligne 17, schématisé en 37, non seulement la partie 38 de la ligne située du c8té de l'extrémité A reste sous tension mais aussi l'autre partie 39 située vers l'extrémité B et dont le maintien sous tension est assuré par l'intermédiaire de la diode Zéner 27, de la cellule 24, de la ligne 18, puis de la diode 34 qui assure la continuité entre les extrémités B. Naturellement, la diode électro-luminescente de la cellule 24 signale la coupure de la ligne aux moyens de traitement 7. Plus généralement, les diodes 31 à 36 permettent un maintien sous tension de l'ensemble des lignes de la nappe 1, en cas de coupures multiples, jusqu'à la coupure de la dernière ligne. Il faut souligner que dans le dispositif de la figure 4, il comprend des moyens de contrôle qui consistent: - ceux situés du côté de l'extrémité A, en des moyens actifs qui comprennent en particulier les diodes électro-lu- minescentes et, - ceux situés du côté de l'extrémité B des lignes, en des moyens passifs. Ainsi, dans le cas d'une cloture électrifiée, les moyens actifs pourront être regroupés au niveau d'un même poteau dit de départ ou d'une même barre de support, et les moyens passifs regroupés au niveau d'un autre poteau dit terminal afin qu'il soit possible de n'établir entre ces poteaux de départ et terminal aucune autre liaison électrique que celle des fils de cloture. Avantageusement, les moyens actifs et les moyens passifs seront respectivement cachés à la vue et seront par exemple logés dans un coffret ou noyés dans de la résine; ceci est à la portée de l'homme de l'art. La figure 5 représente une variante de réalisation des moyens de contrôle, plus particulièrement destinée à détecter un défaut dans l'isolement de la nappe par rapport à la terre. La cellule 40 est connectée entre la borne de sortie de la source d'alimentation 41 et l'extrémité d'entrée du réseau i de fils. Elle pourrait être placée entre la sortie du réseau 1 et la borne de retour à la source 41. La cellule 40 présente principalement une résistance 42, dont on contrôle la tension aux bornes au moyen de la diode électro-luminescente 43 et de la diode Zéner 44 destinée à définir un seuil prédéterminé de tension. Elle comprend éventuellement une diode 45 de protection et de retour. Un isolement correct du réseau de fils par rapport à la terre se traduit au niveau de la source par la consommation d'un courant i qui provoque une baisse de tension déterminée aux bornes de la résistance 42, ce qui se traduit par un éclairement déterminé de la diode électro-luminescente 43. Tout défaut d'isolement du réseau par rapport à la terre se traduit par une modification du courant est donc de l'éclairement de la diode électroluminescente 43, ce qui est transmis aux moyens de traitement 7, par exemple par l'intermédiaire d'un photo-transistor. Il est possible d'utiliser plusieurs cellules corres- ll pondant à des seuils préréglés différents. A cet effet, les moyens de contr8le qui viennent d'être décrits, mettent en oeuvre pour la transmission des diodes électro-luminescentes, par exemple des photo-diodes ou des diodes laser, associées à des phototransistors éventuellement par l'intermédiaire d'une fibre optique. On pourrait très bien adopter d'autres moyens de transmission appropriés, optiques, radio-électriques, élec- triques, électro-mécaniques, ceci est à la portée de l'homme de l'art. Cependant, les moyens de transmission adoptés présen- tent des caractéristiques d'isolement qui garantissent un isolement galvanique, entre le circuit de la cloture et le circuit d'alimentation primaire, de préférence supérieur à vingt cinq kilovolts. En outre, il faut remarquer que le traitement des informations transmises par ces moyens tient compte de la nature de la tension appliquée au réseau de lignes, en particulier dans le cas d'une tension sinusoïdale ou impulsionnelle. Les composants électroniques qui constituent les différentes cellules des moyens de contr8le dépendent prin- cipalement du courant qui circule dans le réseau de fils, et accessoirement de la tension à laquelle est élevé globalement le réseau. Leur nature précise ainsi que leurs caractéristiques peuvent être facilement déterminées par l'homme de l'art. En outre, le réseau de fils électrifiés peut comprendre une pluralité de lignes de fils telles que les lignes 17 à 20, éventuellement regroupées selon des tronçons, juxtaposés horizontalement ou verticalement ou même mélangés entre eux. Naturellement, la présente description n'est donnée qu'à titre indicatif et on pourrait adopter d'autres mises en oeuvre de l'invention sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Réseau de fils électrifiés notamment cloture élec- trifiée, constituée d'au moins une ligne de fil conducteur (4) présentant une extrémité d'entrée (A) et une extrémité de sortie (B), parcouru par un courant continu, alternatif ou impulsionnel, à partir d'une source d'alimentation (2) comprenant par ailleurs des moyens de contrôle de défauts de coupure et d'isolement, CARACTERISE par le fait que les moyens de contrôle de défauts sont des moyens de contrôle de la répartition d'au moins l'une des grandeurs que sont le courant et la tension dans le réseau de fils (4) et par ce fait qu'ils sont reliés à au moins deux points du réseau (1) de fils (4) et couplés par des moyens d'isolation galvanique à des moyens de traitement (7). 2. Réseau de fils électrifiés selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les moyens de contrôle com- prennent, situés du côté des extrémités d'entrée (A) des lignes (4), des moyens actifs reliés aux moyens de traitement et, situés du côté des extrémités de sortie (B) des lignes (4), des moyens passifs. 3. Réseau de fils électrifiés selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par le fait que les moyens de contrôle sont situés en série et/ou en parallèle avec une ligne de fil électrifié (4), en amont de son extrémité (A) à laquelle ils sont par ailleurs connectés. 4. Réseau de fils électrifiés selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour établir une différence de potentiel entre deux lignes successives (13, 14, 17 à 20) et, par le fait, que les moyens de contrôle (12 et 28 à 30) relient les extrémités d'entrée (A) de deux lignes successives (13, 14, 17 à 20). 5. Réseau de fils électrifiés selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ses lignes de fils (4) sont associées électriquement deux par deux (17/18, 19/20) par le fait qu'il comprend des moyens pour établir une différence de potentiel entre les extrémités d'entrée (A) de deux lignes de fils associées électriquement (17/18, 19/20) par le fait que les moyens de contrôle (24, 25) relient les extrémités (A) en série avec des moyens à seuil de tension et par le fait que le dit seuil est au moins égal à la différence de potentiel précédemment citée. 6. Réseau de fils électrifiés selon la revendication 4 ou 5 caractérisé par le fait que les moyens pour établir une différence de potentiel entre les extrémités de deux lignes adjacentes comprennent une diode Zéner (15, 21, 22, 23) connectée entre les extrémités semblables de deux lignes adjacentes (13/14, 17/18, 18/19, 19/20). 7. Réseau de fils électrifiés selon la revendication 5 caractérisé par le fait que les moyens à seuil de tension comprennent une diode Zéner (26, 27) connectée en série avec les moyens de contrôle (24, 25). 8. Réseau de fils électrifiés selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que des moyens de contrôle sont constitués par une cellule comprenant une diode électro-luminescente (8) en série avec une résistance (9) et par le fait que la diode électro-lumines- cente (8) est couplée aux moyens de traitement (7) par des moyens de liaison optique isolés galvaniquement. 9. Réseau de fils électrifiés selon la revendication 1 caractérisé par le fait que des moyens de contrôle sont situés en série avec la source d'alimentation (41) du réseau (1) de lignes (4) et qu'ils sont connectés entre la source et l'une des extrémités du réseau. 10. Réseau de fils électrifiés selon la revendication 9 caractérisé par le fait que les moyens de contrôle sont constitués par une cellule (40) comprenant une diode élec- tro-luminescente (43) en série avec une diode Zéner (44) l'ensemble étant en parallèle sur une résistance (42).