Brevet FR2571677A1 — publié le 19860418

DISPOSITIP DE DETECTION ET DE LOOALISATION D'UN DEPAUT D'UNE INSTALLATION DE TRANSPORT A CABLE ABRIEN. L'invention est relative à un dispositif de détection de l'état électrique d'une ligne de sécurité s'étendant le long d'une installation de transport à oâble aérien entre les deux stations d'extrémités et comprenant des contacts électriques échelonnés le long de la ligne, lesdits con- tacts étant connectés électriquement en série dans la ligne et commandés à l'ouverture par des détecteurs de défaut, notamment d'un déraillement du câble et analogues. Un dispositif de détection du genre mentionné ou groupe de sécurité, a pour r8le essentiel la surveillance de la ligne désécurité et la commande de l'arrêt de l'instal- lation dès que la continuité de la ligne n'est plus éta- blie. L'interruption de la ligne de seécurité peut résul- tsr d'une ouverture d'un contact de fin de course ou de secours ou de l'action d'un détecteur d'un incident, par exemple du déraillement du câble des galets d'un pyl8ne, qui provoque la rupture d'une barrette de sécurité ou un sectionnement de la ligne. -L'interruption est plus ou moins franche et les dispositifs conventionnels mesurent la résistance apparente de la ligne, qui comprend deux paramètres s la résistance série EL, constituée par la résistance du câble et la somme des résistances des contacts insérés dans la ligne et la résistance parallèle RP, due à des fuites résistives ou capacitives,par exemple au niveau des pylônes. La mesure de la résistance apparente ne constitue pas une méthode fiable, un incident provoquant une augmentation de la résistance série par ouverture d'un contact pouvant fort bien Otre masqué par une diminution concomitante de la résistance parallèle# la combinaison de ces effets se traduisant par une résistance apparente correcte. La présente invention a pour but de réaliser un disposi- tif fiable qui détecte sans ambigu!té une anomalie de la ligne de sécurité. Le dispositif de détection selon l'invention est carac- térisé en ce qu'il comporte s - un générateur d'un courant ou d'un signal alternatif carré disposé dans l'une des stations et connecté d'une part à l'extrémité de la ligne de sécurité et d'autre part à un circuit de retour constitué par la terre ou un condueteur de retour qui forme avec la ligne de sécurité un circuit en boucle reliant les deux stations. - un dispositif redresseur, tel qu'une diode, disposé dans la station opposée à celle du générateur et inséré dans ledit circuit en boucle. - et un dispositif de mesure, disposé dans la station du générateur pour mesurer les alternances positives et négatives dudit signal et fournir un signal représentatif de l'état de la ligne. Lorsque la polarité du signal, appliqué à la ligne, cor- respond au sens passant de la diode on mesure la résis, tance apparente de la ligne de la manière usuelle. Pendant l'alternance suivante de polarité opposée la diode bloquée interrompt la ligne et la mesure correspond sensiblement à-la résitance parallèle RP. En effectuant ces deux mesures, l'une correspondant à la ligne fermée et l'autre à la ligne ouverte, il est passi- ble de déterminer l'état électrique de la ligne. En admettant que le signal + corresponde au sens passant de la diode,on peut dire en première approximation que la présence du signal pendant l'alternance ±et l'absence pendant l'alternance - traduisent une continuité de la ligne. L'absence du signal + et du signal - correspond à une interruption de la ligne et la présence du signal - et du signal + correspond à un court-circuit de la ligne, notamment une mise à la terre de la ligne. La présence permanente de résistances parasites en série et en parallble de la ligne affecte les mesures, qui eont moins franches et selon un développement de l'invention l'arr t de l'installation est provoquée lorsque les mesu- res ne sont pas comprises dans des foeurchettes prédéter- minées, facilement calculables. En fonctionnement normal la tension sur la ligne ne peut tre inférieure à une tension de diode, ni plus négative que le signal négatif généré et le dispositif de mesure déte- cte ces anomalies. Le circuit électronique de mesure comprend un sélecteur à deux circuits, l'un pour émettre le signal altemrnatif sur la ligne et l'autre pour recueillir par des capacités de filtrage les tensions positives + VL et négatives - VIl sur la ligne. Les tensions + VL et - VL sont appliquées chacune à un circuit comparateur fonctionnant en mode dynamique, qui provoque l'arrOt de l'installation dès la disparition d'une seule transition sur l'un des comparateurs. I1 y a un double contrôle en fréquence (présence de chaque impulsion) et en amplitude (mesure de Rp et RD. Le dispositif de détection est avantageusement combiné à un localisateur de l'incident, basé sur la réflexion d'onde par la discontinuité ou le court-circuit de la liqne. A cet effet, il est fait usage du front montant du signal émis sur la ligne par le dispositif détecteur, dont la varia- tion est représentative-de la nature de l'incident et de la durée de parcours de l'onde sur la ligne, c'est-à-dire de la distance du défaut. Un système d'affichage complète les dispositifs de détection et de localisation. La mesure est effectuée par scrutation et comparaison avec un état mémorisé de la ligne réputée bonne. Cet état mémorisé étalon peut à tout instant être réactualisé automatiquement pour tenir compte des variations lentes des valeurs caractéris- tiques de la ligne et éviter ainsi des indications intempes- tives de défauts. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressor- tiront plus clairement de la description qui va suivre, d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un télé- siège équipé d'un dispositif de détection selon l'invention; - la figure 2 montre le schéma électrique équivalent de la ligne de sécurité; - la figure 3 illustre le fonctionnement des sélecteurs; - la figure 4 est un schéma bloc du circuit de mesure; - la figure 5 est une vue schématique de la ligne de sécurité; - la figure 6 montre la courbe de variation du front du signal analysé par le localisateur. Sur les figures,1 et 5, le câble 10 d'un télésiège s'étend entre une station motrice 12 et une station 14 de tension en étant porté par des pyl8nes 16. L'invention est décrite appliquée à un tél4siège9 mais il est clair qu'elle est applicable à tout transporteur à câble, notamment à un téléski, à une télécabine, un téléphérique et analogue. Les pyl8nes 16 portent des détecteurs de l'intégrité des supports du câble an particulier des détecteurs de dérail- lement du câble qui ouvrent des contacts électriques 18 lors d'une chute du câble. Ces contacts 18-o snt:connectés en séries dans une ligne de sécurité 20 constituée par exemple, par un câble élec- trique qui s'étend entre les station 12, 14. La ligne de sécurité 20 est raccordée dans la station motrice 12 à un coffret ou groupe 32 et dans la station opposée par l'intermédiaire d'un élément redresseur, par exemple une diode 24 à la terre 26. Le groupe 22 est également connecté à la terre 26 qui constitue le conducteur de retour de la ligne, lequel peut Otre réalisé par un deuxième câble reliant les deux stations 12, 14. Le groupe 22 est relié au bloc d'alimen- tation 28 du moteur 29 d'entrainement de la poulie 31 du câble lO.pour commander l'arr t de l'installation lors d'une interruption de la ligne de sécurité. Une telle installation à câble aérien est bien connue des spécialistes et il est inutile de la décrire plus en détail. Selon la présente invention un générateur 30 du groupe 22 émet sur la ligne de sécurité 20 un signal alternatif, par exemple un signal carré alternatif de tension + Vo et - Vo. La ligne 20 se comporte comme un circuit électrique ayant une résistance série Rh et une résistance parallèle RP, la résistance série RL résultant des résistances des éléments constitutifs de la ligne 20 connectés en série, notamment des contacts 18 et du câble de la ligne.' La résistance parallèle RP est due aux résistances de fuite vers la terre 26. Sur la figure 2 on voit que pour un signal positif + Vo la diode 24 est conductrice et que la quasi totalité du courant passe par la résistance série RL, dont la valeur est beaucoup plus faible que celle de la résistance parallble RP. La tension + VL, présente aux bornes de la ligne 20, est essentiellement fonction de la résistance série RL. Lors de l'alternance suivante du signal de tension - Vo, la diode 24 est bloquée et le courant passe uniquement par la résistance parallèle RP, la tension mesurée - VL étant représentative de cette résistance parallèle. L'ouverture d'un contact 18 est sans effet notable sur la tension - VL le. courant dans la ligne 20 étant déjà bloqué par la diode 24. Par contre pour la polarité positive l'ouverture d'un con- tact 18 correspond à une augmentation de la résistance série REL, théoriquement à l'infini, et une augmentation correspondante de la tension + VL. L'emploi d'un signal alternatif et d'une diode disposée dans la station opposée permet ainsi par la surveillance de la tension de la ligne 20 de déterminer sélectivement la résistance série RL et la résistance parallèle RP. Sur la figure 2 la résistance interne du générateur 30 du groupe de sécurité 22 porte le repère RG. ID générateur 30 est piloté par une horloge 32 pour emet- tre un signal carré + Vo, - Vo alternatif appliqué à la ligne de sécurité 20. Le signal est représenté par la courbe X sur la figure 3, l'horloge correspondant à la courbe H. Les signaux + VL et - VL recueillis aux bornes de la ligne 20 par un cir- cuit de mesure 34 sont représentés en Y. Le circuit de mesure 34 comprend un sélecteur piloté par l'horloge 32 qui selectionne les signaux + VL et - VL pour s'affran- chir des transitoires. Chaque signal + VL, -VL est trans- mis à une chaine de comparaison 36, 38 ayant un affichage , 42 dem valeurs de seuil SL, SP auxquelles sont compa- rés les signaux + VL, - VL, La chaeue 36 émet un signal dearrgt du télésiège lorsque VL dépasse le seuil SL tandis que la chaîne 38 6met un signal d'arrêt lorsque le signal VI est inférieur au se il SP. Les valeurs de SL et SP dépendent des caractéristiques de l'installation et elles peuvent être déterminéen par le calcul en connaissance des paramètres, notamment des résistances IL, RP et RG ou expérimentalement. Chaque chaîne 36, 38 peut comporter un deuxième affichage pour définir une fourchette das laquelle le signal + VL ou - VL doit être compris. Les signaux d'arrêt émis par les cha.nes 36, 38 sont appli- quées à une porte OU 44 qui transmet le signal au bloc 28 d'alimentation du moteur. Le groupe de sécurité comporte bien entendu un affichage du signal ayant provoqué l'arrgt de l'installation. La figure 5 montre une ligne de sécurité 20 selon 1'in- vention équipée de parafoudres 46 dans chacune des sta- tions 12, 14. La station 14 4quipée du bloc redresseur 24 comporte un interrupteur 48 à bouton poussoir pour un arrêt d'urgence et un interrupteur 50 commandé par le portillon de sécurité. Les deux interrupteurs 48, 50 sont connectés en série dans la ligne de sécurité 20 pour provoquer l'arrêt de l'installation lors de leur ouverture de la manière d6- crite ci-dessus pour les contacts 18. Une résistance R est montée en parallèle de l'interrupteur , le courant étant dérivé par cette zésistance R shunt lors de l'ouverture de l'interrupteur. La valeur de cette résistance étant connue et bien enten- du différente de celle introduite lors de l'ouverture d'un contact 18 de pyl8ne, la valeur du signal + VL permet une distinction de l'ouverture de cet interrupteur 50 de celle des contacts 18. Le dispositif de détection décrit ci-dessus est, selon un perfectionnement combiné à un localisateur de l'inci- dent faisant usage de la réflexion d'une onde sur une ligne ouverte ou court-cirout6e. La distance du défaut est déterminée à partir de la mesure du temps nécessaire-à l'onde pour parcourir la distance aller et retour entre l'extrémité de mesure et le défaut. Selon l'invention on analyse le front montant du signal émis sur la ligne de sécurité 20 par le groupe 22. L'oscillogramme de la figure 6 montre une variation brus- que du signal + VL à l'emplacement du défaut, le signal augmentant lors d'une ouverture de la ligne et descendant lors d'un court-circuit de la ligne.- Le temps At entre le début du signal et le point de chan- gement brusque est proportionnel à la distance, ce qui permet une localisation du défaut. Cette distance est visualisée, par exemple par indication du pyl8ne concerné. Le signal émis par le groupe de sécurité peut bien entendu être d'une forme quelconque, à condition de présenter des fronts impulsionnels. Sa fréquence est de préférence notablement supérieure à celle du réseau électrique mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en réalisant des mesures espacées. Le générateur et le dispositif de mesure peuvent être d'un type quelconque. La précision de la détection est considérablement améliorée par le fait que la courbe de réponse étalon peut à tout moment être corrigée en fonction de l'évolution de la ligne (dans les conditions limites validées), d'o une détection à zéro flottant. 2571677 Revendications. 1. Dispositif de détection de l'état électrique d'une ligne (20) de sécurité s'étendant le long d'une instal- lation de transport à câble aérien (10) entre les deux stations (12, 14) d'extrémités et comprenant des contacts électriques (18, 48, 50) échelonnés le long de la ligne (20) lesdits contacts étant connectés électriquement en série dans la ligne et commandés à l'ouverture par des détecteurs de défaut, notamment d'un déraillement du câble et analogues. caractérisé en ce qu'il comporte s - un générateur (30) d'un courant ou d'un signal alter- natif disposé dans l'une des stations (12) et connecté d'une part à l'extrémité de la ligne (20) de sécurité et d'autre pa" à un circuit de retour constitué par la terre (26) ou un conducteur de retour qui forme avec la ligne (20) de sécurité un circuit en boucle reliant les deux stations (12, 14) - un dispositif redresseur, tel qu'unediode (24), dis- posé dans la station opposée (14) à celle du générateur (30) et-inséré dans ledit circuit en boucle, - et un dispositif de mesure (34), disposé dans la station (12) du générateur (30) pour mesurer les alter- nances (+VL, -VL) positive et négative dudit signal et fournir un signal représentatif de l'état de la ligne. 2. Dispositif de détection selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le dispositif de mesure (34) mesure les tensions (+ VL, - VL) aux bornes de la ligne (20) de sécu- rité respectivement pour l'alternance du courant, corres- pondant au sens passant du redresseur (24), cette tension + VL étant essentiellement représentative de la résistance série RL de la ligne et pour l'alternance opposée la ten- 7 1677 1 1 sion - VL correspondante étant essentiellement représen- tative de la résistance parallèle RP de fuite de la ligne. 3. Dispositif de détection selon la revendication 2, oarac- térisé, an ce que le dispositif de mesure (34) élabore un signal de défaut et (ou) d'arrêt de l'installation lorsque la tension + VL est supérieure à un seuil préd6termiLné SL ou lorsque la tension - VL est inférieure à un seuil pré- déterminé SP. 4. Dispositif de détection selon la revendication 3, carac- térisée en ce qu'un signal d'alarme et (ou) d'arr t est émis lorsque la résistance série FL est supérieure à 1 500 ohms et ou lorsque larésistance pareallle RP est inf4rieure à 3 200 chms1 par comparaison aux seuils prédéterminés (40, 42) 5. Dispositif de détection selon la revendication 1, 2, 3. ou 4 caractérisé - en ce qu'un contact 50 d' arrêt est inséré à l'extrmité de la ligne (20) dans ladite -station opposée (14), ledit contact étant shunté par une résistance (R) d'une valeur inférieure à la résistance minimale d'un contact (18) en ligne. 6. Dispositif de détection selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le signal d'alarme et (ou) d'arrêt est émis lorsque larésistance série (RL) est inférieure à celle du dispositif redresseur, 7. Dispositif de détection et de localiaation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (34) analyse le front montant du signal émis sur la ligne (20) et détermine une variation importante révélatrice d'un incident, ainsia que la durée écoulée entre l'émissalon du signal et la détection de ladite variation pour localiser l'incident. 2 5 7 1 6 77 8. Dispositif de détection selon l'une des revendioations pré6cdentes, caractéris4 en ce que ledit g6nérateur (30) émet un signal carré alternatif d'une fréquence nettement supérieure à celle du réseau électrique. 9. Dispositif de localisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (34) comporte un système de scrutation pour déterminer la valeur du signal et la comparer à la valeur mémorisée précé- dente de ce signal, prise comme valeur de référence pour la comparaison à des seuils prédéterminés fixant la sensibilité donc la précision de la localisation.