Brevet FR2629211A1 — publié le 19890929

La presente invention est relative å un -procede et b un dispositif de détection d'un defaut d'etancheite, en particulier d'infiltration d'eau dans un cabale multipaires gaine, cette infiltration se traduisant par une perte d' isolement entre fils conducteurs. a l'intérieur du ciblez qui est particulierement préJudiciable si elle est constatée trop tardivement. On sait que, notamment dans les réseaux de communication téléphonique, les lignes, constituees chacune par une paire de fils parallèles sont groupées dans des cibles multipaires pouvant contenir, à l'intérieur d'une ne gaine externe isolante, un nombre élevé de telles paires, approchant par exemple le millier, ces paires etant elles-memes isolées, notamment par des gaines en matière plastique autour des fils.On sait egalement que dans la fabrication de tels câbles. comportant en particulier une gaine externe de protection réalisée en un matériau setallique, notassent et plomb, il est connu de proceder, lors de la fabrication, du cabale, a la mise en place dans la gaine d'une paire témoin, dont les fils comportent un isolement en papier ou analogue, sont relies à un appareil qu contrôle e permanence l'isolement entre ces fils par rapport à la terre, le-courant de fuite ainsi mesure croissant si la resistance d'isolenent du cable dim ne. Or, s la realisation de tels câbles est déja delicate et coûteuse avec une gaine externe métallique, elle n'est pratiquement pas envisageable avec un câble multipaires à gaze d'isolement externe en plastique, éventuellement sous pression gazeuse, du genre de ceux utilises actuellement de façon courante dans les réseaux telephoniques locaux. En outre et selon la longueur du cible, il est nécessaire de prévoir des sections successives ou les paires de fils sont raccordées de l'une a l'autre par des épissures, ces dernières, à la jonction de deux sections consécutives du cable, étant entourées par un manchon en un watéfiau therlporétractable, réuni aux deux extrémités en regard des gaines de ces sections.Ce manchon, malgré toutes les précautions qui peuvent btre prises, constitue toujours un point d'infiltration relativement privilégié pour l'eau ou l'humidité qui pénètre dans le cible, en cheminant alors le long des paires qu'il comporte, ce qui exige des travaux de réfection importants, éventuellement le changement complet d'une ou plusieurs sections ainsi infiltrées.En effet, dans les cibles multipaires å isolation en plastique, avec une gaine externe également en plastique, tels qu'utilisés dans les réseaux télephoniques locaux, la présence d'eau dans un cible quelconque n'est habituellement révélée que lorsque surviennent les premiers dérangements. Notamment, la panne n'apparaît que lorsque les phénomènes d'électrolyse ont endommagé la qualité de l'isolant, ce défaut pouvant n'être observé-que parfois très longtemps auprès la pénétration de liteau dans le cabale. Enfin, avec les solutions connues, la pa're témoin véhicule nécessairement un courant notable, ce qui peut présenter des dangers pour le personnel d'utilisation. La présente invention vise donc à fournir un procédé et un dispositif de détection d'un défaut d'étanchéité d'un câble nultipaires à gaine externe, notamment en matière plastique, évitant les inconvénients des solutions antérieures, en permettant une détection préventive d'un défaut, en particulier au droit des manchons de raccordement, avant que l'eau ne chemine dans le cible, avec des moyens faciles à réaliser et à mettre en oeuvre et ne nécessitant aucune maintenance particulière. Elle a pour but également de fournir un ensemble fiable et efficace, capable de délivrer immédiatement un signal caractérisant de façon précise le defaut constaté, ce signal pouvant être immédiatement exploité afin de localiser ce défaut, notassent b distance grace à un ensemble de commutation et de transmission vers un poste de contrôle centralisé, pouvant etre éventuellement très éloigné du câble et de l'endroit où s'est produit le défaut. A cet effet, le procédé considère, appliqué a un cable multipaires à gaine externe en matiere plastique ou analogue, formé de sections successives réunies en serin, avec mise en place autour des jonctions ou épissures entre les paires de ces sections d'un manchon de raccordement, généralement en un matériau thermorétractable, se caractérise en ce qu'il consiste à utiliser une paire témoin, sélectionnée parmi l'ensemble des paires du cible à l'intérieur de la gaine, pour y adapter au droit de chaque manchon de raccordesênt entre deux sections successives, un moyen de détection, réagissant å une présence d'eau dans la gaine par variation de sa résistance dtisolement entre fils, en créant un signal électrique véhiculé par la paire selectiqnnée et représentatif du défaut d'étanchéité constaté et de sa localisation selon la longueur du cible. La disposition qui consiste ainsi å mettre en oeuvre au oins une paire témoin sélectionnée å l'intérieur du cible et à associer à cette dernière un moyen de détection disposé au voisinage des extrémités des sections du cable dans manchon raccordant celle-ci, présente l'avantage de pouvoir disposer d'un avertissement immediat de l'entrée d'eau dans celui-ci, la variation du signal électrique perçue pouvant etre exploitee sur place ou å distance.On sait en effet par l'expérience que les entrées d'eau dans un cable du genre précité se produisent fondamentalement au niveau des raccordements entre ses sections successives, entre la jonction des gaines en regard et des manchons de raccordement. Xotamnent, la détection de la présence d'eau ne peut se faire que lorsque celle-ci pénètre directement dans les manchons, ce qui dans les réseaux souterrains représente la maJorité des cas, alors que la pénétration dans une autre région du cible ne constitue qu'une Xventualité infime.Le procédé selon l'invention permet dès lors, gracie å la détection immfidiate ainsi effectuée au droit des manchons d'éviter le cheminement continu de cette eau dans le cabale, ce qui par voie de conséquence, prolonge considérablement la durée de vie de celui-ci, tout en évitant le recours à une main d'oeuvre coûteuse et spécialisée pour reparer les consequences d'un tel défaut, qui se limiteront en règle generale à la seule réfection du ou des manchons concernés. Dans un premier mode de réalisation.d'un dispositif permettant la mise en oeuvre du procède de l'invention, le moyen de détection est constitué par une sonde, formee d'au moins deux tronçons de fils parallèles, de préférence isolés au papier, respeotivement relies chacun à un des fils de la paire témoin, la sonde étant montee a l'intérieur d'un manchon de raccordement de deux sections. Néanmoins, pour ameliorer encore la sensibilité dj dispositif, la sonde est avantageusement constituée par une quarte formée de quatre- fils, ceux-ci étant deux par deux réunis å ceux de la paire témoin. De preférence également la sonde est enroulee autour des épissures de connexion des paires d'une section å l'autre, a proximité des talons du cible dans les sections correspondantes. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le moyen de détection est constitue par un circuit électronique, comprenant un relais actionné par un signal créé en cas de présence d'eau par au moins un capteur dispose dans le manchon de raccordement, ce relais créant avec la paire témoin une boucle électrique franche. Avantageusement, le circuit comporte trois capteurs, dont deux sont disposes au voisinage des talons des cibles des sections en regard et le troisième dans la partie mediane basse du manchon qui relie ces sections. Dans le mode de réalisation ci-dessus, le cible comporte une autre paire sélectionnée, distincte de la paire témoin et prévue pour assurer l'alimentation electrique du circuit, notassent en courant alternatif, de préférence sous 24 v. Quel que soit le mode de réalisation adopte, le signal délivré, caracterisant la présence d'eau dans le cible par suite de la modification de la résistance d'isolement entre les fils de la paire témoin dans le cas d'une sonde à isolement au papier ou de la modification de l'état d'un circuit électronique incluant un relais en créant sur la-paire témoin une boucle franche, est détecté et amplifié et transmis à un poste de contrôle centralisé et à un transmetteeur d'appel, avertissant à distance de l'existence du défaut. De préférence, le poste de contrôle est amenagé pour provoquer, après detection du défaut, la mise hors tension de la paire comportant le défaut et sa connexion avec un appareil de mesure déterminant directement la localisation de ce défaut, pour permettre une intervention directe et rapide sur le manchon ainsi reperé. D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention, apparaîtront encore a travers la description qui suit de plusieurs exemples de mise en oeuvre de celui-ci, donnes a titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins annexes sur lesquels - La Figure 1 illustre schématiquement, en vue perspective partielle, la structure générale d'un câble multipaires. - La Figure 2 est une vue de principe d'un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. - La Figure 3 illustre le schéma du raccordement d'un ensemble de cables du genre envisage sur les Figures 1 et 2, avec.un poste centralisé de contrôle et de mesure. - La Figure 4 illustre le schéma électrique d'un circuit de détection du signal créé par l'apparition d'un défaut pour la commande d'un transmetteur d'appel vers le poste de contrôle centralisé. - La Figure 5 illustre un autre mode de mise en oeuvre du procede selon l'invention. Sur la Figure 1, la référence 1 désigne schématiquement une portion d'un câble multipaires du genre de ceux utilisés pour constituer un réseau de communication téléphonique. Ce câble comporte une pluralité de paires gainees 2, forte chacune de deux fils isolés, l'ensemble-étant maintenu & l'intérieur d'une gaine commune extérieure 3, notamment en matière plastique et lise éventuellement sous pression. En raison de la longueur des câbles et des nécessités de branchement de ces derniers dans un réseau donné, chacun d'eux comporte usuellement comme illustre sur la Figure 2, une série de sections successives telles que A, B, C...Aux extrémités de chaque section, les fils de chacune des paires sont reunis par- des épissures étanches (non représentées) réalisant la continuité du câbe. Avantageusement, ces epissures sont réalisées au mayen de systèmes connus dans la technique des câbles isoles au plastique sous le nom de Scotchlocks", comportant un petit connecteur noyé dans de la graisse, ce qui genre en cas d'entree d'eau évite que les epissures soient détériorées, les effets préjudiciables du fait des phénomènes d'électrolyse provoquant les dérangements des lignes, se produisant sur l'isolement des conducteurs. Sur le dessin de la Figure 2, on a seulement représenté pour simplifier ce dessin une seule des paires 2 du cable avec ses deux fils 4 et 5, cette paire constituant une paire témoin préalablement sélectionnée afin d'assurer, de la manière décrite ci-apres, la detection d'un défaut d'étanchéité, en particulier au droit des manchons de raccordement 6 prevus de façon classique pour réunir les sections sucessives du cable. Chaque manchon est de préférence reaiisé à l'aide d'une bande interne en matière plastique souple 7, entourant les épissures de liaison des fils des paires, cette bande étant elle-méme entouree d'un enrobage de papier résistant 8, du genre papier "Krat" avec enfin mise en place par l'extérieur d'un gainage 9 en. un matériau thermoretractable.Or. a l'usage. il s averse fréquemment que, malgré tout ie soin apporte a la realisation et å la mise en place des manchons 6, ceux-ci ne soient pas en mesure de procurer une étanchéité parfaite à la jonction de extremités du câble, d'une section a la suivante. L'invention permet notamment de fournir une information preventive immédiate sur l'apparition d'un tel defaut d'etanchêite et sur sa localisation selon la longueur du câble. Dans ce but, les fils 4 et 5 de la paire témoin ou de télésurveillance, sont réunis dans la region interne 10 du manchon 6 correspondant, à un organe de détection ll constitue, dans l'exemple illustré sur la Figure 2, au Moyen de deux conducteurs parallèles, respectivement 12 et-13, réunis chacun à un des fils de la paire. Ces conducteurs 12 et 13 sont isolés de préférence par un enroulement de papier approprié et entourent les épissures à proximité des talons des- sections de câble pénétrant dans le fanchon par les extrémites 14 et 15 de celuici. En cas d'entrée d'eau ou meme simplement d'humidite à l'intérieur -du manchon, les deux conducteurs 12 et 13 dont l'isolement au papier est volontairement médiocre. présentent rapidement entre eux un courant de fuite d'autant plus sensible que la variation de leur résistance d'isolement est plus grande. Le signai ainsi cree peut etre alors aisement détecté et mesuré de la façon indiquée ci-apres dans un poste de contrôle centralisé dont la Figuré 3 illustre schematiquement les caracteristiques. A ce poste aboutit en effet l'ensemble des câbles du reseau tels que 1, la ,.. in , et notamment les paires témoins 2 de chacun de ces câbles, ainsi que les paires de tèléalimentation 41 en courant alternatif sous 24 v dont ii sera question plus loin dans un autre exemple de réalisation. Le poste de contrôle comporte une ligne d'alimentation 17 avec une prise 18 et une ligne de renvoi 19 vers un transmetteur d'appels téléphoniques programmable 60. il comporte également pour chacun des câbles, une diode de signalisation 20, 20a ... 20n, un interrupteur basculable 21, 21a ... 21n et des jacks ou prises de mesure 22, 22a ... 22n.Des tensions respectivement- de 12 volts en continu ou de 24 volts en alternatif suivant le mode de détection et de contrôle utilisés sont disponibles avec surveillance par des fusibles respectivement 23 et 24, des voyants 25 et 26 signalant la présence des tensions. Chaque paire témoin ou de telesurveillance est par ailleurs raccordée aux bornes 27 et 28 d'un circuit de détection 29 alimente sous 12 volts continus, et dont la Figure 4 illustre schematiquement la réalisation. Ce circuit comporte une résistance 30 de protection. permettant le réglage d'un seuil de declenchement maximal, un transistor 31 normaiement bloqué, dont ie collecteur est relié à une bobine 32 montee en parallèle sur une diode 33 limitant le courant dans la bobine lorsque le transistor 31 est débloqué. En cas en effet de courant de fuite sur la paire témoin du câble correspondant caractérisant un défaut.d'isolement, entre les bornes 27 et 28, le transistor 31 devient conducteur. La tension entre les bornes 34 et 35 fait alors passer un courant dans la bobine 32 qui ferme un contact 36. La diode de signalisation.20 s'allume à travers la résistance 37 en meme temps qu'un signal avertissant du défaut constaté est envoyé sur les conducteurs S8 et 39 de la ligne de renvoi 19 vers un appareil transmetteur d'appels téléphoniques 60, programmable, alimenté en 220 volts alternatif et réuni å au Moins une ligne téléphonique 61. Le transmetteur peut ainsi appeler cycliquerent plusieurs numeros préalablement programmés et émettre des messages pré-enregistre6, les interlocuteurs appelés disposant d'un boîtier d'acquittement d'appel. Le signal fourni par la paire témoin du câble incriminé permet gracie à la diode 20 correspondante d'identifier le câble. L'operateur peut alors sur le poste de contrôle manoeuvrer l'interrupteur basculable 21 de manière à mettre d'une part hors tension la paire du câble considéré et la brancher sur le connecteur 22 réuni à un appareil de mesure propre à localiser le défaut sur le câble lul-meme, par exemple par une mesure de résistance au pont de Wheatstons. Le défaut ainsi identifié et localisé peut ensuite etre aisément réparé sans qu'il y ait eu interruption des communications sur toutes les autres paires restées saines car isolées avec des gaines en plastique et unies d'épissures étanches du genre ZScotchlockst. -Dans une autre variante illustrée sur la Figure 5, chaque cable comporte deux paires sélectionnées respectivement 41 et 42. La première désignée sous la référence 41 constitue avec des fils 43 et 44 une ligné d'alimentation électrique sous 24 volts alternatifs, tandis que la seconde comportant des fils 45 et 46 forme, co,...e dans l'exemple précédent, une paire témoin de contrai. et de mesure. Celle-ci est raccordée en conséquence, comme dans cet exemple, aux bornes 27 et 28 du circuit 29. Dans cette seconde variante cependant, la détection d'un défaut d'étanchéité s'effectue & aide d'un circuit électrique 50 réuni à trois capteurs respectivement 51, 52 et 53.Les deux premiers capteurs sont placés au voisinage des talons des câbles dans deux sections successives du câble à proximité des zones de recouvresent 54 et 55 de celles-ci par des hanchons de raccordement 47. Le capteur central est placé au milieu du manchon et de préférence au point le plus bas de celui-ci. Chaque circuit électronique 50 comporte un relais 56. En cas d'entrée d'eau dans un fanchon quelconque 47, celle-ci est immédiatement détectee par l'un quelconque des capteurs qui, en provoquant. la fermeture du relais 56 crée dans la paire téMoin une boucle franche. Un simple chmètre permet alors de fournir la mesure de la résistance de boucle, ce qui rend plus aisée la localisation du défaut. En effet, connaissant la section du câble, on en déduit la distance du défaut par rapport å l'endroit de la mesure (capteur).La paire de télésurveillance 42 ou paire téMoin étant réunie au,: bornes 27 et 28 du circuit de détection 29, les mêmes mesures et informations peuvent être effectuées et transmises par ce circuit unique, pourvu seulement qu'il ait été calculé pour fonctionner dans une gaize de résistances suffisantes pour couvrir les deux cas (résistance d0 isolement et et résistance de boucle) soit en pratique entre O et 20 k# Une série de mesures effectuée dès lors de façon analogue à celle décrite h propos du premier exemple de réalieation permet de la même ânière de localiser le défaut et de procéder dans les conditions les plus favorables à la réparation du câble fautif. A noter que l'emploi de 24 volts alternatifs pour l'alimentation de la paire 41 permet d'éviter que, ee en présence d'humidité dans la gaine, ne se produise un phénomène d'électrolyse sur les capteurs 51, 52 et 53. La sonde est donc toujours utilisable quelles que soient les conditions de l'environnement. Bien entendu, il va de sol que l'invention ne se limite pas aux exemples de lise en oeuvre décrits ci-dessus ; elle en ezbrasse au contraire toute les variantes. REVENDICATIONS 1 - Procédé de détection d'un défaut d'étanchéité dans un câble, notasoent un câble ultipaires, à gaine externe en matière plastique ou analogue, forme de sections successives réunies en série avec mise en place autour des jonctions ou épissures entre les paires de ces sections d'un manchon deraccordement, généralement en un matériau thermoretractable, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une paire témoin ou de télesurveillance (2-42), selectionnee parmi l'ensemble des paires du câble (1) à l'intérieur de la gaine, pour y adapter au droit de chaque manchon de raccordement entre deux sections successives (A, B, C...), un moyen de détection (11-50), réagissant à une présence d'eau dans la gaine par variation de sa résistance d'isolement entre fils, en créant un signal électrique véhiculé par la paire sélectionnée et représentatif du défaut d'étanchéite constaté et de sa localisation selon la longueur du câble. 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérise en ce que le moyen de détection est constitué par une sonde 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la sonde est constituée par une quarte forgée de quatre fils, ceux-ci étant deux par deux réunis à ceux de la paire témoin C2). 4 - Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée entre que la sonde est enroulée autour des épissures de connexion des paires d'une section & l'autre à proximité des talons du câble dans les sections correspondantes. 5 - Dispositif pour la lise en oeuvre du procédé selon la revendication i, caractérisé en ce que le mo yen de détection est constitué par un circuit électronique (50), comprenant un relais (56) actionné par un signal créé en cas de présence d'eau par au Moins un capteur disposé dans le manchon de raccordement, ce relais créant avec la paire témoin une boucle électrique franche. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit (50) comporte trois capteurs (51-52-53), dont deux sont disposés au voisinage des talons'des cibles des sections en regard et le troisième dans la partie médiane basse du manchon (47) qui relie ces sections. 7 - Dispositif selon l'une desrevendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le cible (1) comporte une autre paire (42) sélectionnée, distincte de la paire témoin (40) et prevue pour assurer l'alimentation électrique du circuit (50), notamment un courant alternatif sous de préférence 24 v. 8 - Dispositif selon l'une- quelconque des revendications 2 å 7, caractérisé en ce que la paire témoin ou de télésurveillance (2-42) est raccordée aux bornes d'un circuit de detection (29) élaborant un signal en cas de défaut constaté. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le signal elaboré par le circuit de détection (29) est envoyé sur une ligne de renvoi (19) vers un transmetteur d'appels prograrmables à distance (60) connecté å une ligne téléphonique (61). 10 - Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le circuit de détection (29) est alimenté en courant continu, de préférence sous 12 volts. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 å 10, caractérisé en ce que la paire témoin ou de télésurveillance (2,42) est réunie !å un poste de contrôle centralisé pour un ensemble de 'câbles, comportant pour chaque paire un interrupteur basculable (21), un jack de prise de mesure (22) et un voyant de signalisation (20).