Brevet FR2668138A1 — publié le 19920424

APPPAREIL POUR DEVIDER OU REMBOBINER UN OU PLUSIEURS FILS DE GRANDE LONGUEUR ET APPLICATION A LA MESURE DE RESISTANCE DE PRISES DE TERRE DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne les opérations de mesure d'une grandeur physique à des endroits différents, plus ou moins rapprochés, et en particulier la mesure de résistance de prises de terre dans le cadre d'installations électriques. ELle concerne de plus, toutes les opérations où l'on utiLise plusieurs fils ou câbles de grande longueur. ART ANTERIEUR Dans les installations de transport de L'énergie électrique, c c'est-à-dire sur le réseau électrique de distribution public, IL est connu d'effectuer des mesures de résistance de prises de terre des différents éléments installés. Ainsi, des contrôles réguliers doivent être effectués à de nombreux points différents du réseau, et plus particuliérement des mesures de La résistance de terre des câbles de distribution électrique. Il en est ainsi en particulier pour Les endroits du réseau où la haute tension de distribution (20 000 volts) est transformée en tension de distribution (220 ou 380 volts). Il est alors nécessaire de vérifier les résistances des prises de terre et leur couplage. Les appareils utilisés pour effectuer ces mesures sont appelés "tellurohmmétre". Ils sont équipés de plusieurs câbles électriques, connectés d'une part au tellurohmmètre et connectés d'autre part, à des piquets de mesure et aux terres à mesurer. Dans les techniques de mesure des résistances de prises de terre, il est entre autres nécessaire de mesurer : 1) la prise de terre d'un premier endroit du réseau, par exemple la haute tension (terre des masses) ; 2) la prise de terre d'un deuxième endroit du réseau, par exemple la basse tension (220 ou 380 volts) (terre du neutre), ces deux endroits étant sépares par une distance de l'ordre de 50 m. IL est pour ces deux mesures nécessaire de mesurer simultanément les prises de terre de deux endroits différents, placés respectivement à 50 et 100 m du tellurohmmètre 3) La mesure de couplage des terres 1 et 2. Or, les appareils existant actuellement ne permettent pas d'effectuer simultanément ces quatre mesures. Ils ne possèdent pas par exemple quatre bobinages, dont un a une longueur égale à 100 m,et lestrois autres une longueur égaLe à 50 m, ce qui oblige à procéder à deux séries de mesures, entre lesquelles l'appareil doit être déplacé. De plus, le grand nombre de mètres de câble à rembobiner apures, rend la mesure peu pratique, lente et rébarbative. L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un appareil complémentaire au tellurohmétre pour permettre de mesurer simultanément la résistance de prises de terre de quatre endroits différents à des distances différentes, le rembobinage des quatre câbles devant être effectue rapidement et simplement. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'objet principal de l'invention est un appareil pour dévider et rembobiner un ou plusieurs câbles enroulés chacun autour d'une bobine et devant être deroulé par une première extrémité, puis rembobiné, la deuxième extrémité de chaque câble étant fixée sur la bobine, le tout étant rangé dans une valise. Selon l'invention, l'appareil possède : - un arbre supportant Les bobines pour les entrainer en rotation, lors du rembobinage des câbles ; - un moteur électrique pour entraîner en rotation l'arbre ; - des moyens de commande de la rotation du moteur, donc des bobines ; et - des moyens de solidarisation temporaire de chacune des bobines sur l'arbre. Le rembobinage de chaque câble après la mesure est ainsi facilité et accéléré par L'utilisation de ce dispositif motorisé. Dans la réalisation principale de l'appareil selon L'invention, on utilise des moyens de trancanage entraînés en mouvement par Le moteur, pour assurer la répartition régulière des câbles sur la bobine lors du rembobinage du câble. Selon un aspect de l'invention, Les moyens de solidarisation temporaire de chaque bobine comprennent, pour chaque bobine - un trou dans l'arbre ; et - une goupille placée perpendiculairement à l'arbre, coulissant dans un gousset, fixé lui-même sur la bobine, pour pouvoir pénétrer à l'intérieur du trou, pour solidariser la bobine avec l'arbre. Une réalisation principale de la goupille prévoit que celle-ci est du type à baionnette, c' est-à-dire qu'elle est montee libre en rotation autour de son axe dans le gousset et possède un ergot latéral susceptible d'être maintenu dans la partie horizontale d'une fente pratiquée sur le gousset pour maintenir la bobine en position de roue libre sur l'arbre et de venir s'encastrer dans la partie verticale de La fente de son gousset sous l'effet de la pression d'un ressort, pour permettre à la goupille de pénétrer dans le trou. La réalisation préférentielle des moyens de trancanage comprend : - un arbre de trancanage entraîné en rotation par le moteur, par l'intermédiaire d'un reducteur constitué d'une poulie de petit diamètre montée sur l'arbre des bobines, d'une courroie et d'une poulie de grand diamètre montée sur l'arbre de trancanage, L'arbre de trancanage possédant une came de déplacement longitudinal ; - une barre de trancanage, mobile en translation longitudinale et terminee par un palpeur, maintenu en appui permanent contre la came, de manière à ce que la barre de trancanage effectue un aller et retour d'amplitude égale à la largeur des bobines, pour un tour de rotation de l'arbre de trancanage ; et - une fourchette de guidage pour chaque bobine, fixée sur l'arbre de trancanage, en regard de La bobine. Ces moyens de trancanage se complètent avantageusement pour chaque bobine d'une fente pratiquée dans la valise, en regard de chaque fourchette, et équipée de moyens de nettoyage du câble. Dans son application préférentielle de l'appareil, il est utilisé avec un tellurohmmètre pour la mesure de résistance d'une prise de terre d'un élément d'un réseau électrique, pour effectuer des mesures de couplage de terre ou de résistivité des sols, les câbles étant éLectriques et au nombre de quatre, enroulés chacun sur une bobine, chaque bobine possédant une borne de raccordement connectée à la deuxième extrémité du câble fixée sur la bobine, la première extrémité pouvant être équipée d'un organe de connexion. Les moyens de commande de la rotation du moteur comprennent de préférence - un potentiomètre de sélection de la vitesse de rotation du moteur ; et - une pédale de commande pour la mise en marche et l'arrêt du moteur. LISTE DES FIGURES L'invention et ses différentes caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de La description qui suit, à l'ai de des figures annexées représentant respectivement : - figure 1, une vue de dessus de L'appareil selon l'invention, le couvercle de La valise étant enlevé ou ouvert ; et - figure 2, un schéma relatif à l'application de l'appareil selon l'invention à la mesure de la résistance de prises de terre. DESCRIPTION DETAILLEE D'UNE REALISATION DE L'INVENTION L'appareil selon l'invention est de préférence Logé dans une valise de transport, dont le contour repéré 6 a été représente en traits mixtes, mais cette valise n'est pas indispensable au fonctionnement de L'appareil. L'appareil comprend principalement un ou plus-ieurs câbles 2 enroulés chacun sur une bobine 10. Dans le cadre de l'application à la mesure de résistance de prises de terre représentée sur La figure 1, une première extrémité 2A du câble 2, qui est électrique, peut être reliée à un organe de mesure 4 ou à un organe de préhension ou de fixation sur un objet non représenté. L'autre extrémité du câble 2 est fixée sur une bobine 10. Cette extrémite n'est pas représentée car elle se trouve au centre de L'enroulement constitué par la plus grande partie du câble 2 enroulée autour de la bobine 10 et connecté à une borne de raccordement 82 solidaire de la bobine 10. Pour permettre le libre déroulement de la première extrémité 2A du câble 2 par l'opérateur qui exerce une traction sur celui-ci, chaque bobine 10 peut être montée libre en rotation autour de L'arbre principal 8 sur lequel elle est positionnee. En effet, il est très pratique de pouvoir dérouler le câble 2 sans resistance quelconque de la rotation de La bobine 10. L'arbre principal 8 est monté sur des premiers paliers 30. Par contre, selon l'invention, chaque bobine 10 comprend des moyens de solidarisation temporaire sur l'arbre principal 8. L'appareil comprenant un moteur 12, par exemple électrique, entraînant en rotation l'arbre principal 8, L'intérêt de solidariser chaque bobine 10 sur ce dernier est de pouvoir effectuer un rembobinage automatique et motorisé. Pour que les bobines soient entraînées en rotation, chacune d'elles comprend des moyens de solidarisation temporaire de chacune sur l'arbre principal 8. N'importe quel moyen d'entraînement en rotation courant peut être utilisé. Sur la figure, a éte représenté sur chaque bobine, un système de goupille à baionnette. En effet, un gousset cylindrique 16 a été soudé radialement sur Le moyeu 18 d'une bobine 10. Une goupille est montée coulissante dans ce gousset 16. Elle est munie de deux tétons 20 du type à baionnette coulissant eux-mêmes dans une fente 22. Cette dernière a une partie longitudinale et une partie transversale. Comme le représente la tête 24 de la goupille d'une des bobines du centre 10, le téton 20 est pLacé dans le bas de la partie verticale de la fente 22 et la tête 24 de La goupille est enfoncée dans son gousset 16. L'extrémité cachée de la goupille pénètre dans un trou de l'arbre principal 8 et réalise ainsi un entraînement en rotation de la bobine. Comme le représente La position fantôme de la tête 24 de la goupille, une traction sur celle-ci et une rotation d'un quart de tour permettent de mettre le teton 20 dans la partie horizontale de la fente 22 et de maintenir ainsi la goupille en dehors de L'arbre principal 8. La désolidarisation de La bobine 10 par rapport à l'arbre principal 8 est ainsi effectuée manuellement, d'une manière très aisée. L'entraînement en rotation de l'arbre principal 8 peut se faire par l'intermédiaire d'une première petite poulie 24 montée sur l'arbre du moteur 12, d'une première courroie 26 montée sur cette première petite poulie 24 et sur une première grande poulie 28 solidaire elle-même de L'arbre 8. Une grande démultiplication peut ainsi être obtenue pour faire tourner les bobines 10 à une vitesse de rotation de l'ordre de quelques tours par minute. La commande du moteur 12 peut être effectuée par des moyens de commande rassemblés dans un boftier 14 et comprenant, entre autres, un potentiomètre 19 pour régler la vitesse de rotation du moteur 12 et une pédale de commande 15 permettant d'ordonnancer la marche ou l'arrêt de l'appareil par une simple pression du pied de L'opérateur sur cette pédale 15. Ce boiter 14 peut egalement être avantageusement relié à une prise de courant électrique adaptee à la puissance et au fonctionnement du moteur 12. Le boîtier de commande 14 est également relié par l'intermédiaire d'une prise de raccordement 32 à une source d'énergie électrique telle que la prise de tension 12 volts d'une voiture automobile. Pour améliorer le processus de rembobinage de chaque câble 2 sur sa bobine 10, l'appareil selon l'invention comprend de préférence un dispositif de trancanage, qui assure la répartition régulière du câble 2 sur la bobine 10. Le dispositif de trancanage représente sur La figure 1 n'est qu'un exemple de realisation. Celui-ci comprend principalement une barre de trancanage 34 montée coulissante dans deux paliers de glissement 36, une fourchette de guidage 38 pour chaque bobine et des moyens d'entraînement alternatif de la barre de trancanage 34 en translation. Ces derniers peuvent être constitués avantageusement d'un arbre de trancanage 40 entraîné en rotation au moyen d'une deuxième grande poulie 42, sur laquelle est placée une deuxième courroie 44, elle-même entourant une deuxième petite poulie 46 solidaire de L'arbre principal 8.La démultiplication ainsi obtenue permet à l'arbre de trancanage de ne tourner que de un à six tours par minute. L'arbre de trancanage 40 est monté tournant sur deux deuxièmes paliers 48 et possède une came de trancanage 50. Cette dernière est constituée d'un cylindre dans Lequel a été pratiquée une rainure 52 d'une forme courbe, telle que, lors de la rotation de la came 50, elle fasse subir à la barre de trancanage 34 un mouvement alternatif de translation alternée, si celle-ci est guidee dans la rainure 52 par un palpeur 54 maintenu en permanence dans la rainure 52. De la sorte, les fourchettes 38 effectuent quelques allers et retours pendant une minute, ces allers et retours étant d'une amplitude définie par Les variations de position de la rainure 52 le long de l'arbre de trancanage 40 et correspondant à la largeur de bobinage d'une bobine 10. En effet, chaque câble 2 passe à travers une fourchette 38 avant d'être enroulé autour de la bobine 10. De La sorte, lors du rembobinage, le câble 2 s'enroule progressivement sur toute la largeur de la bobine 10 et effectue ses mouvements de va-et-vient tant que l'appareil fonctionne, c'est-à-dl re pendant tout le temps du rembobinage du câble 2. Pour permettre de rembobiner des câbles 2 propres, il est nécessaire de les nettoyer après leur utilisation. A cet effet, l'appareil selon l'invention peut comprendre, pour chaque bobine 10, des moyens de nettoyage du câble 2. Ceux-ci peuvent être placés juste après chaque fourchette 38. Comme le représente La figure 1, iLs peuvent être constitués de matière caoutchoutée 56, dans laquelle on a pratiqué pour chaque câble 2 une fente 58 un peu moins large que Le diamètre de celui-ci, de manière à effectuer un essuyage du câble 2, lors de son rembobinage. Le piquet de mesure 4 représenté sur cette figure 1 est un organe de mesure correspondant à l'utilisation de L'appareil pour effectuer des mesures de résistance de prises de terre. Il comprend une poignée 60 et un pied 62 équipés d'un système de vis en queue-de-cochon 64. Un tel appareil s'enfonce facilement par vissage dans le sol. IL est relié à l'extrémité mobile 2A du câble 2. Les fourchettes de guidage 38 peuvent avantageusement être constituées de deux rouleaux verticaux et montés libres en rotation de manière à faciliter Le défilement du câble 2. Pour un gain de place, le moteur électrique 12 peut être placé en dessous de l'arbre principal 8, de même que Le boîtier de commande 14. Un carré d'entraînement 9 peut être prévu en bout de l'arbre 8, pour permettre la fixation temporaire d'une manivelle 11. Ceci permet de pallier L'absence éventuelle de tension électrique pour entraîner le moteur. La valise 6 est munie d'un couvercle non représenté et de deux poignées 66 de transport. L'application principale d'un tel appareil est prévue pour effectuer des mesures du type mesures de résistance de prises de terre, ainsi que des mesures de résistivité du sol, des mesures de couplage de terre. En référence à La figure 2, L'appareil selon l'invention est représenté chargé sur le plateau arrière 68 d'un véhicule de service 70. La mesure illustrée ici est une mesure de résistance de prise de terre d'un support 72 du réseau de distribution d'énergie électrique. Ce support 72 est représenté équipé d'un transformateur 74 pour distribuer, sous la forme triphasée au moyen d'un câble 75 composé de quatre conducteurs de trois phases et du neutre, l'énergie électrique transportée sous haute tension par trois câbles 76. L'utilisation de l'appareil selon l'invention se fait avec un appareil de mesure de résistance appelé tellurohmmétre 78. Les quatre câbles 2 sont reliés l'un au support 72, dont on doit mesurer la prise de terre, le deuxième câble à l'autre support 80, où L'on doit mesurer la valeur de la prise de terre du neutre BT et les troisième et quatrième câbles 2 portent chacun un piquet de mesure 4 planté dans Le sol. Ces deux pieds de mesure doivent être positionnés à des distances L et L égales respectivement à environ 50 et 100 m. Les differentes methodes et possibilités de mesures ne seront pas décrites dans cette demande de brevet. L'interêt est de montrer les avantages de l'appareil selon L'invention, permettant non seulement de dévider, mais de rembobiner à grande vitesse un ou plusieurs câbles de Longueurs différentes par une opération simple. On précise dans ces deux cas que L'extrémité du câble 2, qui est invisible sur La figure 1, est connectée à une borne de raccordement 82 solidaire de la bobine 10 sur lequel il est enroulé. Il est ainsi possible de brancher sur les quatre bornes 82 les câbles de liaison du tellurohmmétre, de manière à effectuer les mesures. Le moteur 12 de l'appareil selon L'invention est avantageusement un moteur à courant continu fonctionnant avec une tension de 12 volts, de manière à pouvoir être utilisé à partir d'un véhicule automobile. En cas d'absence de tension 12 Volts, la manivelle placée dans la valise s'adapte en bout de L'arbre 8, permettant ainsi L'enroulage manuel des fils. REVENDICATIONS 1. Appareil pour dévider et rembobiner un ou plusieurs câbles (2), chacun étant enroulé autour d'une bobine (10) et devant être déroulé par une première extrémité (2A), puis rembobiné, la deuxième extrémité de chaque câble (2) étant fixée à la bobine (10), le tout étant rangé dans une valise (6), caractérisé en ce qu'il comprend : - un arbre principal (8) supportant les bobines (10) pour les entraîner en rotation lors du rembobinage des câbles (2) ; - un moteur électrique (12) pour entraîner en rotation l'arbre principal (8) ; - des moyens de commande de la rotation du moteur (12), et donc des bobines (10) ; et - des moyens de solidarisation temporaire de chacune des bobines (10) sur l'arbre principal (8). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de trancanage entra-inés par le moteur (12) pour assurer La repartition de chaque câble (2) sur sa bobine (10), Lors de son rembobinage. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de trancanage comprennent - un arbre de trancanage (40) entraîné en rotation par le moteur (12), par l'intermédiaire d'un réducteur constitué d'une poulie de petit diamètre (46) montée sur L'arbre principal (8), d'une courroie (44) et d'une poulie de grand diamètre (42) montée sur L'arbre de trancanage (40) et possédant une came de trancanage (50) commandant un déplacement Longitudinal pour une barre de t rancanage (34) mobile en translation longitudinale et terminee par un palpeur (54) maintenu en appui permanent contre La came de t rancanage (50) de manière à ce que la barre de t rancanage (34) effectue un aller et retour d'amplitude égale à la largeur des bobines (10) pour un tour de rotation de l'arbre de trancanage (40) ; - une fourche de guidage (38) pour chaque bobine, fixée sur la barre de trancanage (34) en regard de ladite bobine (10). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour chaque bobine (10) est équipee de moyens de nettoyage (56) du câble (2). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de nettoyage du câble (2) sont constitués d'une fente (58) pratiquée dans une matière caoutchoutée (56), en regard de chaque fourchette (38). 6. Appareil selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comprennent pour chaque bobine (10) - un trou dans l'arbre principal (8) ; - une goupille placée perpendiculairement à l'arbre principal (8), coulissante dans un gousset (16), fixé lui-même sur la bobine (10), pour pouvoir pénétrer à l'intérieur du trou afin de solidariser la bobine (10) avec l'arbre principal (8). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que La goupille est du type à baionnette et est montée en rotation autour de son axe dans le gousset (16) et possède un ergot (20) latéral, susceptible d'être maintenu dans la partie horizontale d'une fente (22) pratiquée sur le gousset (16) pour maintenir la bobine (10) en position de roue libre sur l'arbre principal (8) et de venir s'encastrer dans la partie verticale de la fente (22) sous L'effet de la pression d'un ressort, pour permettre à la goupille de pénétrer dans le trou. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande de la rotation du moteur comprennent - un potentiomètre (19) de sélection de la vitesse de rotation du moteur (12) ; et - une pédale de commande (15) pour la mise en marche et l'arrêt du moteur (12). 9. Application de l'appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour la mesure de résistance de prises de terre, de couplage de terre et de résistivité des sols au moyen d'un tellurohmmètre, caractérisée en ce qu'elle comprend quatre câbles (2) enroulés autour de quatre bobines (10), chaque bobine possédant une borne de raccordement (82) connectée à la deuxième extrémité du câble (2) fixé sur la bobine (10), la première extrémité pouvant être équipee d'un organe de connexion.