Brevet FR2661250A1 — publié le 19911025

"Dispositif de surveillance d'un réseau d'éclairage public ou analogue, pour localiser les pannes de luminaire" L'invention se rapporte à un dispositif de surveillance d'un réseau d'éclairage public ou analogue comprenant une multiplicité de sections, chacune avec un disjoncteur couplé en amont à un réseau de distribution électrique et en aval à une ligne de section desservant une pluralité de luminaires dont la puissance nominale totale correspond à un nombre N de luminaires de puissance nominale la plus faible dans la pluralité. I1 est courant de diviser les réseaux d'éclairage public en sections qui comportent leur branchement autonome sur un réseau de distribution électrique, une ligne de commande générale partant d'un poste central, manoeuvrant les disjoncteurs de section en fermeture et ouverture aux époques convenables; cette division en sections permet d'éviter de doubler le réseau de distribution électrique par une ligne générale d'alimentation qui serait très coûteuse en établissement et en fonctionnement. Par ailleurs, il convient de surveiller les luminaires du réseau, pour déceler les luminaires en panne, et procéder à leur dépannage. Le plus souvent, à l'heure actuelle, cette surveillance s'effectue par des rondes, aux heures d'allumage du réseau d'éclairage, rondes complétées ou éventuellement provoquées par les observations des riverains. Ces rondes sont fastidieuses, en raison du grand nombre de luminaires dans le réseau d'éclairage, et onéreuses. Leur efficacité est limitée, l'attention s'émoussant au cours de la ronde. On a proposé de disposer un capteur d'intégrité sur chaque luminaire, et d'acheminer, via une ligne de surveillance ou par transmission hertzienne, les informations de panne, associées à des adresses de luminaire, au poste central. I1 est alors possible d'envoyer des équipes de dépannage pour procéder aux réparations nécessaires; le plus souvent la panne est causée par la mise hors service de la lampe du luminaire. Ce dispositif de surveillance est coûteux à installer, puisque sur chaque luminaire doit être installé un capteur associé à un émetteur de signaux de panne, avec une adresse propre. La présente invention vise à résoudre le problème de la surveillance des réseaux d'éclairage publics ou analogues à l'aide d'un dispositif relativement simple et peu onéreux. L'invention propose ainsi un dispositif de surveillance d'un réseau d'éclairage public ou analogue, comprenant une multiplicité de sections, chacune avec un disjoncteur couplé en amont à un réseau de distribution électrique et en aval à une ligne de section desservant une pluralité de luminaires dont la puissance nominale totale correspond à un nombre N de luminaires de puissance nominale la plus faible dans la pluralité, caractérisé en ce que chaque section comporte un moyen de relais sensible au courant circulant dans la ligne de section en aval immédiat du disjoncteur et apte à déterminer un rapport du courant circulant dans la ligne à un courant repère passant dans une résistance réglée soumise à la tension de la ligne, et à émettre un signal d'alarme pour une variation dudit rapport au moins égale à 1/N. On comprend qu'avec le dispositif proposé, la mise hors service d'un luminaire provoque l'émission d'un signal d'alarme, que ce luminaire possède la puissance nominale la plus faible dans la section, ou une puissance nominale supérieure. Le signal d'alarme permet d'identifier la section où un luminaire est en défaut, pour effectuer une ronde dans cette section, de développement linéaire limité. On remarquera que ces rondes ne sont effectuées que lorsqu'il y a certitude qu'un luminaire au moins de la section est en panne. I1 n'y a plus de ronde inutile, ni de rondes longues, de sorte que les risques d'erreurs sont très faibles. Par ailleurs, le dispositif est peu onéreux, puisqu'il suffit d'un relais par section. De plus, ces sections peuvent comporter un nombre équivalent N de luminaires déjà notable, car la comparaison du courant circulant dans la ligne au courant repère pratiquement proportionnel à la tension de ligne permet de s'affranchir sensiblement des variations de tension du réseau de distribution, qui autrement limiterait sévèrement ce nombre N. De préférence, la variation de rapport pour laquelle est émis le signal d'alarme est 1/2N. En effet, avec un rapport 1/N, la mise en panne du luminaire de puissance nominale minimale provoque une variation de courant d'également 1/N, c'est-à-dire juste la valeur du courant de seuil. Dans ces conditions, la réponse du relais dépend des variations du second ordre du courant appelé, et est aléatoire. Avec un rapport 1/2N, le seuil se trouve placé en position médiane entre la valeur normale de courant et la valeur de courant avec un luminaire de puissance nominale minimale en panne, et la tolérance des variations aléatoires est la même pour les deux valeurs de courant à distinguer. Lorsque le réseau comporte des luminaires à inductances ballasts munies d'un condensateur de compensation, les moyens de relais seront sensibles en outre à un accroissement de courant correspondant au court-circuit d'un condensateur de compensation. Le personnel de surveillance est ainsi averti des accroissements de puissance réactive absorbés par la section, cette puissance réactive étant facturée à un prix élevé. En disposition préférée le moyen de relais est muni d'une temporisation inhibant l'émission du signal d'alerte pendant une durée déterminée suivant la fermeture du disjoncteur. En effet, la consommation des lampes, plus spécialement- des lampes à décharge, varie dans les premiers temps qui suivent l'allumage des lampes. Cette temporisation, qui peut s'étendre sur 10 à 20 minutes par exemple, reste faible par rapport à la durée d'allumage normal d'un réseau d'éclairage et les délais d'intervention appropriés. Et il est aisément compréhensible que la neutralisation de la période de prise de régime des lampes est très utile pour avoir un nombre N intéressant. De préférence, le moyen de relais comporte un transformateur d'intensité branché au primaire sur la ligne, afin de faciliter le branchement et réduire les chutes de tension dans la ligne. On branchera avantageusement le primaire du transformateur d'intensité sur un conducteur de neutre de la ligne. On évite ainsi que les surintensités correspondant à la mise accidentelle à la terre du conducteur de phase de la ligne détériorent les moyens de relais. En disposition préférée, avec un poste de commande centralisé relié par des lignes de transmission aux têtes de section, les signaux d'alarmes sont acheminés avec une adresse respective, par lesdites lignes de transmission vers le poste de commande centralisé. Des caractéristiques accessoires et les avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est un schéma général d'un dispositif de surveillance selon l'invention; - La figure 2 est un schéma d'un relais de seuil approprié à la mise en oeuvre de l'invention. Selon la forme d'exécution choisie et représentée figure 1, sur un réseau de distribution électrique avec un neutre 0 et trois phases 1, 2, 3 sont branchées une multiplicité de sections A, B, C, D, ... d'un réseau d'éclairage public. Pour équilibrer l'appel de puissance sur les trois phases 1, 2, 3 du réseau de distribution, chaque section A, B, C, D est branchée entre le neutre 0 et l'une des trois phases 1, 2, 3, en succession approximativement. Dans ce qui suit, on s'intéressera plus particulièrement à la section B, branchée entre neutre 0 et phase 2. Cette section B comprend un coffret de tête 10 dans son ensemble, qui contient un disjoncteur de tête 11, commandé par une ligne de transmission 5 qui vient d'un poste central non représenté. Le coffret de tête 10 contient un relais 12, sensible au courant qui traverse la ligne de neutre 0, par l'intermédiaire d'un transformateur d'intensité 12a du type dit torique. Le relais 12 est également sensible à un courant, dérive de la tension entre phase 2 et neutre 0 appliquée à une résistance réglée 13. Le relais 12 possède une sortie 14, sur laquelle apparaît un signal d'alarme lorsqu'il se produit un déréglage du fonctionnement de la section B.Le signal d'alarme est transmis au poste central via la ligne de commande 5, un coupleur 15 étant disposé à cet effet entre la sortie 14 et la ligne 5. Au-delà du coffret de tête 10, les lignes 0 et 2 desservent N luminaires 16,1 à 16,N, que l'on supposera pour l'instant de puissance nominale égale, par exemple 40 watts. Le relais 12 comporte un comparateur à seuil pour comparer le courant passant dans le conducteur de neutre 0 avec un courant repère qui traverse la résistance 13 réglable. La résistance 13 est réglée, compte tenu du rapport de transformation du transformateur d' intensité 12a pour que, sous la tension nominale entre phase 2 et neutre 0, le comparateur à seuil donne un signal de sortie d'un premier état, lorsque tous les N luminaires sont traversés chacun par le courant nominal inr et un signal dans un second état lorsque, un luminaire étant en panne, les N-l luminaires restants sont traversés chacun par le courant nominal in. Dans le second état, le relais 12 emet un signal d'alerte. Au mieux, la resistance 13 sera réglée pour que le changement d'état du comparateur à seuil se produise à une valeur de courant moyenne entre N.in et (N-l)in soit (2N-1) in/2. Comme le seuil de changement d'état du comparateur à seuil du relais 12 se produit pour un courant de ligne dans un rapport régle avec le courant qui traverse la résistance 13, soumise à la tension entre neutre 0 et phase 2, des variations de tension d'alimentation entre le neutre 0 et la phase 2, dans un domaine où les luminaires présentent une impédance constante, n'auront pas d'effet sur la position du seuil du comparateur entre les courants réels correspondant à N et N-1 luminaires en etat de fonctionnement. D'un autre point de vue, il arrivera qu'il soit désirable que les puissances nominales des luminaires d'une section soient diverses, pour adapter l'éclairage local à des conditions particulières. En ce cas, le nombre de luminaires N deviendra fictif, et égal au quotient de la puissance totale appelée par la puissance nominale du luminaire le moins puissant. Le nombre fictif N peut alors n'être pas entier, mais la variation de rapport qui doit entraîner l'émission du signal d'alarme reste 1/N, et la valeur la plus convenable du rapport qui produit le changement d'état reste 1/2N. En se reportant à la figure 2, qui est un schéma simplifié d'un relais 12, on voit que la résistance 13 réglable forme avec une résistance fixe de pied 20 un pont potentiométrique, le courant traversant les résistances 13 et 20 développant sur cette dernière une tension qui est redressée par une cellule 21. Le transformateur torique 12, traversé par le conducteur de neutre 0 qui forme primaire monospire, debite par son secondaire dans une résistance de fermeture 12b, suivie d'une cellule de redressement 22. La tension issue de la cellule 22, image du courant passant dans le conducteur de neutre est appliquée à l'entrée directe d'un amplificateur opérationnel 25, et à la sortie inverseuse d'un second amplificateur opérationnel. La tension issue de la cellule 21 est appliqué, à travers un potentiomètre 23 à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 25, et à travers un pont de résistance 24 à l'entrée directe de l'amplificateur 26. Ces amplificateurs 25 et 26 sont montes sans rétroaction, de sorte que leur sortie est à un niveau haut lorsque leur entrée directe est à un potentiel supérieur à celui de leur sortie inverseuse, et à un niveau bas lorsque le potentiel de l'entrée directe est plus bas que celui de 1' entrée inverseuse. Ainsi, l'amplificateur 26 aura sa sortie à un niveau bas lorsque le courant dans le conducteur de neutre sera supérieur à une première valeur de seuil qui varie proportionnellement à la tension entre conducteur 2 et 0, tandis que la sortie de l'amplificateur 25 sera à un niveau bas lorsque le courant dans le conducteur de neutre reste inférieur à une seconde valeur de seuil. La première valeur de seuil, déterminée par le pont réglable 13, 20 et le pont fixe 24 va correspondre à un courant compris entre N. in et (N-l); Par ailleurs, on règlera le potentiomètre 23 pour que le changement d'état de la sortie du comparateur 25 se produise pour un courant supérieur à N. in. Lorsque les luminaires 16,1-16,N sont munis de lampes à décharge, avec une inductance de ballast et un condensateur de compensation de déphasage, on règlera le potentiomètre 23 de façon que le changement d'état de l'amplificateur 25 corresponde à un courant intermédiaire entre le courant normal N.in et le courant qui traverserait l'ensemble des luminaires lorsque, pour un luminaire, le condensateur de compensation de déphasage est en court-circuit. Pour faciliter ces réglages, on a branché les deux entres d'une porte NON-OU 27 sur les deux sorties respectives des amplificateurs 25 et 26, la sortie de cette porte 27 étant reliée à une diode électroluminescente 28. Cette diode 28 s'illuminera lorsque la sortie de la porte 27 est à un niveau haut, ce qui suppose que les deux entrées sont à un niveau bas, c'est-à-dire que le courant traversant le conducteur de neutre 0 sera situé entre les deux seuils. Les deux sorties des amplificateurs 25 et 26 sont reliées à des entres respectives d'un générateur d'alarme 29. Ce générateur va émettre un premier signal d'alarme lorsque la sortie de l'amplificateur 26 est à un niveau haut (lampe claquée), et un second signal d'alarme, distinct du premier, lorsque la sortie de l'amplificateur 25 est à un niveau haut (condensateur en court-circuit). A ces signaux d'alarme sont associés des signaux d'adresse, particuliers à la section 10. Par l'intermédiaire du coupleur 15, ces signaux d'alarme, accompagnes des signaux d'adresse sont transmis au poste central via la ligne 5. Le générateur de signaux d'alarme 29 possède une entrée d'inhibition 29a, qui empêche l'émission des signaux d'alarme lorsqu'un signal lui est appliqué. Entre les conducteurs de phase 2 et de neutre 0, en aval du disjoncteur 11, est branchée une temporisation 30. A l'allumage des luminaires 16,1-16,N par fermeture commandée du disjoncteur 11, la temporisation 30 emet un signal d'inhibition, qui bloque l'émission des signaux d'alarme, pendant une duree suffisante (10-20 minutes) pour que les luminaires soient parvenus à leur régime permanent. On aura compris que, lorsqu'on change des lampes dans une section, il est nécessaire de reprendre le réglage des seuils. Toutefois, étant donné que les seuils varient sensiblement comme le courant nominal, il suffira de réajuster, par manoeuvre de la résistance 13, les niveaux d'équilibre du courant nominal entre les seuils, pour retrouver la surveillance normale. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits, mais en embrasse toutes les variantes d'exécution, dans le cadre des revendications. Notamment, la disposition du relais et ses logiques de fonctionnement peuvent s'éloigner de ce qui a été décrit, dès lors que le fonctionnement est équivalent. En outre, il va de soi qu'à partir du moment où la tête de section peut envoyer des signaux en direction d'un poste central de surveillance via les lignes de commande, on peut ajouter aux signaux d'alarmes des signaux qui véhiculent des informations, telles que par exemple la consommation d'energie. REVENDICATIONS 1. Dispositif de surveillance d'un réseau d'éclairage public ou analogue, comprenant une multiplicité de sections (A, B, C, D...), chacune avec un disjoncteur (11) couplé en amont à un réseau de distribution électrique (0, 1, 2, 3) et en aval à une ligne de section (0, 2) desservant une pluralité de luminaires (16,1-16,N) dont la puissance nominale totale correspond à un nombre N de luminaires de puissance nominale la plus faible dans la pluralité, caractérisé en ce que chaque section (A, B, C, D) comporte un moyen de relais (12) sensible au courant circulant dans la ligne de section en aval immediat du disjoncteur (11) et apte à déterminer un rapport du courant circulant dans la ligne à un courant repère passant dans une résistance réglée (13) soumise à la tension de la ligne (0, 2), et à émettre un signal d'alarme pour une variation dudit rapport au moins égale à 1/N. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la variation dudit rapport pour laquelle est émis le signal d'alarme est au moins égale à 1/2N. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, où le réseau comporte des luminaires (16,1-16,N) à inductances ballasts munies d'un condensateur de compensation, caractérisé en ce que les moyens de relais (12) sont sensibles en outre à un accroissement de courant dans la ligne de section, correspondant au court-circuit d'un condensateur de compensation. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit moyen de relais (12) est muni d'une temporisation (30) inhibant l'émission du signal d'alarme pendant une durée déterminée suivant la fermeture du disjoncteur (11). 5. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de relais (12) comporte un transformateur d'intensité (12a) branché au primaire sur la ligne de section (0, 2). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le transformateur d'intensité (12a) est branché au primaire sur un conducteur de neutre (0) de la ligne. 7. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 6, avec un poste de commande centralisée relié par des lignes de transmission (5) aux têtes de section, caractérisé en ce que les signaux d'alarme sont acheminés, avec une adresse respective, par lesdites lignes de transmission, vers le poste de commande centralisé.