Brevet FR2684766A1 — publié le 19930611

La présente invention a pour objet un dispositif d'identification de conducteurs reliés à la masse ou d'une façon générale, à la terre. Elle trouvera son application dans le domaine des installations électriques et plus particulièrement dans celui de l'identification de conducteurs ou dans le secteur de la mesure. de la détection. de la comparaison et du traitement d'un signal électrique ou électronique. Dans de nombreus domaines de 11 électricité ou de l'éleetronique, il est nécessaire de mesurer avec exactitude un signal tout en conservant les conducteurs électriques reliés à la terre. De même. il faut également, dans certaines applications, déterminer et reconnaître rapidement un conducteur à l'une de ses extrémités lorsque celui-ci est placé parmi un faisceau ou un réseau de conducteurs électriques qui sont tous connectés à la terre. Par exemple, lors de travaux de réparations ou de mise en place de lignes haute tension aérienne ou sous-terraine, il faut pouvoir identifier la correspondance des conducteurs entre deux extrémités. De meme, dans un autre domaine, pour mesurer le temps de fermeture d'appareils électriques tels que des disjoncteurs, il est nécessaire d'injecter un signal dans un conducteur que l'on doit donc préalablement isoler de la terre. Actuellement, pour réaliser ces opérations, on utilise des dispositifs limiteurs de tension qualifiés de "pavés de terre" qui permettent d'isoler le circuit analysé de la terre jusqu'à une tension seuil à partir de laquelle le conducteur analysé est de nouveau relié à la terre. Or, la pratique a montré que de tels limiteurs de tension n'apportent pas entière satisfaction. En effet, la tension de claquage est souvent atteinte au cours de la décharge des dielectriques entourant les conducteurs lorsque ceux-ci sont analysés de sorte que ces "pavés de terre" sont alors mis hors d'état de fonctionner. La présente invention a pour objet de palier aux inconvénients des dispositifs actuels utilisés en fournissant un dispositif d'identification de conducteurs connecté à la terre sans jamais cesser d'avoir une mise à la terre franche de ces conducteurs. Un avantage de la présente invention réside dans le fait qu'il permet de respecter les consignes de sécurité en protégeant le personnel contre une mise sous tension accidentelle et également contre la tension résultant de la décharge résiduelle des diélectriques utilisés. Un but de la présente invention est qu'elle permet un repérage rapide, aisé et simple d'un conducteur à l'une de ses extrémités lorsque celui-ci est placé parmi un faisceau comportant un nombre élevé de conducteurs. Un autre but de la présente invention réside dans le fait qu'il permet une mise en court-circuit et une décharge des conducteurs qui s'effectue rapidement et en une seule opération. I1 faut également noter que le dispositif conforme à l'invention est robuste et simple à mettre en oeuvre ce qui autorise son utilisation même dans des conditions difficiles. 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 la limiter. A cette fin, selon l'invention, le dispositif d'identification de conducteurs mis à la terre, comprenant au moins un conducteur dont au moins l'une des extrémités est mise à la terre, est caractérisée par le fait qu'au moins l'une des extrémités du conducteur comporte des moyens pour générer un signal électrique induit de caractéristiques déterminées en vue de permettre son identification par des moyens de détection placés sur l'autre de ses extrémités. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels - la figure 1 représente une forme de réalisation du dispositif d'identification conforme à l'invention dans laquelle une seule des extrémités des conducteurs est connectée à la terre, ceci en présence de conducteurs placés à l'intérieur de gaines conductrices - la figure 2 illustre schématiquement une variante de réalisation du dispositif de détection conforme à l'invention qui comprend trois conducteurs placés à l'intérieur de gaines non conductrices - la figure 3 illustre schématiquement une autre forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention dans laquelle les deux extrémités des conducteurs sont reliées à la terre - la figure 4 illustre schématiquement une variante de réalisation du dispositif de détection conforme à l'invention dans lequel les deux extrémités des conducteurs sont reliées à la terre - la figure 5 illustre schématiquement des signaux induits par des transformateurs dans le cadre de l'utilisation du dispositif conforme à celui illustré à la figure 3 - la figure 6 est un schéma des signaux détectés dans le cadre d'utilisation d'un dispositif conforme à celui de la figure 3 - la figure 7 est un schéma des signaux émis dans le cadre de l'utilisation d'un dispositif conforme à celui de la figure 4 - la figure 8 est un schéma des signaux reçus dans le c-adre de l'utilisation d'un dispositif conforme à celui de la figure 4 - la figure 9 est un schéma des signaux émis dans le cadre de l'utilisation d'un dispositif conforme à celui de la figure 4 qui comporte trois transformateurs émettant chacun un signal spécifique. La présente invention a pour objet un dispositif d'identification de conducteurs reliés à la terre qui trouvera son application dans le domaine de l'électricité ou de l'électronique. C'est ainsi que l'invention trouvera plus particulièrement son application dans le domaine de la détection et de la reconnaissance d'un conducteur à l'une de ses extrémités lorsque celui-ci est placé parmi un faisceau de conducteurs ou bien encore dans le domaine de la reconnaissance et de la détermination d'un signal électrique et ou électronique lorsqu'il est nécessaire de garder le conducteur relié à la terre. La détection d'un conducteur parmi un faisceau de conducteurs relié à la terre est basée sur la reconnaissance à I'une de ses extrémités d'un signal électrique induit de caractéristiques déterminées émis par des moyens électromagnétiques générateurs placés à l'autre extrémité de ce conducteur. L'émission d'un signal électrique induit à l'une des extrémités du conducteur permet ainsi, grâce à la différence des caractéristiques de ce signal par rapport aux autres signaux, sa reconnaissance du conducteur à l'autre extrémité par des moyens de détection. De même, cette technique permet également d'injecter un signal électrique etiou électronique de mesure dans un circuit de conducteurs.. Quelle que soit l'utilisation, cette émission et cette détection ou mesure du signal induit s'effectuent dans des conducteurs qui doivent toujours etre connectés à la terre. A titre d'application, on peut citer la reconnaissance d'un conducteur placé parmi un faisceau de câbles tels que les lignes haute tension aériennes ou souterraines. De même l'invention peut être mise en oeuvre pour assurer la mesure du temps de fermeture dans des installations électriques telles que des disjoncteurs ou dans tout autre dispositif électrique et/ou électronique dans lequel il est nécessaire de reconnaître et de mesurer un signal électrique tout en gardant les conducteurs reliés à la terre. La figure 1 représente une gaine électrique conductrice 1 reliée à la masse à l'intérieur de laquelle sont placés trois conducteurs I, II, III d'un type classique. L'une des extrémités 2 de chaque conducteur I, Il, III est connectée à la terre tandis que l'autre extrémité 3 de chacun des conducteurs I, Il, III est reliée successivement à l'entrée de moyens de détection 4 des signaux électriques afin d'effectuer des mesures. Ces moyens 4 peuvent être, par exemple, un ampèremètre, un voltmètre ou bien encore un oscilloscope ou bien tout autre moyen susceptible d'assurer une reconnaissance d'un ou d'une combinaison de caractéristiques de signaux électriques tels que par exemple sa forme, son intensité, son voltage, sa fréquence etc Dans la forme de réalisation représentée sur cette figure 1, les moyens générateurs des signaux électriques 5 sont ici constitués par un oscillateur d'audio-fréquence, c'est-à-dire de fréquence sonore comprise entre 100 et 10.000 Hz ou d'impulsions codées ou non. Cet oscillateur est connecté sur l'entrée de la gaine conductrice 1. Par ailleurs, il est relié à la sortie des moyens de détection 4. Dans cette forme de réalisation. l'extrémité 3 des conducteurs I, II. III n'est pas reliée à la terre, mais on y connecte, successivement, les moyens de détection 4 afin de détecter les signaux traversant chacun d'eux. Selon l'invention, des moyens générateurs d'un courant induit 8 sont connectés à 1' extrémité 2 des connecteurs I et II. Il s'agit d'une part d'une inductance électromagnétique L1 connectée sur le conducteur I et d'autre part, d'une inductance électromagnétique L2 connectée sur le conducteur II. Pour rendre la détection ultérieure du courant induit généré par les inductances électromagnétiques L1 et L2 plus facile on utilise une inductance qui est supérieure à l'inductance L2, et, de préférence de sorte que l'on ait la relation L1 = 2 X L2. I1 en résulte que, conformément à l'invention, la mesure du courant sur chaque conducteur I, Il, III par l'ampèremètre permet de déterminer soit la correspondance de l'extrémité 2 de ces conducteurs I, Il, III avec leur extrémité 3 par comparaison des signaux sur chaque conducteur I, II, III soit le temps de fermeture d'un disjoncteur. Ce type de détermination est facile et rapide, sans risque de détérioration du dispositif notamment en cas de tension de claquage résultant des charges résiduelles des diélectriques. De plus. on peut effectuer cette mesure rapidement, sans difficulté quelle que soient les conditions d'utilisation, tout en obtenant des résultats très fiables. La figure 2 représente une variante de réalisation dans laquelle ltextl émité 2 de chaque conducteur I, Il, III est connectée à la terre tandis que sur l'autre extrémité 3 de deux conducteurs I, II est connectée successivement l'entrée des moyens de détection 4 dont la sortie est reliée à l'entrée des moyens générateurs des signaux électriques 5 qui sont, euxmêmes reliés au troisième conducteur III. A la sortie de la gaine non conductrice 9 deux de ces conducteurs I, II sont connectés à un générateur d'un courant induit 8. I1 s'agit d'une part d'une inductance électromagnétique L1 connectée sur le conducteur I et d'autre part d'une inductance électromagnétique L2 connectée sur le conducteur II. Comme dans le montage précédent, il est également préférable pour faciliter la reconnaissance et la distinction des signaux électriques entre les conducteurs I, II que l'inductance électromagnétique L1 soit supérieure à I'inductance électromagnétique L2 tel que par exemple L1 = 2 X L2. Par l'intermédiaire des moyens de détection 4, il est ainsi aisé par comparaison de reconnaître les conducteurs I, Il, III à hauteur de leur extrémité 3. En effet, on détecte aisément. s'il n'y a pas ou s'il y a influence sur les signaux émis et dans quelle proportion. La figure 3 représente une variante de réalisation de l'invention dans laquelle les deux extrémités 2 et 3 des conducteurs I, Il, III sont connectées à la terre. Dans le cas où les deux extrémités 2 et 3 des conducteurs I, Il, III sont connectées à la terre, il est nécessaire d'utiliser des moyens générateurs de courant induits qui comportent au moins deux transformateurs qui présentent des tores électromagnétiques. C'est ainsi que dans la forme de réalisation représentée à la figure 3 un transformateur 10 est connecté sur le conducteur I et un transformateur 1 1 est connecté sur le conducteur II au niveau de l'extrémité 2 des conducteurs E II, III. L'entrée des transformateurs 10, 11 est reliée à un générateur de signal 5 tel qu'un oscillateur ou un générateur d'impulsions. A la sortie des transformateurs 10 et 11, les conducteurs I Il, III sont connectés à l'entrée d'une inductance éleetromagnétique 12 dont la sortie est reliée à la terre. L'inductance 12 est une inductance de blocage de sorte que les courants Il , I 2 I 3 venant respectivement des conducteurs I, Il, III vérifient l'équation I1 + I 2 + I3 = 0 pour qu'il n'y ait pas de courant à la terre. Cette inductance 12 présente une impédance élevée car il faut éviter une mise à la terre trop franche susceptible de se produire si celle-ci est trop faible avec des fréquences utilisées élevées. A l'extrémité 3 des conducteurs I Il, III est connecté un capteur 13 inductif qui est relié à un récepteur 14 de signaux à fréquence sonore et/ou visuelle éventuellement relié à un appareil de mesure tel qu'un ampèremètre. A la figure 4. on a représenté une variante de réalisation dans laquelle l'extrémité 2 et 3 des conducteurs I, Il, III est reliée à la terre. Dans cette forme de réalisation, l'on trouve à l'extrémité 2, un transformateur 16 connecté sur le conducteur 1, un transformateur 17 connecté sur le conducteur II et un transformateur 18 connecté sur le conducteur III. Les transformateurs 16, 17, 18 peuvent présenter, ici, les mêmes caractéristiques électromagnétiques et ils sont alors reliés afin que les courants Il , 12 I3 provenant respectivement des conducteurs I, Il, III vérifient l'équation I i + I2 + I 3 = O. Dans ces conditions. il n'est pas nécessaire de disposer d'une inductance de blocage telle que dans le mode de réalisation précédent, représentée en figure 3. Bien sûr, cette identité des transformateurs 16, 1 18 n'est pas indispensable, le repérage des conducteurs I, Il, III à hauteur de leur extrémité 3 s'effectuant par comparaison des signaux émis qui sont différents selon le transformateur 16, 17, 18 alimenté au travers du générateur de signaux 5 (voir figure 9). Ce générateur de signaux 5 est relié à l'entrée des transformateurs 16, 17 et 18, tandis qu'à l'extrémité 3 des conducteurs I, Il, III est connecté un capteur 13 relié à un récepteur 14 de signaux sonores et/ou lumineux éventuellement associés à un appareil de mesure tel qu'un ampèremètre. La figure Û représente la courbe des signaux induits provenant des transformateurs toriques 10 et 11 connectés aux conducteurs I, Il. On constate sur cette figure, que sur le conducteur III il n'est pas injecté de signal tandis que les conducteurs I et II présentent des signaux de formes différentes. Ainsi, conformément à l'invention il est aisé et facile de pouvoir distinguer par comparaison le conducteur III puis les conducteurs I et II entre eux. La figure 6 représente une courbe des signaux détectés par l'appareil de rnesure sur les conducteurs I, Il, III. On remarque que le conducteur III qui ne reçoit pas un courant induit présente un signal de réponse qui est différent des signaux des conducteurs I et II ce qui le rend facilement identifiable par des moyens de détection. La figure 7 représente la courbe des signaux induits générés par les transformateurs 16, 17 et 18 respectivement sur le conducteur I Il, III. On constate sur cette courbe qu'il existe une différence des signaux détectés ces signaux sont tels que l'équation Ii+ I2 + I3 = 0 est vérifiée La figure 8 représente la courbe de réception des signaux induits. Sur cette courbe, on remarque que les signaux reçus sont identiques aux signaux émis de sorte qu'il est facile et aisé par comparaison de reconnaître l'un de ces conducteurs. Pour une application de mesure nécessitant l'introduction d'un signal dans l'un des conducteurs, celle-ci peut être réalisée au moyen de transformateurs 16, 17, 18 injectant des signaux différents. Dans ce cas, la mesure peut se faire par comptage et repérage des différents signaux reçus, tels que ceux représentés à la figure 9. Etant donné que les transformateurs 16, 17 et 18 sont indépendants l'un de l'autre et qu'ils peuvent transmettre des signaux différents et/ou différents dans le temps, on obtient des courbes représentatives des signaux pour chaque conducteur I, Il, III différentes ce qui permet de les identifier facilement. D'autres mises en oeuvre de la présente invention à la portée de l'Homme de l'Art auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. Revendications 1. Dispositif d'identification de conducteurs reliés à la terre comprenant au moins un conducteur (I, Il, III) dont au moins l'une des extrémités (2) et (3) est reliée à la terre, caractérisé par le fait qu'au moins une des extrémités du conducteur comporte des moyens (8) pour générer un signal électrique induit de caractéristiques déterminées en vue de permettre son identification par des moyens de détection (4 14) placés sur l'autre extrémité du conducteur. 2. Dispositif d'identification selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (8) pour générer un signal électrique induit sont constitués par des inductances électromagnétiques Ll, L2. 3. Dispositif d'identification de conducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (8) pour générer un signal électrique induit sont constitués par des tores électromagnétiques de transformateurs (10, 11, 162 17, 18). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux inductances électromagnétiques LI l et L2 tel que L1 soit supérieur à L2. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte trois conducteurs (I, Il, III) constituant un câble triphasé logé à l'intérieur d'une gaine. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour générer un signal électromagnétique induit sont constitués par au moins un transformateur torique ( 10 11) et au moins une inductance électromagnétique (12). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen (5) pour générer un signal électrique d'audio-fréquence etZou d'impulsions codées ou non. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour détecter un signal sont constitués par un récepteur sonore ou lumineux (14). 9. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur inductif (13).