Brevet FR2712423A1 — publié le 19950519

BOBINE DE ROGOWSKI UTILISABLE DANS UNE INSTALLATION ELECTRIQUE AVEC ENVELOPPE METALLIQUE A LA TERRE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TELLE BOBINE La présente invention concerne une bobine de Rogowski utilisable notamment pour la mesure de l'intensisité électrique à l'intérieur d'une installation électrique comprenant une enveloppe métallique cylindrique remplie de gaz diélectrique et mise à la terre, à l'intérieur de laquelle est placé un conducteur électrique axial maintenu10 par des supports isolants. Une telle installation est aussi désignée par les termes installation blindée. Un but de la présente invention est de définir une bobine qui puisse être placée a l'intérieur de l'enveloppe autour du conducteur, en appui contre l'enveloppe métallique15 soit directement, soit par l'intermédiaire d'un flasque métallique, ou qui serait fixée à un cône isolant support du conducteur axial. L'invention a pour objet une bobine de Rogowski utilisable notamment dans une installation électrique avec enveloppe métallique à la terre, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier support torique à la surface duquel est disposée au moins une première hélice métallique. Dans un premier mode de réalisation, l'extrémité de l'hélice est reliée électriquement & un conducteur de retour disposé coaxialement à l'intérieur du premier support torique. En variante, le conducteur de retour est constitué par une seconde hélice métallique placée sur un second support torique disposé près du premier support torique.30 Dans une autre variante, le conducteur de retour est constitué par une seconde hélice bobinée en sens inverse et superposée à la première hélice avec interposition d'une couche isolante. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'une bobine de Rogowski utilisable notamment dans une installation électrique avec enveloppe métallique à la terre, caractérisée en ce qu'il comprend les opérations suivantes: - on coupe une longueur donnée d'une tige cylindrique en matériau isolant, contenant ou non un conducteur axial, - on métallise la surface de ladite tige, - on réalise à la surface de la tige, par voie mécanique ou chimique, une hélice métallique, - on soude des conducteurs aux extrémités de l'hélice, - on cintre la tige de manière à réaliser un tore, les jonctions des deux conducteurs à l'hélice étant aussi voisins que possible. En variante, le procédé comprend les opérations suivantes: on coupe une longueur donnée d'une tige cylindrique en matériau isolant, on métallise la surface extérieure de la tige, - on réalise à la surface de la tige une hélice métallique, par voie mécanique ou chimique, - on soude deux conducteurs aux extrémités de l'hélice, - on recouvre la tige d'un dépôt isolant, - on métallise la surface extérieure de la tige, - on réalise, par voie mécanique ou chimique, à la surface de la tige, une seconde hélice métallique à pas inverse de l'hélice mentionnée précédemment, - on soude deux conducteurs aux extrémités de la seconde hélice, - on relie électriquement deux des conducteurs de chacune des hélices, - on cintre la tige de manière à réaliser un tore, les extrémitéss des deux autres conducteurs des hélices étant aussi proches que possible. L'invention est maintenant expliquée en détail par la description de divers modes de réalisation, en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en élévation d'une bobine de Rogowski, avant cintrage, dont le conducteur de retour est un conducteur axial, - la figure 2 est une vue de la bobine de la figure 1 après cintrage, - la figure 3 est une vue en élévation d'une bobine de Rogowski selon un autre mode de réalisation dans lequel le conducteur de retour est une seconde bobine bobinée en sens inverse, - la figure 4 est une vue partielle en coupe d'une bobine de Rogowski selon une autre variante de l'invention, - la figure 5 illustre la réalisation mécanique d'une hélice métallique sur une tige isolante, - la figure 6 est une vue partielle en coupe axiale d'une installation de type blindé munie d'une bobine de Rogowski fixée selon un premier mode de fixation,20 - la figure 7 est une vue partielle en coupe axiale d'une installation blindée comprenant une bobine de Rogowski fixée selon un autre mode de fixation. La figure 1 montre une tige cylindrique 1 en matériau isolant, par exemple en matériau composite à base de résine époxy chargé de fibre de verre; un conducteur métallique 2 est disposé dans l'axe de cette tige; les extrémités 2A et 2B du conducteur 2 dépassent de la tige; à la surface de la tige est réalisée une hélice métallique 3 selon un procédé décrit plus loin. A l'une des extrémité de l'hélice est30 soudé un conducteur 4 qu'on relie électriquement à l'extrémité 2A du conducteur 2. A l'autre extrémité de l'hélice est soudé un conducteur 5; les conducteurs 2B et 5 constituent les bornes de la bobine de Rogowski. Pour être utilisée dans une installation électrique blindée, la tige 135 est cintrée selon une circonférence, comme le montre la figure 2, les extrémités 2B et 5 de la bobine étant aussi proches que possible. Dans la figure 3, la bobine de l'invention comprend une première bobine 11 réalisée comme la bobine de la figure 1, mais sans conducteur axial; le conducteur de retour est une seconde bobine 12 enroulée à pas inverse de la bobine 11 et disposée à côté de la première bobine de sorte que l'auto-inductance de l'ensemble soit voisin de zéro. Une borne 11A de la première bobine est reliée à une borne 12A10 de la seconde bobine; les extrémités 11B et 12B des bobines 11 et 12 constituent les bornes de la bobine de Rogowski et sont placés aussi près que possible l'une de l'autre. Dans une autre variante de réalisation de l'invention, illustrée dans la figure 4, la bobine de Rogowski comprend une tige en matériau isolant 20 sur laquelle il a été réalisé par voie mécanique une première hélice 21; puis, on a recouvert cette hélice d'une couche isolante 22 et réalisé sur cette couche une seconde hélice métallique 23 bobinée à pas inverse du pas de l'hélice 21. Les deux hélices sont20 mises en série, des condusteurs sont soudées aux bornes et la tige est cintrée en cercle comme précédemment. La réalisation des hélices peut se faire mécaniquement, comme le montre la figure 5. La tige isolante est tout d'abord métallisée par un procédé connu, par exemple par métallisation sous vide, de manière à obtenir une couche homogène. Le métal choisi est avantageusement le cuivre et l'épaisseur comprise entre 50 et 300 millièmes de millimètres. Comme le montre la figure 5, la tige isolante 30 est prise entre les mors 32 et 33 d'un tour qui lui communique un mouvement de rotation circulaire autour cde son axe à vitesse angulaire constante. Un outil de gravure 34 est déplacé à vitesse linéaire constante parallèlement à la tige. Une hélice 35 parfaitement régulière est ainsi35 obtenue; les vitesses de rotation du tour et de translation de l'outil sont choisies pour avoir le nombre de spires désiré; il est facile d'obtenir, avec une tige de longueur 1 mètre, 3500 spires séparées par des intervalles d'un dixième de millimètre, le conducteur ayant près de deux centièmes de millimètre de largeur.5 En variante, les hélices sont obtenues par voie chimique, selon les méthodes bien connues des fabricant de circuits imprimés. La figure 6 illustre un premier mode de fixation de la bobine de Rogowski 40 à l'intérieur d'une installation blindée comprenant une enveloppe métallique cylindrique & la terre 41 et un conducteur axial 42 maintenu par des cônes isolants 43. La bobine de Rogowski 40 est disposée à l'intérieur d'une gorge pratiquée à l'intérieur d'un anneau 44 placé en appui contre l'enveloppe 41 et dont le plan est dans une section droite de l'enveloppe. La figure 7 montre une variante de réalisation dans laquelle la bobine de Rogowski 40 est placée dans une gorge pratiquée dans un cône isolant 43. L'invention trouve application dans la mesure du courant des installations de type à enveloppe métallique à la terre. REVENDICATIONS 1/ Bobine de Rogowski utilisable notamment dans une installation électrique avec enveloppe métallique & la terre, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier 5 support torique (1) à la surface duquel est disposée au moins une première hélice métallique (2). 2/ Bobine de Rogowski selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une extrémité (4) de l'hélice (3) est reliée électriquement à un conducteur de retour (2) disposé coaxialement à l'intérieur du premier support torique. 3/ Bobine de Rogowski selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une extrémité (11A) de l'hélice (11) est reliée électriquement à un conducteur de retour constituée par une seconde hélice métallique (12) placée sur un second support torique disposé près du premier support torique. 4/ Bobine de Rogowski selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une extrémité de ladite hélice (21) est reliée à un conducteur de retour constitué par une seconde hélice (23) bobinée en sens inverse et superposée à la première hélice20 avec interposition d'une couche isolante (22). / Procédé de réalisation d'une bobine de Rogowski utilisable notamment dans une installation électrique avec enveloppe métallique à la terre, caractérisée en ce qu'il comprend les opérations suivantes:25 - on coupe une longueur donnée d'une tige cylindrique (30) en matériau isolant, contenant ou non un conducteur axial, - on métallise la surface de ladite tige, - on réalise à la surface de la tige, par voie mécanique ou chimique, une hélice métallique (35), - on soude des conducteurs aux extrémités de l'hélice, - on cintre la tige de manière à réaliser un tore, les jonctions des deux conducteurs à l'hélice étant aussi voisins que possible.35 6/ Procédé de réalisation d'une bobine de Rogowski utilisable notamment dans une installation électrique avec enveloppe métallique à la terre, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: - on coupe une longueur donnée d'une tige cylindrique en matériau isolant, - on métallise la surface extérieure de la tige, - on réalise à la surface de la tige une hélice métallique, par voie mécanique ou chimique, - on soude deux conducteurs aux extrémités de l'hélice, - on recouvre la tige d'un dépôt isolant, - on métallise la surface extérieure de la tige, - on réalise, par voie mécanique ou chimique, à la surface de la tige, une seconde hélice métallique à pas inverse de l'hélice mentionnée précédemment, - on soude deux conducteurs aux extrémités de la seconde hélice, - on relie entre eux deux conducteurs des deux hélices, - on cintre la tige de manière à réaliser un tore, les extrémités des deux autres conducteurs des hélices étant aussi proches que possible.20