Brevet FR2753851A1 — publié le 19980327

L'invention concerne un circuit bouchon à fréquence musicale notamment pour agencement émetteur et/ou récepteur de télécommande de réseau de distribution d'énergie électrique sous moyenne tension. Les liaisons par l'intermédiaire desquelles l'énergie électrique est transmise dans les réseaux de distribution sous moyenne tension, sont communément utilisées pour une transmission de télécommandes à des équipements, notamment depuis une unité centrale. Les télécommandes sont constituées sous la forme de signaux qui, pour au moins certains d'entre eux, sont susceptibles d'avoir une fréquence comprise dans la bande de fréquence correspondant aux signaux musicaux, par exemple une fréquence de 175 Hz. La transmission de ces télécommandes sur un réseau de distribution d'énergie en activité est susceptible d'être perturbée par la présence d'appareillages correspondant électriquement à de fortes charges et par la présence de générateurs de forte puissance. I1 est donc connu de placer des circuits bouchons au niveau de points critiques d'un réseau de distribution pour maintenir les signaux de télécommande dans des limites déterminées et d'utiliser à cette fin des circuits bouchons. En effet un tel circuit permet d'augmenter significativement l'impédance d'une branche de réseau pour un signal de fréquence déterminée. I1 permet donc de maintenir le niveau du signal en deçà d'une limite déterminée, notamment pour que ce signal ne vienne pas perturber un équipement, situé en amont du point où il est injecté, auquel il n'est pas destiné. Un tel circuit peut par ailleurs permettre d'éviter un affaiblissement non souhaité d'un signal de fréquence donnée en aval du point où ce signal est injecté en réduisant la circulation de ce signal dans la branche de réseau dans laquelle ledit circuit est inséré. Comme il est connu, un circuit bouchon et notamment un circuit bouchon à fréquence musicale, comporte une bobine principale à laquelle est associée au moins un condensateur qui est monté en parallèle. La fréquence dite de résonance ou d'accord du circuit est donnée par la formule f = 1/ 2VMxC ou L et C sont les valeurs de l'inductance de la bobine et de la capacité du condensateur. Lorsque la fréquence fs du signal sur lequel il est prévu d'agir est choisie égale à f, avec les tolérances habituelles de fabrication qui sont de l'ordre de + 2% pour l'inductance d'une bobine et de t 4% pour la capacité d'un condensateur, les fluctuations de la fréquence d'accord sont susceptibles de correspondre à t 3% de la fréquence fs. Par ailleurs pratiquement, si Z est l'impédance obtenue, elle est liée à l'impédance maximum théoriquement réalisable Zo par la relation suivante: Z I Zo = 11(1 + A2. 42) =ri ou Q est un facteur de qualité propre à la bobine définit par la relation: Q = L. / Rac et ou A est un écart qui se définit par la relation: A = (Cx. Lx / Co . Lo) - 1 Si l'on admet que la valeur maximale usuellement admise pour Q est égale à 60 on obtient des valeurs de n qui sont de 91,7 %, 73,5 %, 41 % et 23,6 % pour des valeurs de A qui sont respectivement choisies égales à 1/2 %, 1 %, 2 % et 3 %. L'écart existant entre les valeurs théoriques idéales et les valeurs susceptibles d'être pratiquement obtenues influe donc notablement sur la valeur de l'impédance réelle d'un circuit bouchon à une fréquence de signal fs donnée. I1 est donc classique de réaliser des prises intermédiaires entre les deux extrémités des bobines des circuits bouchons à fréquence musicale pour permettre d'obtenir l'impédance maximale possible dans différents cas, le nombre et l'écart entre prises étant déterminés en ce but. Toutefois la réalisation de prises intermédiaires devient difficile, lorsque le courant électrique à fréquence industrielle transmis dans le cadre de la distribution d'énergie est important, par exemple de l'ordre de plusieurs centaines d'ampères. La bobine principale d'un tel circuit bouchon est en effet parcourue par ce courant et pour éviter d'augmenter la résistance à la fréquence fs du signal de télécommande, il est usuel d'utiliser une pluralité de conducteurs à faible section pour éviter une réduction trop importante du facteur de qualité Q à la fréquence de signal fs évoquée ci-dessus, cette multiplication de conducteurs augmentant encore la difficulté de réalisation des prises intermédiaires. Par ailleurs comme connu, il est difficile et coûteux de réaliser des prises intermédiaires au niveau des condensateurs mis en oeuvre dans des circuits bouchons à fréquence musicale pour le genre d'application évoqué ici. L'invention propose donc un circuit bouchon à fréquence musicale notamment pour agencement émetteur et/ou récepteur de télécommande de réseau de distribution d'énergie électrique sous moyenne tension qui comporte deux bornes de raccordement entre lesquelles une bobine, dite principale, et un condensateur sont montés en parallèle, pour simultanément permettre le passage d'un courant alternatif de grande intensité entre deux des parties du réseau de distribution et séparer ces deux parties l'une par rapport à l'autre vis-à-vis de signaux de télécommande dont la fréquence correspond à la fréquence d'accord dudit circuit bouchon. Selon une caractéristique de l'invention, le circuit comporte une bobine auxiliaire et/ou une résistance auxiliaire insérée(s) en série avec le condensateur entre les bornes de raccordement du circuit. Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit comporte une bobine auxiliaire qui est magnétiquement couplée à la bobine principale. L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la description qui suit en liaison avec les figures évoquées ci-dessous. La figure 1 présente un schéma d'un circuit bouchon à fréquence musicale selon l'invention. La figure 2 présente un exemple de réalisation d'un circuit bouchon selon l'invention où une des bobines est présentée en coupe. Le circuit bouchon à fréquence musicale 1 présenté est un circuit qui comporte deux bornes A et B et qui est destiné à être placé dans un réseau de distribution d'énergie sous moyenne tension, non représenté, entre deux des diverses parties de ce réseau qui participent à la distribution en courant alternatif assurée par le réseau. I1 est destiné à séparer ces deux parties l'une par rapport à l'autre vis-à-vis de signaux de télécommande de fréquence fs transmis dans le réseau en plus du courant alternatif distribué. A cet effet, le circuit bouchon 1 comporte une bobine 2 d'inductance L conçue pour supporter le courant alternatif de grande intensité qui est susceptible de transiter d'une partie de réseau à l'autre via la bobine 2 et les bornes A, B qui la relient à ces parties. Parallèlement à cette bobine est montée une branche qui comporte un condensateur 3 de capacité C en série avec lequel est ou sont monté(s) une résistance auxiliaire 4 de valeur Rc et/ou une bobine auxiliaire 5 d'inductance Lc. Dans une forme préférée de réalisation, la bobine auxiliaire 5 est montée d'une manière qui est susceptible d'être l'une de celles connues de l'homme de métier pour se trouver magnétiquement couplée à la bobine 2. I1 est donc prévu d'agir sur la fréquence d'accord du circuit bouchon ainsi constitué pour la faire correspondre à la fréquence fs du signal de télécommande, ainsi que sur le facteur de qualité Q de ce circuit bouchon. Ceci est obtenu en agissant au niveau des composants que sont la résistance auxiliaire 4 et/ou la bobine auxiliaire 5 ainsi qu'éventuellement sur le couplage magnétique M entre bobines 2 et 5. Comme le courant alternatif susceptible d'être présent dans la branche comportant le condensateur 3, la résistance auxiliaire 4 et la bobine auxiliaire 5 est faible par rapport à celui susceptible d'être présent dans la bobine 2, il est prévu de mettre en oeuvre des composants dont la réalisation est simple et dont la dissipation d'énergie reste limitée en ce qui concerne la résistance auxiliaire 4 et la bobine auxiliaire 5. La figure 2 montre un exemple de réalisation d'un circuit bouchon destiné à être monté en série avec une des phases d'une branche d'un réseau triphasé de distribution, chacune des trois phases de cette branche étant supposée équipée d'un circuit bouchon individuel tel que figuré. A titre d'exemple, trois circuits bouchons tels que celui présenté sont susceptibles d'être insérés, chacun sur l'une des trois liaisons reliant les enroulements secondaires d'un transformateur de distribution triphasé à une forte charge triphasée, le transformateur étant par exemple un transformateur abaisseur alimenté au primaire sous 90 kV. Les éléments constitutifs du circuit bouchon présenté sur la figure 2 sont une bobine principale 2 qui est ici présentée de manière symbolique et coupée en son milieu sur toute sa longueur pour permettre de montrer les éléments logés dans sa partie centrale. Comme il est connu une telle bobine est constituée par une série de bobinage concentriques séparés par des conduits de ventilation, cette structure relativement complexe n'étant pas représentée ici dans la mesure où elle est sans rapport direct avec l'objet de l'invention. Les extrémités de cette bobine comportent des bornes de raccordement A et B qui sont supposées de type barre conductrice à grosse section pour permettre d'insérer la bobine 2 en série dans une phase entre deux éléments de barre conductrice propres à cette phase. La bobine auxiliaire 5 est supposée constituée de quelques spires réalisées par enroulement d'une barre conductrice à section rectangulaire, les extrémités de cette bobine sont respectivement reliées à la borne A et à une des bornes du condensateur 3, via une liaison par barre(s) conductrice(s) 6. Ce condensateur est ici relié à la borne B par son autre extrémité, via une barre conductrice 7. Dans l'exemple proposé le condensateur 3 est supposé monté sur un support 8 sur lequel la bobine 2 est elle-même assujettie par l'intermédiaire d'isolateurs 9. Le positionnement de la bobine 5 dans le volume creux intérieurement délimité par la bobine 2 est réalisé de manière à obtenir un couplage optimal entre ces bobines. Ce couplage est éventuellement déterminé par fixation de l'orientation de l'axe de bobine 5 par rapport à celui de la bobine 2, ces axes pouvant par exemple être confondus comme supposé sur la figure 2, ou être perpendiculaires ou même obliques l'un par rapport à l'autre, les deux premières solutions étant a priori de réalisation plus simple. La bobine auxiliaire 5 peut aussi être placée au centre ou en extrémité de la bobine 2 ou encore entre ces positions pour que soit obtenu le degré de couplage choisi. Un parafoudre non représenté est préférablement monté en parallèle avec la bobine auxiliaire 5 pour protéger cette dernière contre les surtensions transitoires qu'elle aurait autrement à encaisser. La résistance 4 est ici supposée portée par la barre conductrice de la borne A, par exemple intérieurement à la bobine 2, à une extrémité de cette dernière. Elle est, elle aussi, constituée par une barre qui est ici représentée repliée plusieurs fois sur sa longueur de manière à offrir plusieurs points de raccordement correspondant chacun à une valeur différente de résistance. Une barre conductrice 10 permet de relier l'extrémité de la bobine 5 à la barre conductrice de la borne A via la résistance 4 en un point de raccordement choisi pour permettre d'obtenir le facteur de qualité désiré. Dans une variante de réalisation, la résistance 4 est constituée par une barre plate en acier inoxydable reliant directement la partie de la barre bonne conductrice de la borne A, où elle se fixe, à la barre 6 de rattachement à une borne du condensateur 3, lorsqu'il n'est pas prévu de bobine auxiliaire 5. Une telle solution peut aussi être mise en oeuvre pour relier la barre conductrice de la borne A à une des extrémités de la bobine auxiliaire 5. Dans l'un et l'autre cas, le choix de l'emplacement du point de fixation entre barres conditionne la valeur de la résistance auxiliaire alors obtenue. REVENDICATIONS 1/ Circuit bouchon à fréquence musicale, notamment pour agencement émetteur et/ou récepteur de télécommande de réseau de distribution d'énergie électrique sous moyenne tension, comportant deux bornes de raccordement (A, B) entre lesquelles une bobine, dite principale, (2) et un condensateur (3) sont montés en parallèle, pour simultanément permettre le passage d'un courant alternatif à fréquence industrielle de grande intensité entre deux des parties du réseau de distribution et séparer ces deux parties l'une par rapport à l'autre vis-à-vis de signaux de télécommande dont la fréquence correspond à la fréquence d'accord du circuit bouchon, ce dernier étant caractérisé en ce qu'il comporte une bobine auxiliaire (5) et/ou une résistance auxiliaire (4) insérée(s) en série avec le condensateur entre les bornes de raccordement du circuit. 2/ Circuit bouchon à fréquence musicale, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une bobine auxiliaire (5) qui est magnétiquement couplée à la bobine principale (2). 3/ Circuit bouchon à fréquence musicale, selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une bobine auxiliaire (5) qui est logée à l'intérieur de la bobine principale (2). 4/ Circuit bouchon à fréquence musicale, selon l'une des revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce qu'il comporte une résistance (4) qui est logée à l'intérieur de la bobine principale (2) sur une des barres de borne de raccordement (A) à laquelle est reliée cette bobine. 5/ Circuit bouchon à fréquence musicale, selon l'une des revendication 1, 2, 3 ou 4 caractérisé en ce qu'il comporte une résistance (4) qui est réalisée sous la forme d'une barre plate d'acier inoxydable.