Brevet FR2752061A1 — publié le 19980206

La présente invention concerne de façon générale un testeur de perche de service aux états humide et sec, et elle concerne plus précisément un tel testeur aui forme un ensemble autonome portatif permettant la vérification de l'intégrité d'isolement des outils électriques connectés à la tension en fonction des normes industrielles. Le testeur de perche de service aux états humide et sec selon l'invention est destiné à permettre un test à l'état sec d'une perche testée par application d'une tension équivalant à 330 kV/m de longueur de la perche, et un test à l'état humide de la perche par application d'une tension équivalant à 245 kV/m de longueur de la perche. Ce testeur est destiné à vérifier des outils formés de matière plastique armée de fibres de verre pouvant avoir un diamètre atteignant 75 mm, et il est destiné à détecter tout courant éventuel de fuites dû aux tensions appliquées. Une perche de service électrique, couramment appelée "perche" est souvent utilisée par le personnel d'entretien des lignes électriques pour le service des lignes de trans- mission électriques à haute tension, des câbles souterrains, des ensembles de commutation, etc., pour l'exécution de divers tests et diverses opérations d'entretien sur l'appa- reillage. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 5 075 620 con- cerne le domaine général de l'invention et, plus précisé- ment, une unité de détection-indication de tension destinée à donner une indication acoustique et/ou visible de la tension supportée par les lignes de transmission électriques à haute tension et les appareillages associés de commu- tation. L'unité formant détecteur-indicateur est destinée à être montée sur une perche électrique, destinée à être utilisée par le personnel de service des compagnies élec- triques. Cette unité formant détecteur-indicateur peut travailler à plusieurs niveaux différents de tension sans nécessiter une sélection manuelle d'une plage particulière de tensions si bien que l'opérateur peut facilement déter- miner si la tension maximale de la ligne ou une plus faible tension est présente dans la ligne testée. Cette unité formant détecteur-indicateur de tension comporte plusieurs lampes destinées à indiquer la tension dans l'une de plusieurs plages différentes de tensions par éclairement de lampes avec un dessin choisi. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 5 136 234 est aussi intéressant au titre de l'arrière-plan technologique de l'invention, et il concerne un appareil de mesure de tension élevée de type numérique donnant une indication numérique visible de la tension approximative de lignes de transmission électrique à haute tension, de câbles souterrains et d'appareils de commutation. L'appareil de mesure numérique de haute tension peut être monté sur une perche électrique pour être utilisé par le personnel de service des lignes électriques. L'appareil de mesure numé- rique de haute tension comporte deux perches, ayant chacune une sonde connectée à une résistance à haute tension elle- même connectée à une entrée à basse tension d'un voltmètre numérique. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 193 765, 3 392 334 et 3 914 687 sont aussi intéressants au titre de l'arrière-plan technologique de l'invention. La présente invention a essentiellement pour objet la réalisation d'un testeur de perche électrique aux états humide et sec, destiné à exécuter un test à l'état sec de perche testée par application d'une tension équivalant à 330 kV/m de longueur de la perche et à exécuter un test à l'état humide sur la perche testée par application d'une tension équivalant à 245 kV/m de longueur de la perche. Selon ces enseignements, la présente invention concerne un testeur de perche aux états sec et humide et ayant des électrodes de sortie placées le long d'une ouverture de sortie formée dans le boîtier du testeur dans laquelle est placée la perche à tester. Un transformateur à deux prises possède une première prise d'entrée destinée à appliquer une première tension, équivalant à quelques kilovolts par mètre, à une perche placée dans l'ouverture de lecture pendant le test à l'état sec, et une seconde prise d'entrée destinée à appliquer une seconde tension, équivalant à quelques kilo- volts par mètre, à une perche placée dans l'ouverture de lecture pendant un test à l'état humide. Un ampèremètre est destiné à mesurer le courant de fuites dans la perche, placée dans l'ouverture de lecture pendant l'application de la tension. Plus précisément, le testeur aux états humide et sec comporte une unité autonome portative destinée à vérifier l'intégrité de l'isolement d'une perche, et l'ouverture de lecture a une ouverture ayant une forme en V retourné qui est placée au-dessus et autour d'une perche testée. Un commutateur "humide"-"sec" est destiné à commuter le trans- formateur à deux prises entre la première et la seconde prise d'entrée. Plus précisément, ce commutateur "humide"- "sec" comporte un commutateur apparié ayant un premier ensemble de contacts assurant la commutation entre la pre- mière et la seconde prise d'entrée du transformateur, et un second ensemble de contacts qui met une résistance en circuit dans le circuit de commande ou non. Plus préci- sément, le second ensemble de contacts met la résistance en série avec le circuit de commande ou non, entre les électrodes de sortie et une entrée d'un amplificateur opérationnel qui pilote l'ampèremètre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels les références identiques désignent des éléments analogues et sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation frontale d'un testeur autonome portatif de perche aux états humide et sec selon l'invention destiné à vérifier l'intégrité de l'isole- ment d'un outil électrique destiné à être sous tension, formé de matière plastique armée de fibres de verre, par vérification du courant de fuites dans l'outil lorsqu'une tension déterminée de test lui est appliquée; la figure 2 est une vue en plan de l'instrument et des commandes montées sur le testeur autonome et portatif de perche aux états humide et sec de la figure 1; et la figure 3 est un schéma électrique du circuit d'ali- mentation et de commande du testeur autonome portatif de perche aux états humide et sec, représenté sur les figures 1 et 2. Une perche électrique est un bâton isolé utilisé par le personnel de service des lignes électriques pour effec- tuer diverses mesures, réparations et opérations de services électriques, etc. à une distance de sécurité sur une ligne de transmission électrique sous tension, un câble souterrain sous tension, un appareil de commutation sous tension ou un autre élément électrique. Cette perche électrique est formée d'une perche d'un matériau isolant, par exemple de matière plastique armée de fibres de verre, ayant un diamètre pouvant atteindre 75 mm, et le courant de fuites dans l'outil doit être testé périodiquement pour que la sûreté de son fonctionnement soit assurée. On se réfère maintenant plus en détail aux dessins; la figure 1 est une vue en perspective de l'avant d'un testeur autonome portatif 10 de perche aux états humide et sec selon l'invention. Ce testeur détermine l'intégrité de l'isolement de l'outil 12 sous tension par vérification du courant de fuites dans l'outil lorsqu'une tension déterminée de test lui est appliquée. La figure 2 est une vue en plan de l'instrument et des commandes montées à la partie supérieure du testeur autonome portatif représenté sur la figure 1. Le testeur 10 représenté sur les figures 1 et 2 a une ouverture 16 de lecture en V retourné placée au-dessus d'une perche 12 qui est testée et autour de celle-ci. Le testeur a des électrodes 18 de sortie, représentées sur la figure 3, placées le long d'une perche 12 placée dans l'ouverture de lecture 16. Le testeur a une poignée 20 placée à la partie supérieure de la console 14 afin que le testeur puisse être saisi et manipulé, un ampèremètre 22 du courant mesuré de fuites, un commutateur 24 d'alimentation à trois voies ayant des positions "arrêt", "sec" et "hum" (humide), et un bouton 26 d'ajustement de zéro destiné à la mise initiale à zéro de la lecture de l'ampèremètre 22. La figure 3 est un schéma électrique du circuit d'alimentation et de commande du testeur autonome portatif représenté sur les figures 1 et 2. Une alimentation 30 en courant alternatif, à une tension nominale d'entrée de 115 ou 230 V, est reliée à l'entrée du commutateur 24, pour être connectée à une prise "humide" 34 ou une prise "sec" 36 d'un transformateur 38 de tension élévateur à deux prises. Le commutateur 24 comprend un commutateur à action solidarisée qui, comme indiqué par la référence 24, assure la commuta- tion du transformateur entre les prises convenables et, comme indiqué par la référence 24', commute le signal de sortie du circuit des électrodes 18 et plus précisément met en circuit une résistance 28 dans le circuit de commande entre la sortie 18 des électrodes et la sortie de l'enrou- lement 54 du transformateur et une entrée d'un amplificateur opérationnel 58. Un bobinage 40 de sortie inférieure du transformateur 38 est utilisé avec un circuit général d'alimentation, et le signal de sortie est redressé, par exemple par un pont de diodes 42 dont le signal de sortie est lissé par un conden- sateur 44. Ce dernier filtre aussi les fréquences relative- ment élevées du circuit de mesure. Deux résistances 46 et 48 sont connectées sous forme d'un réseau diviseur de tension. Un potentiomètre 50, couplé au bouton 26 de réglage de zéro, est connecté par une résistance 52 au circuit redresseur 42 et permet un ajustement du zéro de l'ampèremètre 22 de sortie. Le signal de sortie du bobinage supérieur 54 de sortie du transformateur 38 passe en série dans une résistance 56 de sécurité qui limite le courant et entre les électrodes de sortie 18 qui sont adjacentes à l'ouverture 16 de lecture de l'instrument, puis dans une partie du circuit piloté par un amplificateur opérationnel 58 dont le signal de sortie parvient à l'ampèremètre 22 qui mesure le courant de fuites dans la perche 12 qui est testée. Le signal de sortie du circuit est transmis par un ampèremètre en courant continu 22 destiné à un courant compris entre 0 et 50 lA, piloté par l'amplificateur opérationnel 58 dont le signal de sortie est redressé, par exemple par une diode 60, avant d'entrer dans l'ampèremètre. Le gain de l'amplificateur 58 est réglé par des résistances 62 et 64, cette dernière ayant un condensateur 66 monté en parallèle qui forme un filtre pour le bruit à haute fréquence. Deux condensateurs 68, 70 sont disposés afin qu'ils stabilisent le fonctionnement de l'amplificateur opérationnel 58. Des résistances 28, 72 transforment le courant de fuites en une tension destinée à être transmise à la résistance 62 de gain de l'amplificateur opérationnel. Le transformateur 38 à deux prises est destiné à donner deux tensions séparées de sortie, une première tension de sortie pour les mesures à l'état sec qui applique une tension équivalant à 330 kV/m de longueur de la perche testée, et une seconde tension de sortie pour les mesures à l'état humide qui applique une tension équivalant à 245 kV/m de longueur de la perche testée. Le transformateur à deux prises comporte deux prises séparées d'entrée, une première prise 34 raccordant un bobinage ayant un premier nombre de spires à l'enroulement d'entrée du transformateur pour la production d'une tension de sortie équivalant à 330 kV/m de longueur de la perche, et une seconde prise 36 raccordant un bobinage à un second nombre de spires à l'enroulement d'entrée du transformateur pour la création d'une tension de sortie équivalant à 245 kV/m de longueur de la perche. L'enroulement supérieur de sortie 54 du circuit transformateur donne la tension de sortie pour la position de commutation de test à l'état sec, et la tension de sortie pour la position du commutateur de test "humide". L'enrou- lement inférieur de sortie 40 du circuit transformateur donne un signal de sortie en courant alternatif de 20,5 V à la position du commutateur "sec" et un signal de sortie en courant alternatif de 15 V à la position du commutateur "humide". On indique dans la suite un exemple d'instruction de fonctionnement du testeur de perche aux états humide et sec. Avant la mise du commutateur d'alimentation à la position "humide" ou "sec", on tourne le bouton de réglage de zéro pour obtenir le réglage "0" (position maximale dans le sens contraire des aiguilles d'une montre). Une détério- ration de l'appareil peut être provoquée lorsque le bouton de zéro est au réglage maximal (position au maximum dans le sens des aiguilles d'une montre) et le testeur est mis sous tension. Après mise du commutateur d'alimentation à la position "sec" et lorsque la zone de test libre entre les électrodes ne contient rien, on fait tourner le bouton de zéro jusqu'à ce que l'aiguille de l'ampèremètre soit alignée sur le trait de la face de mesure sur lequel il est indiqué d'aligner l'aiguille pour le réglage de zéro. Il s'agit de la position de l'aiguille à laquelle celle-ci doit revenir après chaque test. La disposition d'une barre de vérification (qui est une barre de référence ou une perche de référence) dans le testeur doit donner une déviation presque maximale de l'aiguille de l'appareil de mesure. 1) Test à l'état sec Le test à l'état sec doit être réalisé lorsque le commutateur d'alimentation est dans la position "sec". a) Après rotation du commutateur d'alimentation à la position "sec" et lorsque la région de test entre les électrodes ne contient rien, on fait tourner le bouton de zéro jusqu'à ce que l'aiguille soit alignée sur le trait qui indique qu'il faut aligner l'aiguille sur la valeur 0. b) Pour commencer le test, on supporte la perche aux deux extrémités et on place le testeur sur la perche. On effectue des mesures par recouvrement d'une extrémité à l'autre de la perche. c) On fait tourner la perche et on la teste à nouveau d'un bout à l'autre. On continue de cette manière jusqu'à ce que les quatre cadrans autour de la circonférence de la perche aient été soigneusement testés. 2) Test à l'état humide On effectue un nettoyage avant le test. Avant le test, on nettoie soigneusement chaque perche avec un solvant convenable de nettoyage et une étoffe non abrasive. On applique largement le solvant sur toute la perche et on enlève les impuretés avec l'étoffe. Le test à l'état humide doit être réalisé lorsque le commutateur d'alimentation est dans la position "humide". a) Après avoir mis le commutateur d'alimentation à la position "humide" et lorsque la région de test comprise entre les électrodes est libre, on fait tourner le bouton de réglage de zéro jusqu'à ce que l'aiguille de l'appareil de mesure soit alignée sur le trait indiquant le réglage de zéro. b) Pour le test à l'état humide, la perche doit être horizontale. A l'aide d'un applicateur de brouillard, on mouille la perche à l'eau distillée régulièrement sur toute sa surface, d'une extrémité à l'autre. On évite un mouillage excessif et on arrête la pulvérisation avant que les gouttes d'eau ne forment une ligne continue. Une ligne continue forme un trajet de passage du courant dans l'eau et indique une défaillance de manière erronée. L'objectif est de former des gouttes d'eau sur une surface brillante. c) On suit les procédures de test des paragraphes b) et c) du test à l'état sec, mais la tension doit être appliquée à chaque tronçon testé avant de passer au tronçon suivant de la perche. L'échelle inférieure (sec) est lue lorsque le commutateur d'alimentation est en position correspondante. L'appareil de mesure lit le courant de fuites dans la perche lorsqu'une tension équivalant à 330 kV/m est appliquée à la perche. L'échelle supérieure (humide) est lue lorsque le commutateur est dans la position correspondante. L'appareil de mesure donne le courant de fuites de la perche lorsqu'une tension équivalant à 245 kV/m est appliquée à la perche. Il existe trois indications primordiales de l'appareil de mesure. 1) Une lecture d'un courant élevé de fuites peut être causée par des problèmes tels que la saleté sur la perche, de l'humidité ou des pistes de carbone à la surface de la perche ou sur sa paroi. Les perches donnant ce type de lecture doivent être retirées du service jusqu'à ce que le problème soit identifié et résolu. Le nettoyage de la perche et la répétition du test permettent l'élimination de la contamination de surface comme cause de la mesure. Une défaillance après nettoyage convenable, application de cire ou réapplication d'un trai- tement final et nouveau test indique un problème interne. La perche doit alors être retirée du service. 2) Un défaut d'uniformité des lectures à divers emplacements le long de la perche. Par exemple, les cinq premières lectures consécutives sur une perche dépassent légèrement le trait 0. La sixième lecture présente un courant de fuites bien supérieur. Le reste des lectures est proche du trait 0. Le défaut d'uniformité de la sixième lecture doit être testé à nouveau par rotation de la perche afin qu'elle donne une lecture maximale. La rotation de la perche peut donner une lecture d'un courant élevé de fuites. Dans tous les cas, le défaut d'uniformité doit être vérifié par inspection d'une contamination localisée de la surface, la présence d'une fissure ou d'une autre détério- ration de la perche, la formation d'une perche ayant des zones discontinues ou la formation d'une perche bouchée. (On note souvent cette dernière condition sur les montants latéraux des échelles ayant des montants de fibres de verre aux endroits o les barreaux sont raccordés aux montants). 3) Dans certains cas, le courant de fuites s'élève de façon continue au cours du test de la perche. Cette perche doit être nettoyée et soumise à nouveau aux tests. Lorsque cette condition n'est pas corrigée, la perche ne doit plus être utilisée. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Testeur de perche aux états humide et sec, caractérisé en ce qu'il comprend: a) des électrodes (18) de sortie placées le long d'une ouverture de lecture formée dans un boîtier du testeur, dans laquelle est placée la perche testée, b) un transformateur (38) à deux prises comprenant une première prise (36) d'entrée destinée à appliquer une première tension, équivalant à une première valeur de tension par unité de longueur, à une perche placée dans l'ouverture de lecture au cours d'un test à l'état sec, et une seconde prise (34) d'entrée destinée à appliquer une seconde tension, équivalant à une seconde tension par unité de longueur, à une perche placée dans l'ouverture de lecture pendant un test à l'état humide, et c) un ampèremètre (22) destiné à mesurer le courant de fuites dans une perche placée dans l'ouverture de lecture lorsqu'une tension est appliquée. 2. Testeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble autonome portatif destiné à la vérification de l'intégrité de l'isolement d'une perche. 3. Testeur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un commutateur "humide"-"sec" (24) est incorporé afin qu'il commute le transformateur (38) à deux prises entre la première et la seconde prise d'entrée. 4. Testeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le commutateur "humide"-"sec" (24) comporte un commuta- teur à action solidarisée dont un premier ensemble de contacts assure la commutation entre la première et la seconde prise d'entrée du transformateur, et un second ensemble de contacts assure la mise d'une résistance (28) dans le circuit de commande ou non. 5. Testeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second ensemble de contacts (24') met la résistance (28) ou non dans le circuit de commande entre les électrodes de sortie et une entrée d'un amplificateur opérationnel qui pilote l'ampèremètre. 6. Testeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ouverture de lecture est une ouverture en V retourné qui est placée sur la perche testée et autour de celle-ci.