Brevet FR2788345A1 — publié le 20000713

L'invention concerne les réseaux électriques moyenne tension et plus particulièrement la détection et la localisation de courants de défaut sur de tels réseaux. Ces courants de défaut peuvent résulter d'un défaut d'isolement 5 entre une phase du réseau et la terre (défaut monophasé), d'un défaut d'isolement entre deux phases du réseau (défaut biphasé), d'un défaut d'isolement simultanément entre les trois phases du réseau (défaut triphasé). Jusqu'à présent, pour détecter et localiser ces courants de défaut sur un réseau moyenne tension, on installe des indicateurs tout au long du réseau, notamment à l'intérieur des postes de dérivation, de transformation, d'armoires de coupure ou encore en extérieur sur les supports de lignes aériennes. 15 Chaque indicateur comprend un ou plusieurs capteurs de courant ou de tension qui fournissent des signaux représentatifs des grandeurs électriques à surveiller, par exemple le courant de phase, le courant résiduel, la tension directe, la tension résiduelle. En particulier, les20 diviseurs capacitifs des prises de courant des extrémités des câbles des cellules haute tension ou des transformateurs haute tension/basse tension peuvent constituer de tels capteurs. Chaque indicateur comporte une unité de traitement numérique reliée aux capteurs de l'indicateur pour traiter25 les signaux qu'ils restituent afin de détecter la présence d'un courant de défaut et en réponse à une telle détection commander le clignotement d'un témoin lumineux local signalant la présence du courant de défaut à l'endroit o est installé l'indicateur.30 En cas de défaut sur le réseau signalé notamment par un utilisateur du réseau ou par le déclenchement d'un disjoncteur sur le réseau, un opérateur se déplace le long du réseau pour rechercher l'indicateur ayant détecté un courant de défaut en contrôlant visuellement le témoin35 lumineux de chaque indicateur installé sur le réseau. De la sorte, la partie défaillante du réseau peut être facilement localisée et donc réparée rapidement. Actuellement, il n'est pas prévu de procédure permettant de s'assurer que l'indicateur est en état de bon fonctionnement de sorte que le contrôle visuel réalisé par l'opérateur n'est pas complètement fiable. Bien que ces indicateurs soient conçus pour revenir automatiquement en position de veille, c'est-à-dire cesser l'activation du témoin lumineux dès la disparition du courant de défaut sur le réseau, les batteries d'alimentation de l'indicateur ayant signalé le défaut sont sollicitées durant tout le temps o le défaut est présent sur le réseau. Il en résulte que la disponibilité de cet indicateur peut être diminuée très rapidement si celui-ci est alimenté par une batterie ou15 des piles. Le but de l'invention est de proposer un système de détection et de localisation de courants de défaut dans un réseau électrique moyenne tension qui ne présente pas ces inconvénients.20 A cet effet, l'invention a pour objet un système de détection et de localisation de courants de défaut pour un réseau électrique moyenne tension, comprenant un ensemble d'indicateurs destinés à être installés le long du réseau pour détecter localement un courant de défaut et signaler25 localement par l'activation d'un témoin la présence d'un courant de défaut, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un boîtier portatif apte à télécommander à distance chaque indicateur par transmission de signaux de commande, et en ce que chaque indicateur est conçu pour activer son30 témoin en réponse aux signaux de commande transmis par le boîtier portatif de façon à signaler à la demande la présence ou l'absence d'un courant de défaut. Avec cet agencement du système, les indicateurs ne sont sollicités qu'à la demande ce qui contribue à augmenter leur disponibilité. 3 2788345 Selon un mode de réalisation particulier du système selon l'invention, chaque indicateur comporte un témoin à états multiples et est apte à signaler d'une part la présence ou l'absence d'un courant de défaut et, d'autre part, son état de bon ou de mauvais fonctionnement en réponse à la réception de signaux de commande correspondants. L'invention s'étend à une méthode pour détecter et localiser des courants de défauts dans un réseau électrique moyenne tension à l'aide d'un tel système, consistant à déplacer le bottier portatif au voisinage d'un indicateur installé sur le réseau, à manoeuvrer une première touche du boîtier pour transmettre à l'indicateur un premier signal de commande forçant l'indicateur à activer son témoin pour15 signaler si un courant de défaut à été détecté, et dans le cas o le témoin de l'indicateur ne signale pas la présence d'un courant de défaut local, manoeuvrer une seconde touche du boîtier pour transmettre à l'indicateur un second signal de commande forçant l'indicateur à activer son témoin20 lumineux pour signaler si l'indicateur est en état de bon ou de mauvais fonctionnement. Avec cette procédure, l'opérateur peut facilement vérifier que l'indicateur est en état de marche et s'assurer de la fiabilité de la signalisation fournie par l'indicateur. 25 Le système et la méthode de détection et de localisation de courants de défaut dans un réseau électrique moyenne tension selon l'invention sont décrits ci-après en détail en relation avec les dessins. La figure 1 illustre de façon schématique la disposition des indicateurs sur des éléments du réseau et l'utilisation du boîtier portatif. La figure 2 illustre de façon très schématique la constitution d'un indicateur et du boîtier portatif. La figure 3 est un tableau illustrant l'action du boîtier portatif sur le fonctionnement d'un indicateur. La figure 1 montre un poste de transformation 1 et un support 2 de lignes électriques aériennes d'un réseau électrique moyenne tension pouvant être équipés d'un indicateur 3 selon l'invention. La figure 1 montre aussi un opérateur qui manoeuvre un boîtier portatif 4 selon l'invention. Le boîtier 4 télécommande à distance chaque indicateur 3 par transmission de signaux de type optique ou sonore à haute fréquence. Chaque indicateur 3 est donc équipé d'un récepteur de tels10 signaux optiques ou sonores pour permettre une communication sans fil avec le boîtier. Ceci est particulièrement pratique quand l'indicateur est fixé en hauteur à un support de lignes électriques aériennes. Figure 2, chaque indicateur 3 comprend au moins un capteur 30 de courant ou de tension qui fournit des signaux représentatifs des grandeurs électriques à surveiller pour la détection d'un courant de défaut. Il est avantageux d'utiliser, quand le cas peut se présenter, des capteurs fournissant des signaux indicatifs en outre d'une position20 amont ou aval du courant de défaut par rapport au point de branchement du capteur. Il s'agit en particulier de capteurs capables d'analyser le sens de circulation de la puissance ou de l'énergie pour traiter des défauts monophasés. Le capteur 30 est relié par un câble à une unité de traitement numérique 31 alimentée par une batterie ou analogue 32 et conçue pour traiter de façon connue les signaux fournis par le capteur afin de détecter la présence d'un courant de défaut en fournissant le cas échéant une indication de localisation amont ou aval du courant de30 défaut. L'indicateur 3 comporte également un témoin 33 relié par câbles ou analogue à l'unité de traitement 31. Ce témoin est avantageusement un témoin à états multiples pour pouvoir fournir non seulement une information relative à l'existence d'un courant de défaut mais également une information sur le35 type de courant de défaut détecté (défaut monophasé amont, défaut monophasé aval, défaut polyphasé par exemple). Les figures illustrent un témoin mécanique à plusieurs secteurs de couleurs différentes susceptible de signaler plusieurs types de courants de défaut. Il en entendu que ce témoin pourrait être un témoin lumineux ou sonore. L'unité de traitement numérique 31 est également conçue pour réaliser un autotest de son bon fonctionnement et du bon fonctionnement de ses périphériques. En outre, l'indicateur comporte un récepteur de signaux de commande 34 optiques ou sonores pouvant également être relié par câbles à l'unité de traitement 31. On comprendra que ces liaisons par câbles ou analogue entre l'unité de traitement 31 et ses périphériques 30,33,34 permettent une installation à distance de ces divers éléments. Le boîtier 4 portatif se présente comme une télécommande comprenant une unité électronique de commande 41 reliée à une interface homme/machine constituée ici de deux boutons A et B et à un émetteur de signaux de commande 42 du type optique ou sonore à haute fréquence. L'unité électronique de commande 41 et l'émetteur 42 sont alimentés par une batterie ou des piles 43 de sorte que le boîtier est rendu autonome pour son alimentation électrique. Le tableau de la figure 3 résume le fonctionnement de l'indicateur avec le boîtier. Lorsqu'un courant de défaut est signalé sur le réseau, l'opérateur muni du boîtier se place face au récepteur 34 d'un indicateur installé sur le réseau. Il manoeuvre d'abord le bouton A du boîtier qui transmet au récepteur 34 de l'indicateur un premier signal de commande forçant celui-ci à signaler, par activation de30 son témoin 31, si un courant de défaut local a été détecté et le cas échéant le type de défaut détecté. Si le témoin 33 de l'indicateur ne signale pas la présence d'un courant de défaut, l'opérateur manoeuvre le bouton B du boîtier qui transmet au rcepteur 34 de l'indicateur un second signal de35 commande forçant celui-ci à signaler, par activation de son témoin 31, son état de bon ou de mauvais fonctionnement. La colonne de gauche du tableau de la figure 3 donne un exemple d'un ensemble de types de défaut susceptibles d'être détectés par un indicateur: D1 est un défaut polyphasé; D2 est un défaut monophasé amont; D3 est un défaut monophasé aval. La situation o l'indicateur ne détecte pas de défaut est indiquée par D4. En outre, la situation o l'unité de traitement 31 de l'indicateur détecte un mauvais10 fonctionnement de son ou ses capteurs est indiquée par D5 et la situation ou l'unité de traitement 31 de l'indicateur détecte un mauvais fonctionnement de son témoin est indiquée par D6. Dans la colonne centrale et de droite du tableau de la figure 3, R,V,J et E indiquent les signalisations15 fournies par le témoin à secteurs de couleurs différentes 33, R correspondant à la couleur rouge, V correspondant à la couleur verte, J correspondant à la couleur jaune et E correspondant à la position éteinte du témoin. Comme on peut le comprendre dans l'exemple illustré sur la figure 3, les20 états multiples du témoin 33 sont des combinaisons de couleurs, respectivement R-V, R, V, J-R,J et E qui identifient chacune une situation de détection d'un type de courant de défaut, ou une situation d'un type de panne sur l'indicateur, ou encore une situation o l'indicateur est en25 état de fonctionnement et ne détecte pas de courant de défaut local. En appuyant sur le bouton A du boîtier pour télécommander un indicateur, l'opérateur peut donc contrôler visuellement si l'indicateur à détecté un courant de défaut30 et le type de ce courant de défaut sur la base de l'information R-V ou R ou V fournie par le témoin. Si le témoin fournit l'information E, l'opérateur appuie sur le bouton B pour télécommander l'indicateur afin de vérifier son état de bon fonctionnement signalé par l'information J-R35 fournie par le témoin ou au contraire un défaut de fonctionnement et le type de défaut de fonctionnement signalé par l'information J ou E fournie par le témoin. Ces différentes signalisations fournies par le témoin ne sont que des exemples et il est entendu que le principe selon l'invention de télécommander par l'intermédiaire d'un boitier portatif, un indicateur pour qu'il fournisse sur demande uniquement différentes signalisations correspondant à des types différents de courants de défaut détectés et à des types différents de situations de panne de l'indicateur peut être raffiné sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Un système de détection et de localisation de courants de défaut pour un réseau électrique moyenne tension, comprenant un ensemble d'indicateurs (3) destinés à être installés le long du réseau pour détecter localement un courant de défaut et signaler localement par l'activation d'un témoin (33) la présence d'un courant de défaut, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un10 boîtier portatif (4) apte à télécommander à distance chaque indicateur par transmission de signaux de commande, et en ce que chaque indicateur est conçu pour activer son témoin en réponse aux signaux de commande transmis par le boîtier portatif de façon à signaler à la demande la présence ou15 l'absence d'un courant de défaut. 2/ Le système selon la revendication 1, dans lequel chaque indicateur comporte un témoin (34) à états multiples (R-V,R,V,J-R,J,E) et est apte à signaler d'une part la présence ou l'absence d'un courant de défaut et, d'autre part, son état de bon ou de mauvais fonctionnement en réponse à la réception de signaux de commande correspondants. 3/ Une méthode pour détecter et localiser des courants de défauts dans un réseau électrique moyenne tension à l'aide d'un système selon la revendication 2, consistant à déplacer le boîtier portatif (4) au voisinage d'un indicateur (3) installé sur le réseau, à manoeuvrer une30 première touche (A) du boîtier pour transmettre à l'indicateur un premier signal de commande forçant l'indicateur à activer son témoin pour signaler si un courant de défaut à été détecté, et dans le cas o le témoin de l'indicateur ne signale pas la présence d'un courant de35 défaut local, manoeuvrer une seconde touche (B) du boîtier pour transmettre à l'indicateur un second signal de commande forçant l'indicateur à activer son témoin lumineux pour signaler si l'indicateur est en état de bon ou de mauvais fonctionnement.