Brevet FR2804789A1 — publié le 20010810

La présente invention concerne un dispositif pour le couplage, avec isolation galvanique, de type "à coupure certaine" de deux circuits électriques. Elle s'applique notamment, mais exclusivement, à la réalisation de couplages pour la transmission par courants porteurs de signaux à fréquence élevée (moyenne ou haute fréquence), entre plusieurs réseaux de distribution de courant électrique éventuellement indépendants les uns des autres : Grâce à ces couplages, il devient possible d'organiser des échanges d'informations entre des modules d'émission et/ou réception connectés en des points quelconques de réseaux différents. En particulier, l'invention pourra être utilisée dans un dispositif servant à effectuer la commande et la surveillance à distance des ampoules d'un réseau d'éclairage public, tel que celui qui décrit dans le brevet FR No 95 05748 du 12 mai 1995 déposé au nom du Demandeur. On sait que ce dispositif fait intervenir, à proximité de chacune des lampes à décharge équipant les candélabres, moyen d'émission/réception par courant porteur de messages véhiculés par les lignes électriques d'alimentation de ces candélabres, ces messages provenant ou étant transmis à destination des moyens d'émission/réception associés à d'autres candélabres et/ou d'un poste central de contrôle et de commande. Les moyens d'émission/réception associés à une lampe sont couplés, d'une part, à un dispositif de commande d'allumage et d'extinction de la lampe, en fonction de consignes émises par le poste central et, d'autre part, à un circuit de détection des défaillances de la lampe qui élabore s'il y a lieu un signal de défaillances à destination du poste central. Le réseau électrique destiné à assurer l'alimentation des candélabres fait habituellement intervenir au moins un poste électrique de transformation permettant de transformer le courant électrique haute tension 'il reçoit en courant 'lectrique triphasé basse tension destiné à alimenter ensemble d'armoires de distribution électrique pour parties affectées à l'éclairage public. Chaque armoire de distribution pour l'éclairage reçoit en entrée le courant électrique triphasé et alimente une série de lignes électriques en basse tension monophasée. Chacune de ces lignes assure l'alimentation d'une pluralité de candélabres successifs équipés conformément au dispositif selon l'invention. Lorsque réseau électrique est complexe et comprend plusieurs postes de transformation reliés chacun à une pluralité d'armoires électriques, les lignes électriques alimentées par des postes de transformation différents sont isolées les unes des autres vis-à-vis des courants haute fréquence et peuvent pas communiquer les unes avec les autres par courant porteur. Pour pouvoir assurer une telle communication entre deux lignes alimentées par des postes de transformation différents, il est alors nécessaire de prévoir un dispositif de couplage apte à assurer une transmission des signaux haute fréquence entre ces deux lignes tout en garantissant une isolation parfaite pour les courants basse fréquence véhiculés par les deux lignes. Or, il s'avère que compte tenu des niveaux de tensions véhiculées par ces lignes et des risques encourus par les opérateurs chargés de l'installation et de maintenance de ces dispositifs de couplage (courts-circuits - électrocution chocs électriques) il est souhaitable que les conducteurs électriques de liaison connectés aux deux lignes soient séparés les uns des autres de manière a garantir une isolation suffisante, et à faciliter l'identification de ces conducteurs et donc à supprimer tout risque de confusion entre ces derniers. Toutefois, ces différents problèmes subsistent au voisinage des dispositifs de couplage vers lesquels convergent les conducteurs électriques de liaison. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer inconvénients et à résoudre ces problèmes grâce à des dispositifs de couplage spécialement conçus pour respecter ces exigences de sécurité. Elle propose donc à cet effet un dispositif de couplage électromagnétique comprenant deux circuits séparés pouvant constituer alternativement un circuit primaire et/ou un circuit secondaire, ces deux circuits étant séparés l'un l'autre par une matière électriquement isolante au travers de laquelle s'effectue couplage. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce que ladite matière isolante est optiquement transparente de manière à ce que l'on puisse constater visuellement la séparation entre les deux circuits. Ainsi, ladite matière isolante pourra consister en du verre ou en une matière plastique transparente présentant deux faces parallèles opposées contre lesquelles sont disposés les deux circuits du dispositif de couplage. Avantageusement, ce dispositif de couplage pourra être de type électromagnétique et comprendre deux enroulements (un par circuit) accordés à la fréquence des signaux haute ou moyenne fréquence à transmettre. Chacun de ces enroulements pourra être inclus dans un circuit de filtrage passe haut ou passe bande, présentant une impédance minimum à la fréquence des susdits signaux et une impédance maximale à la fréquence du courant alternatif des lignes auxquelles ce circuit est connecté. Des modes d'exécution l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est représentation schématique de l'architecture d'un réseau de distribution d'électricité équipé d'un dispositif de commande et de surveillance éclairage public ; La figure 2 est schéma électrique d'un dispositif de couplage ; La figure 3 une coupe axiale schématique d'un premier mode d'exécution du dispositif de couplage ; La figure 4 est une en perspective de ce dispositif ; La figure 5 est une coupe schématique d'un deuxième mode d'exécution du dispositif. Tel que représenté sur la figure 1, le réseau comprend deux postes électriques indépendants 1, 2 permettant chacun de transformer l'électricité en haute tension qu'ils reçoivent, un courant triphasé basse tension (220 V). Ces postes 1, 2 servent à alimenter deux ensembles d'armoires de distribution électrique 61, 62 - 6'1, 6'2 dont certaines (par exemple les armoires 61 et 6'2) sont affectées à l'éclairage public. L'armoire 61 reçoit en entrée le courant basse tension triphasée, et alimente un ensemble de lignes électriques 7 en basse tension monophasée. Chacune de lignes 7 comprend deux fils 15, 16 permettant d'alimenter une pluralité de lampes à décharge associées chacune à un dispositif de commande et de surveillance 10. dispositif 10 est conçu pour émettre et recevoir des informations par courant porteur, en modulation de phase, par exemple à une fréquence de 132 KHz, via les lignes 7 du réseau de distribution électrique, pour communiquer avec un poste central 3 connecté ici à l'une des lignes d'une autre armoire de distribution électrique 6'2 qui alimente des lignes électriques indépendantes des lignes 7. A cet effet, le poste central 3 est équipé d'un calculateur 5, connecté à la ligne 17, par l'intermédiaire d'un module d'interface 4. Comme précédemment mentionné, l'invention a pour but de permettre notamment la communication entre le poste central 3 et les dispositifs de commande et de surveillance 10 associés aux lampes à décharge alimentées les lignes 7 et 17 connectées aux armoires de distribution 61 et 6'2. A cet effet, elle prévoit d'effectuer un couplage reliant les conducteurs 15, 16, de l'une des lignes 7 aux conducteurs de l'une des lignes 17 raccordés ' l'armoire de distribution 2. Ce couplage est assuré par un coupleur 18 représenté schématiquement sur la figure 1 par un quadripôle connecté par deux de ses bornes B I, aux deux conducteurs 15, 16, et par ses deux autres bornes B3, B4 aux conducteurs 20, 21 de la ligne 17. Dans l'exemple représenté sur les figures 2 à 4, ce coupleur fait intervenir deux bobines E1, E2 disposées en regard l'une de l'autre, chacune de bobines E1, E2 étant connectée aux deux conducteurs 15, 16 - 20, 21 de la ligne correspondante par l'intermédiaire de deux conducteurs de liaison et d'un circuit de filtrage comprenant un ensemble inductance L,, L2/condensateur en série C,, C2 et un condensateur en parallèle C'l, C'2. Ce circuit constitue, avec la bobine E1, E2, un filtre passe bande dont la bande passante est centrée sur la fréquence des signaux échangés entre le poste central et les dispositifs de commande de surveillance des lampes 10 (par exemple 130 KHz). Dans cet exemple, chacune des bobines El, E2 est réalisée par enroulement d'un fil conducteur autour d'un noyau de ferrite NI, N2. Les deux bobines E1, E2 sont axées parallèlement l'une par rapport à l'autre et sont respectivement montées deux disques de circuit imprimé coaxiaux D1, axés perpendiculairement aux bobines E1, E2. Chacun de ces circuits imprimés D,, D2 porte l'inductance et les deux condensateurs du circuit de filtrage. Les deux disques de circuits imprimés D,, D2, munis de leurs composants, sont logés dans deux manchons tubulaires M,. M2 par exemple en chlorure de polyvinyle (PVC) disposés coaxialement l'un en regard de l'autre et séparés l'un de l'autre par une rondelle épaisse R réalisée en une matière transparente électriquement isolante. La fixation de l'ensemble est assurée - d'une par collage des bords en regard des manchons MI, M2 sur les faces opposées de la rondelle R, et - d'autre par des vis Vl, V2 en matière électriquement isolante qui s'étendent axialement dans les manchons M1, M2 en passant des orifices coaxiaux prévus dans la rondelle R et dans les circuits imprimés D1, D2 ; les têtes de ces vis V1, V2 viennent en appui sur la face extérieure de l'un des circuits imprimés D2, tandis que des écrous vissés les extrémités filetées des vis viennent porter sur la face extérieure de l'autre circuit imprimé DI, l'écartement entre les circuits imprimés et la rondelle R est imposé par des entretoises tubulaires ET par lesquelles passent les vis V,, V2- Du côté opposé à la rondelle R, le volume délimité par le circuit imprimé DI, D2 et le manchon tubulaire MI, M2 permet le passage des fils de liaison FLI, FL2. Ce volume peut être comblé par une matière d'enrobage garantissant l'étanchéité de l'ensemble. Une fois monté, le dispositif de couplage présente forme cylindrique presentant deux portions opaques PI, P2 contenant chacune un circuit de couplage respectif. Ces deux portions PI, P2 sont séparees par une portion transparente P3 de plus grand diamètre constituée par la rondelle R. Ainsi, un opérateur pourra vérifier visuellement l'isolation entre les deux circuits de couplage. En séparant physiquement les conducteurs de liaison respectivement connectés aux deux extrémités des dispositifs de couplage, on écarte en outre toute possibilité d'erreur de câblage et on garantit une parfaite isolation entre ces conducteurs. Dans l'exemple représenté sur la figure 5, les bobines comprennent chacune un enroulement FI, E'2 réalisé autour du noyau central de pots de ferrite PFI, PF2 de section en forme de E. deux pots de ferrite PFI, PF2 sont disposés coaxialement en regard l'un de l'autre du côté opposé à leurs fonds FDI, FD2, et sont sépares l'un de l'autre par un disque en matière transparente DT. La fixation de l'ensemble est obtenu par collage des faces radiales des deux pots sur les deux faces parallèles opposées du disque. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la commande et à la surveillance d'un éclairage public. Elle peut être utilisée dans de nombreux circuits à courant porteur, notamment entre les postes d'émission et/ou de réception et les lignes de distribution de courant électrique utilisées en tant que lignes de transmission. Revendications 1. Dispositif pour le couplage, avec isolation galvanique, de type "à coupure certaine" de deux circuits électriques servant à la fois au transport de courant continu ou basse fréquence et à la transmission de signaux à moyenne ou à haute fréquence, ce dispositif comprenant deux circuits couplage primaire et/ou secondaire, séparés l'un de l'autre par matière électriquement isolante au travers de laquelle s'effectue le couplage, caractérisé en ce que ladite matière isolante (R) est optiquement transparente de manière à ce que l'on puisse constater visuellement la séparation physique des deux circuits (El, E2)- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière isolante (R) consiste en du verre en une matière plastique transparente présentant deux faces opposées contre lesquelles sont disposés les deux circuits (E,, E2) du dispositif de couplage. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est de type électromagnétique, et en ce que chacun des circuits de couplage comprend une bobine (E1, E2) accordée à la fréquence des signaux à transmettre. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacune des susdites bobines (El, E2) est incluse dans un circuit filtrage passe haut ou passe bande (L1, L2, C1, C2, C'I, C'2) qui présente impédance minimum à la fréquence des susdits signaux. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérise en ce que chacune des bobines (E1, E2) est réalisée par enroulement d'un fil conducteur autour d'un noyau de ferrite (N1, N2). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux bobines , E2) sont axées parallèlement l'une par rapport à l'autre et sont respectivement montées sur deux disques de circuit imprimé coaxiaux (DI, D2) axés perpendiculairement aux bobines (El, E2), ces disques portant chacun les composants du circuit de filtrage. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux disques de circuit imprimé (DI, D2) sont logés dans deux manchons tubulaires (Ml, M2) disposés coaxialement, l'un en regard de l'autre et séparés l'un de l'autre par une rondelle (R) réalisée en une matière transparente électriquement isolante. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les bords en regard des manchons (MI, M2) sont collés sur les faces opposées de la rondelle, tandis que les disques de circuit imprimé sont solidarisés l'un à l'autre grâce ' des vis (VI, V2) en matière isolante passant par des orifices coaxiaux prévus dans la rondelle (R) et dans lesdits circuits imprimés (DI, 132)- 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'écartement entre les circuits imprimés (DI, D2) et la rondelle (R) est imposé par des entretoises tubulaires (ET) par lesquelles passent les vis (VI, V2)- 10. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bobines comprennent chacune un enroulement (E'1, E'2) réalisé autour du noyau central pots de ferrite (PFI, PF2), de section en forme de E. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits pots (PFI, ) sont disposés coaxialement en regard l'un de l'autre du côté opposé à leurs fonds (FDI, FD2) et sont séparés l'un de l'autre par un disque en matière transparente (DT).