Brevet FR2857554A1 — publié le 20050114

- 1 - L'invention concerne' un procédé d'exploitation d'un appareil pour clôtures électriques qui délivre des impulsions à une clôture électrique qui lui est connectée, laquelle présente une impédance de charge qui est réduite lors d'un contact avec un homme ou un animal. L'invention concerne également un appareil pour clôtures électriques comprenant un condensateur de lissage et un commutateur cadencé par une horloge, qui décharge par impulsions le condensateur de lissage chargé via un convertisseur, par le biais d'un transformateur de clôture, sur une clôture électrique qui lui est connectée côté secondaire. Les équipements de clôtures électriques servent, en agriculture et dans d'autres domaines, à parquer le bétail et à le maintenir également à l'abri des animaux sauvages. Selon la norme EN 60335-2-76, des impulsions haute tension sont délivrées à la clôture à intervalle d'environ 1 s. Ces impulsions ont une teneur en énergie en joules qui est limitée à 5 joules lorsque l'appareil est soumis à une charge de 500 ohms. La valeur de 500 ohms est une résistance de mesure qui est censée correspondre à la résistance du corps d'un animal et qui vaut également pour la résistance d'un corps humain. Les clôtures électriques possèdent certains paramètres tels que la capacité de clôture (nF), les résistances de ligne (en ohms), les résistances de dérivation (ohms) et leurs résistances de terre (ohms). Ces grandeurs électriques surchargent l'appareil pour clôtures électriques et influencent les données d'impulsions telles que le niveau de tension et l'énergie des impulsions. L'impédance de charge, qui peut être calculée à partir des paramètres, sert de grandeur de charge pour 35 l'appareil. Une clôture tout à fait exempte de dérivation due à la végétation ne consomme pratiquement pas d'énergie. Il suffit de délivrer une impulsion relativement faible 2857554 - 2 - le long de la clôture pour' dissuader avec certitude un animal venant en contact avec la clôture à un endroit quelconque. Des valeurs empiriques sont ici d'environ 0,2 à 0,5 joule sous haute tension, par exemple 5 000 V. Les clôtures électriques sont en général libres d'accès pour les promeneurs, les enfants et également les personnes malades et âgées. Ils ne peuvent pas être mis en danger s'ils touchent la clôture volontairement ou par mégarde. Une faible décharge lors d'un contact avertit la personne - mais également naturellement l'animal - de s'éloigner et de ne pas tenter à nouveau de franchir la clôture. Cela doit constituer la fonction normale et inoffensive de la clôture électrique. Lorsque la clôture est recouverte d'herbes hautes, de buissons ou similaires, l'énergie des impulsions est dérivée du fil métallique vers le sol, surtout par temps humide. Lorsque, lors d'un contact simultané d'animaux, il ne reste plus suffisamment d'énergie de dissuasion, la clôture électrique ne peut plus donner de chocs et perd sa fonction proprement dite. On ne peut y remédier qu'en augmentant nettement l'énergie des impulsions - par exemple de 0,5 à 5 joules. C'est pourquoi les clôtures électriques usuelles connectées au réseau fonctionnent avec une énergie de charge d'environ 2 à 5 joules afin de garantir une dissuasion sûre même en présence de végétation ou de clôtures très longues. Dans certains cas particuliers, on utilise des énergies d'impulsions encore bien plus élevées. Mais des énergies d'impulsions de cet ordre peuvent conduire chez l'homme, en particulier chez les enfants, à des dommages qui peuvent éventuellement être mortels. La limite de sécurité réglementaire ne peut couvrir les risques éventuels intervenant dans la 2857554 - 3 - pratique. Il y a trop d'accidents graves qui se sont produits dans le monde. On connaît également des appareils qui ne délivrent que de faibles énergies d'impulsions à une clôture sans végétation à résistance de dérivation élevée et qui passent instantanément à des énergies d'impulsions plus élevées lorsqu'une résistance plus basse est enregistrée. Même ce système est susceptible de provoquer des situations critiques lorsqu'une personne se trouve, par exemple, avec la tête entre deux fils. Par suite, la résistance efficace peut dans ce cas être inférieure à 500 ohms, par exemple 200 ohms, et l'appareil augmente immédiatement et fortement l'énergie des impulsions et peut donc provoquer des dommages. Compte tenu de cet arrière-plan, l'objet de la présente invention réside dans un procédé d'exploitation d'un appareil connu pour clôtures électriques ainsi que dans un appareil pour clôtures électriques d'un genre nouveau, le procédé et l'appareil empêchant de manière fiable le risque décrit. L'objectif est atteint selon le procédé en faisant en sorte que, en cas d'impédance de charge élevée, les impulsions soient faiblement énergétiques et restent inchangées après réduction de l'impédance de charge pendant une période de temporisation réglable et que, après écoulement de cette période de temporisation, l'énergie des impulsions soit augmentée sensiblement. On peut envisager une temporisation de 20 à secondes, par exemple. La période de temporisation doit en tout cas être mesurée de sorte que les personnes, qui sont entrées en contact avec la clôture, puissent s'en libérer sans problème et ne subissent donc pas de dommage. Après l'écoulement de la période de temporisation et une autre réduction ensuite de l'impédance de charge, on peut supposer que la 2857554 - 4 réduction de l'impédance est due à la végétation ou similaire. L'augmentation de l'énergie des impulsions après la période de temporisation produit alors son plein effet et fait que l'effet de dissuasion est encore conféré à la clôture. Depuis l'instant où la personne vient en contact avec les fils de la clôture jusqu'à la fin de la période de temporisation, seule une fraction d'énergie est convertie si bien qu'il n'y a plus de danger. En cas de changements de l'impédance de charge, comme cela arrive lors de contacts par un homme ou un animal, l'adaptation automatique de l'énergie des impulsions ne réagit pas au changement de situation. Cela n'est pas non plus nécessaire pour la dissuasion, car la clôture n'est chargée que par la résistance individuelle et qu'il n'y a pas de dérivation d'énergie supplémentaire, pour autant qu'il n'y ait pas de végétation qui contribue à la réduction de l'impédance. Si la surcharge subsiste, c'est qu'il y a en règle générale de la végétation sur la clôture ou qu'il y a une défaillance, par exemple lorsque la clôture présente un court-circuit. Dans ce cas, il faut une énergie d'impulsions beaucoup plus élevée pour maintenir la haute tension et délivrer suffisamment d'énergie. Justement, cette énergie est délivrée après la période de temporisation. En conséquence, il est prévu selon une forme de réalisation préférée du procédé que, en cas d'impédances de charge élevées, l'énergie transmise à la clôture soit juste suffisante pour que la clôture puisse exercer de manière sûre son effet de dissuasion ou ne puisse provoquer de dommage quelconque à une personne. Ce résultat est obtenu de préférence lorsqu'on délivre à la clôture pour chaque impulsion 0,5 joule environ. A l'écoulement de la période de temporisation, l'énergie des impulsions est augmentée de sorte que, parallèlement à la dérivation d'énergie, par exemple sous l'effet de la végétation, il reste suffisamment 2857554 - 5 d'énergie pour dissuader' les animaux. Cela est avantageusement le cas, par exemple, lorsque, à chaque impulsion, environ 5 joules sont délivrés à la clôture. En ce qui concerne l'aspect technique de l'appareil, l'objectif est atteint par un appareil pour clôtures électriques ayant les caractéristiques mentionnées dans le préambule, qui est conçu de sorte que, en cas d'impédance de charge élevée, des impulsions de faible énergie soient délivrées à la clôture et que, lors d'une réduction de l'impédance de charge, les impulsions restent inchangées pendant une période réglable avant que des impulsions d'énergie beaucoup plus élevée ne soient délivrées à la clôture. Il est prévu de préférence un capteur, qui capte le courant électrique, la tension ou la combinaison des deux après une impulsion de déchargement, ces informations étant exploitées dans un élément de commande branché en aval de sorte que soient déterminés le type et la grandeur de la charge de la clôture et le commutateur cadencé étant interrompu en fonction de la charge de la clôture pendant le processus de déchargement, lorsque l'énergie des impulsions a atteint une valeur prédéterminée. Entre l'élément de commande et l'horloge est connecté un élément de temporisation qui temporise une' augmentation de l'énergie des impulsions d'une période de temporisation réglable en cas de réduction de l'impédance de charge de la clôture électrique. L'élément de temporisation peut, par exemple, être réalisé par un microprocesseur. Cette solution est relativement onéreuse. Il est plus simple d'utiliser un compteur qui compte simplement la période de temporisation. D'autres solutions pour l'élément de temporisation sont possibles. L'invention est expliquée plus en détail à titre d'exemple sur la base d'un circuit de principe de la clôture électrique selon l'invention en se référant à la figure unique. 2857554 - 6 Le condensateur de lissage Cl est chargé, via un convertisseur (non représenté) et une diode 2, à une valeur déterminée, de préférence à la valeur maximale de la tension de charge d'une source de tension (non représentée). Un commutateur cadencé 4, qui reçoit ses impulsions de commutation d'une horloge (T), ferme le circuit côté primaire à intervalles de temps réguliers, par exemple à intervalles de 1 s, par exemple pendant 0,1 à 0,3 ms. Pendant cette courte durée d'impulsion, un courant s'écoule du condensateur de lissage Cl via l'enroulement primaire du transformateur de clôture 3 et via le commutateur 4. Le transformateur de clôture 3 transforme la tension côté secondaire à une valeur élevée si bien qu'il se produit une impulsion haute tension qui est délivrée à la clôture La clôture est une impédance de charge (quadripôle) constituée des paramètres, de la capacité, de la résistance de ligne, de la résistance de dérivation, de la résistance à la terre et également de l'inductance de ligne. Elle est représentée comme étant constituée de la résistance ohmique R2 et du condensateur C2. Le capteur S détermine à partir du courant et de la tension des impulsions l'impédance de charge qui représente finalement la charge déterminante pour l'appareil pour clôtures électriques'. Cette charge peut varier dans de larges plages. C'est ainsi qu'elle se situe à 100 ohms dans le cas d'une végétation abondante, à environ 500 ohms dans le cas du contact d'un animal et de 20 kohms jusqu'à des Mohms en l'absence de végétation. La résistance de charge déterminée par le capteur S est exploitée dans l'élément de commande St branché en aval. L'élément de commande St interrompt ensuite le commutateur cadencé 4 via l'horloge T au cours du processus de déchargement. Selon l'invention, un élément de temporisation Vz est incorporé entre l'élément de commande St et l'horloge T. Lors d'une variation de l'impédance de charge d'une valeur élevée à une valeur basse, 2857554 - 7 - l'élément de temporisation Vz veille à ce que l'instruction d'augmentation de l'énergie des impulsions soit convertie avec une certaine temporisation. -8-REVENDICATIONS 1. Procédé d'exploitation d'un appareil pour clôtures électriques qui délivre des impulsions à une clôture électrique qui lui est connectée, laquelle présente une impédance de charge (R2, C2) qui est réduite lors d'un contact avec un homme ou un animal, caractérisé en ce que, en cas d'impédance de charge élevée (R2, C2), les impulsions sont faiblement énergétiques et, après réduction de l'impédance de charge, restent inchangées pendant une période de temporisation réglable et, après écoulement de cette période de temporisation, l'énergie des impulsions est augmentée sensiblement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en cas d'impédances de charge élevées (R2, C2), l'énergie délivrée à la clôture est juste suffisante pour que la clôture puisse exercer son effet de dissuasion et ne puisse provoquer de dommage quelconque à une personne. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'environ 0,5 joule par impulsion est délivré à la clôture. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que l'énergie des impulsions est augmentée après écoulement de la période de temporisation de sorte que, parallèlement à la dérivation d'énergie due à une végétation éventuelle, il reste suffisamment d'énergie pour dissuader des animaux. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, à chaque impulsion, environ 5 joules sont délivrés. 6. Appareil pour clôtures électriques comprenant un condensateur de lissage (Cl) et un commutateur (4) cadencé par une horloge (T), qui décharge par impulsions le condensateur de lissage (Cl) chargé via un convertisseur, par le biais d'un transformateur de 2857554 - 9 - clôture (3), sur une clôtùre électrique qui lui est connectée côté secondaire, ladite clôture présentant une impédance de charge (R2, C2) qui est réduite lors du contact d'un homme ou d'un animal, caractérisé en ce que, en cas d'impédance de charge élevée (R2, C2), des impulsions de faible énergie sont délivrées à la clôture et, lors d'une réduction de l'impédance de charge, restent inchangées pendant une période de temporisation réglable, avant que des impulsions d'énergie sensiblement plus élevée ne soient délivrées à la clôture. 7. Appareil pour clôtures électriques selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu un capteur (S) qui capte le courant électrique, la tension ou la combinaison des deux après une impulsion de déchargement, ces informations étant exploitées. dans un élément de commande (St) branché en aval de sorte que soient déterminés le type et la grandeur de la charge de la clôture et le commutateur cadencé (4) étant interrompu en fonction de la charge de la clôture pendant le processus de déchargement, lorsque l'énergie des impulsions a atteint une valeur prédéterminée, et, entre l'élément de commande (St) et l'horloge (T), est connecté un élément de temporisation' (Vz) qui temporise une augmentation de l'énergie des impulsions de la période de temporisation réglable en cas de réduction de l'impédance de charge de la clôture électrique.