Brevet FR2918784A1 — publié le 20090116

-1- La présente invention concerne un simulateur de réseaux portable pour la mise en oeuvre des méthodes échométriques de prélocalisation des défauts sur les câbles d'énergie BT et HT à partir d'un véhicule laboratoire de recherche de défauts ou de tout autre équipement équivalent. A ce jour il n'existe pas de simulateur portable commercialisé sur le marché européen. Seuls, quelques appareils ont été réalisés de manière artisanale pour des besoins personnels. Ils sont de conception rudimentaire et ne permettent la mise en oeuvre que d'une ou cle quelques méthodes échométriques mais pas de toutes. De plus, la modification de structure du réseau si cela est possible nécessite l'intervention sur le câblage interne du simulateur. Enfin, les techniques mises en oeuvre limitent sérieusement les tensions admissibles. Les techniques de recherche de défauts sur les câbles d'énergie nécessitent une formation spécifique à l'issue de laquelle le nouveau conducteur de recherche doit se familiariser avec le véhicule laboratoire dont il dispose dans son Service. Jusqu'à présent cette maîtrise est acquise sur le terrain par frottement avec les conducteurs expérimentés. Malheureusement le temps nécessaire pour rencontrer l'ensemble des cas de figures permettant la mise en oeuvre des diverses méthodes échométriques et donc des diverses manipulations, est trop long. Il s'en suit que cette familiarisation est souvent abrégée, voire inexistante. En dehors des recherches de défauts réels sur le terrain, ce simulateur portable permet au nouveau conducteur de mettre en oeuvre toutes ces méthodes et donc de maîtriser rapidement le pilotage du véhicule laboratoire. D'autre part, pour les opérateurs n'intervenant que ponctuellement sur le véhicule laboratoire (dans le cadre de l'astreinte par exemple), une manipulation périodique de ce véhicule laboratoire sur le simulateur permet à ces conducteurs occasionnels de garder le professionnalisme nécessaire à cette activité. Le simulateur selon l'invention permet de palier au manque de maîtrise du nouveau conducteur de recherche ou à la perte de maîtrise du conducteur occasionnel. Cette insuffisance de maîtrise à pour conséquences : L'allongement du temps d'intervention sur le terrain ; L'agression du réseau par des manipulations inutiles ; Des contraintes anormales sur l'équipement du véhicule laboratoire. Le simulateur est constitué d'une mallette contenant 600 m de câble coaxial spécial 21 kV composés de 10 tronçons de 25 à 100 m de longueur lovés à spires jointives en respectant un rayon de courbure suffisant pour admettre des signaux jusqu'à 150 MHz. Toutes les extrémités coaxiales sont réalisées en technique haute tension avec répartiteurs linéaires de tension (RLT) pour admettre une tension d'essai de 12 kV (figure 1). Elles sont raccordées par soudures aux diverses bornes en face arrière du couvercle - 2 de la mallette. L'ensemble de ces tronçons permet d'obtenir un réseau biphasé de 200 m sur lequel peut être raccordé une dérivation mono ou biphasée de 50 m. Il est à noter que ces dernières longueurs sont corrigées afin de ramener la vitesse de propagation dans le câble coaxial à celle des câbles d'énergie, soit environ v/2 80 m/ s. Sur ce réseau il peut être créé un défaut sur l'une ou l'autre des phases, sur l'artère principale ou sur la dérivation (figure 2). On peut créer tous les types de défauts, à savoir : Défaut de continuité plus ou moins bien isolé tant en continuité qu'en isolement (figures 3-1 et 3-2) ; Défaut d'isolement résistant (figures 4-1 et 4-2) : • faiblement résistant par potentiomètre 0 à 220 0 ; • fortement résistant par résistance 47 kQ. Défaut d'isolement éclateur (figure 5) réglable de 2 à 6 kV par rotation de l'une des électrodes. Ces divers types de défauts permettent la mise en oeuvre de toutes les méthodes échométriques tant en impulsions BT qu'en impulsions HT (impulsions de courant). Toutes les manipulations sur le simulateur se font sur le synoptique en face avant de la mallette, à savoir : -Raccordement du véhicule laboratoire pouvant se faire à l'une quelconque des 20 extrémités ; - Modification de la structure du réseau par pose ou retrait de cavaliers ; - Création des défauts par dépose d'un cavalier pour le défaut de continuité ou par embrochage pour les défauts d'isolement. A partir de l'une quelconque des extrémités, tous les points (autres extrémités, 25 dérivation, défauts) se situent tous à des distances différentes afin d'éviter la superposition des échos lors des premières réflexions (hors réflexions multiples). Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente une extrémité coaxiale en technique 12 kV avec répartiteur linéaire de tension. 30 La figure 2 représente Ile réseau obtenu sans et avec la dérivation. La figure 3-1 représente le défaut de continuité mal isolé en continuité. La figure 3-2 représente le défaut de continuité doublé d'un défaut d'isolement. La figure 4-1 représente le défaut d'isolement faiblement résistant. La figure 4-2 représente le défaut d'isolement fortement résistant. 35 La figure 5 représente le défaut d'isolement éclateur. Le simulateur est réalisé en lovant le câble coaxial à spires jointives en commençant par les tronçons les plus longs. Chaque couche est maintenue en place par quatre cordons de colle. Les extrémités sortent aux angles amère de la mallette en respectant un --3 - rayon de courbure minimum de 5 cm pour accepter un signal jusqu'à 150 MHz sans dispersion significative. Au niveau des raccordements, les extrémités des câbles sont maintenues par des colliers isolants dont les supports sont collés à l'intérieur du couvercle pour deux raisons essentielles : 1 ) Lorsque deux extrémités sont raccordées sur la même borne (cas du pied de dérivation), l'angle formé entre les deux câbles ne doit pas être inférieur à 120 afin d'obtenir un coefficient de réflexion négligeable en absence de dérivation ; 2 ) Toutes les positions des câbles doivent présenter une symétrie entre la phase 1 et la phase 2 (en particulier en D, E et F) afin de ne pas voir apparaître de divergence sur les échogrammes en comparaison en absence de défaut. Le simulateur aiinsi réalisé pèse environ 30 kg. Le fait qu'il soit portable permet, entre autres, de le transporter sur les divers sites d'un même Service équipé de plusieurs véhicules laboratoires. Le simulateur selon l'invention est particulièrement destiné : 1 ) Aux Services et aux Entreprises chargés de faire de la recherche de défauts sur les câbles d'énergie avec des véhicules laboratoires pour que leurs nouveaux conducteurs maîtrisent rapidement le pilotages de ces véhicules laboratoires et que leurs conducteurs occasionnels gardent le professionnalisme nécessaire à cette activité ; 2 ) Aux constructeurs de véhicules laboratoires et à leurs revendeurs afin de pouvoir présenter à leurs clients les possibilités de leurs équipements. REVENDICATIONS 1 ) Simulateur de réseaux portable pour la mise en oeuvre des méthodes échométriques de prélocalisation des défauts sur les câbles d'énergie BT et HT à partir d'un véhicule laboratoire de recherche de défauts caractérisé en ce que le câble coaxial spécial 21 kV mis en oeuvre, d'une longueur de 600 m, constitué de plusieurs tronçons dont les longueurs s'échelonnent de 25 à 100 m et sur lequel peuvent être créés des défauts, est lové dans une mallette de telle sorte qu'en aucun point son rayon de courbure ne soit inférieur à 5 cm afin d'accepter un signal jusqu'à 150 MHz sans dispersion significative. 2 ) Simulateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les extrémités de câble 10 coaxial des tronçons sont réalisées en technique haute tension avec répartiteurs linéaires de tension. 3 ) Simulateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que deux extrémités de câble coaxial raccordées à la même borne (cas du pied de dérivation B) forment entre elles un angle d'au moins 120 afin d'obtenir un coefficient de réflexion négligeable en 15 absence de dérivation. 4 ) Simulateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les positions des extrémités de câble coaxial présentent au niveau de leur raccordement sur les bornes une symétrie entre la phase 1 et la phase 2 afin de ne pas faire apparaître de divergence entre les échogrammes en comparaison en absence de défaut. 20 5 ) Simulateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les diverses longueurs des tronçons sont transformées en longueurs fictives afin de travailler avec une vitesse de propagation voisine de celle rencontrée sur les câbles d'énergie, à savoir v12 80 m/N.s 6 ) Simulateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que tous les points sur le réseau (extrémités A, B et C, dérivation D, défauts E et F) se situent à des distances toutes 25 différentes de l'une quelconque des extrémités A, B ou C afin d'éviter la superposition d'échos lors des premières réflexions (hors réflexions multiples). 7 ) Simulateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le raccordement d'une dérivation mono ou biphasée sur l'artère principale se fait sur le couvercle de la mallette par la pose de cavaliers. 30 8 ) Simulateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la création des défauts se fait sur le couvercle de la mallette soit par la dépose d'un cavalier pour créer un défaut de continuité, soit par l'embrochage d'un défaut d'isolement pour créer l'un des trois types de défauts d'isolement : faiblement résistant, fortement résistant ou éclateur.