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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX APPAREILS INDICATEURS DE DEFAUTS ELECTRIQUES.-
L'invention vise des perfectionnements apportés aux appareils destinés à déceler les défauts des circuits électriques, et plus particulièrement les appareils de cette classe qui permettent de discriminer les divers défauts : Dans ces appareils, on compare les caractéristiques électriques d'un circuit en divers de ses points, de telle sorte que, s'il se présente des conditions anormales, les sections défectueuses peuvent être éliminées sans compromettre la continuité de service des sections saines.
L'invention a pour objet de fournir un appareil sensible aux défauts des circuits électriques, dans lequel des courants porteurs ou des éléments
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analogues sont utilisés pour produire des effets qui dépendent des directions instantanées des courants, tout en restant pratiquement'indépendants des am- plitudes relatives en deux points du circuit : Cela permet d'éliminer les frais qu'entraîne l'adoption de certains dispositifs plus ou moins coûteux, tels que fils pilotes, transformateurs de potentiel et relais indiquant le sens d'écoule- ment de l'énergie.
L'invention a également pour objet de fournir un dispositif pro- tecteur perfectionné dans lequel est éliminée la nécessité d'employer plusieurs fréquences d'ondes porteuses, et dans lequel on a rigoureusement évité tout fonctionnement défectueux dû à des défauts affectant la ligne suivie par les courants porteurs.
Un autre objet de l'invention est de fournir un dispositif pro- tecteur à courants porteurs comportant des émetteurs et des récepteurs en dou- ble, obéissant tous à la même fréquence, et qu'on peut utiliser pour protéger un circuit polyphasé, les forces électromagnétiques nécessaires pour l'excita- tion de l'appareil pouvant toutes s'obtenir directement du circuit lui-même.
Ces caractéristiques, ainsi que plusieurs au@tres, apparaîtront en détail dans la description qui va suivre, et on comprendra mieux la portée de l'invention en se référant aux dessins joints dans lesquels : la Fig.1 représente schématiquement une réalisation de l'invention appliquée à une section d'un circuit électrique et dans un état supposé normal de ce circuit. la Fig. est analogue à la précédente, mais avec cette différence que les conditions y sont anormales, par sute d'un défaut, ce défaut étant ex- térieur à la section considérée.
Les Fig. 2a à 2j représentent des formes d'ondes qui permettent de comprendre le fonctionnement de l'invention, sous la forme de réalisation envisagée Fig.l et 2. la Fig. 3 est semblable à la Fig.l, sauf qu'il y existe des condi- tions anormales dues à un défaut intérieur à la section considérée.
Les Fig.3a à 3j représentent des formes d'ondes expliquant le fonctionnement de l'invention sous la forme de réalisation de la Fig.l, mais dans des conditions hypothétiques qui correspondent à la Fig.3.
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Les Fig. 2a et 3a représentent l'onde d'intensité du courant de ligne A.
Les Fig. 2b et 3b représentent l'onde d'intensité du courant de ligne B.
Les Fig. 20 et 3c représentent l'onde de tension de plaque de limi- teur en A, et celle de tension de grille du récepteur en A.
Les Fig. 2d et 3d représentent l'onde de tension de plaque de limi- teur en B, et celle de tension de grille du récepteur en B.
Les Fig. 2e et Se représentent l'onde de tension de plaque du récep- teur en A.
Les Fig. 2 f et 3f représentent pour l'onde transmise de B la ten- sion appliquée à la grille du récepteur A.
Les fig. 2g et g représentent l'onde de courant de plaque du récep- teur A.
Les Fig. 2h et 3h représentent l'onde de tension de 'plaque du récep- teur B.
Les Fig. 2i et 3i représentent pour l'onde transmise de A la tension appliquée à la grille du récepteur B.
Les Fig. 2j et 3j représentent l'intensité du courant de plaque du récepteur B.
La Fig.4 représente schématiquement, en alternatif simple pour plus de clarté, une réalisation de l'invention ponforme à la Fig.l.
La Fig.5 représente une réalisation de l'invention suivant la Fig.l, dans un système polyphasé, les appareils étant représentés seulement à une des extrémités de la section considérée,
Les Fig.6 et 7 représentent schématiquement une autre réalisation de l'invention, appliquée à une section d'un circuit électrique se trouvant dans des conditions anormales, Pour la Fig,6 le défaut est supposé extérieure à la section, tandis qu'il est supposé intérieur dans le cas de la Fig.7.
La Fig. 8 représente schématiquement une modification de l'invention dans un système polyphasé, toutes les forces électromotrices nécessaires à l'excitation des appareils porteurs de courant étant dérivées du circuit, et les @
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appareils n'étant représenté que pour une des extrémités du circuit considéré. la Fig.9 représente comment, par suite d'un défaut, le courant dans le circuit peut croître depuis sa valeur normale jusqu'à une valeur représen- tant plusieurs fois la normale.
La Fig. 10 représente le fonctionnement d'un dispositif régulateur de potentiel destiné à maintenir pratiquement constantes les tensions de gril- le et de plaque sur l'appareil à courants porteurs dans les grandes limites de variation d'intensité de courant que comporte la Fig.9. la Fig.ll représente une courbe caractéristique d'un transformateur à courant de chauffage du filament dont l'excitation est dérivée du courant du circuit. Les abaissez A y représentent la tension de courant dans le circuit et les ordonnées B l'intensité du courant de chauffage du filament,
Dans les Fig.l, @ et 3, on a représenté schématiquement une section d'un circuit électrique comportant un conducteur 15, partie en traits inter- rompus, reliant les deux sections 16 et 17.
uette ligne est pourvue de disposi- tifs appropriés de commande, tels que des interrupteurs 18 et 19. Ceux-ci sont disposés de façon à être commandés, suivant le principe de l'invention, en obé- issant à une discrimination portant sur le sens des courants instantanés en deux points, tels que les extrémités A et B de la section.
L'appareil qui permet d'obtenir ce résultat peut être du type à courants porteurs, et dans les schémas, on a supposé qu'il comprenait, aux ex- trémités de la section, des transmetteurs 20 et 21 et des récepteurs 22 et 23.
Le récepteur R, installé à chaque extrémité, est accordé sur la fréquence de l'émetteur T de l'autre extrémité, et, bien qu'on puisse utiliser plusieurs fréquences, 1'invention permet aux émetteurs 20 et 21 de fonctionner à la même fréquence, de sorte que les récepteurs 22 et 23 peuvent être réglés en conséquence.
Comme on le verra en détail par la suite, les émetteurs et les ré- cepteurs peuvent être d'un type comportant des tubes à décharge électronique à trois électrodes.
Suivant l'invention, les tensions de plaque et de grille sont déri- vées du courant du circuit au point où l'appareil (émetteur ou récepteur, ou l'un et l'autre} est placé, des moyens appropriés servant à cette fin et com- portant, par exemple, des transformateurs de courant 24 et 25.
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la tension du filament peut être dérivée du courant du'circuit ou d'une source séparée suivant qu'on le préfère. Alors que les filaments des lam- pes peuvent être soumis à la pleine tension dans les conditions normales, on doit préférer les exciter seulement à leur tension normale de fonctionnement dans le cas où l'état du circuit est anormal.
C'est ce qu'on peut faire, ainsi qu'on le verra plus loin, dans le cas d'une source séparée, par l'emploi de dispositifs obéissant à la condition anor- male du circuit, par exemple des relais de surintensité de courant commandant les circuits des filaments, ou, dans le cas d'excitation directe par le courant du circuit, par l'emploi de transformateursapprpprié-s.
Pour commander le circuit de la section A-B, c'est-à-dire ouvrir un ou plusieurs des interrupteurs 18 et 19 seulement au casoù se produit un défaut intérieur à la section, l'invention .prévoit des dispositifs électriques, repré- sentés dans le cas présent sous la forme de relais de surintensité 26 et 27 coo- pérant avec d'autres relais 8 et 29 commandés par l'action conjointe de l'émet- teur T à une des extrémités, et du récepteur R à l'autre extré-mité. Dans la ré- alisation représentée, des contacts sont disposés en série dans le circuit des bobines de déclenchement d'interrupteur 30 et 31, ce qui n'exclut pas la commande par les relais de dispositifs indicateurs ou avertisseurs appropriés, la réalisation représentée schématiquement sur les Fig.1,
2 et 3 est basée sur des principes parmi lesquels les suivants :
Si un tube oscillateur à trois électrodes est soumis à une tension de plaque alternative, il oscille par intermittences, et seulement pendant les demi- périodes durant lesquelles la plaque est positive.
Si le circuit de plaque du tube récepteur est alimenté par une source de courant alternative, aucun courant ne passe pendant la demi-période durant la- quelle la plaque est négative.
En outre, si une tension de valeur appropriée, déphasée de 1800 par rapport à l'alimentation de la plaque, est appliquée à la grille du tubey le courant de plaque peut être entièrement arrêté, puisque la grille est déviée né- gativement quand la plaque est positive.
Si maintenant on applique sur la grille une tension additionnelle ayant la fréquence de l'onde porteuse, on peut provoquer le passage d'un courant
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redressé dans le circuit de plaque, mais cela ne peut se produire que pendant la demi-période durant laquelle la plaque est positive.
Par conséquent il est possible, suivant l'invention, d'avoir deux émetteurs en différents points du circuit, qui transmettent alternativement ou simultanément, et seulement pendant certaines alternances du courant en ce point du circuit. Il est également possible de la sorte, à un récepteur disposé en cha- que point considéré, de fonctionner seulement pendant certaines demi-périodes du courant en ce point, et aussi seulement quand les émetteurs transmettent alterna- tivement.
Avant d'envisager quelques réalisations spécifiques de l'invention, il convient d'en faire mieux comprendre les principes et le mécanisme à l'aide des Fig.1, 2 et 3 et des Fig. 2a à 2j et 3a à 3j. Evidemment, ces Fig. sont sim- plement destinées à illustrer les relations relatives de phase et de fréquence des ondes et non considérées comme représentant les amplitudes réallesdes quan- tités envisagées.
Dans les conditions normales auxquelles correspond la Fig.l, les re- lais de surintensité 26 et 27, qui sont de préférence des relais à action différée seront insuffisamment excités pour fermer leurs contacts, et par conséquent les circuits des bobines de déclenchement resteront ouverts.
Les relais récepteurs 8 et 29, qui sont au contraire de préférence des relais instantanés, seront désexcités, ou auront leurs contacts fermés, puisque les filaments des tubes ne sont pas suffisamment excités pour provoquer le fonc- tionnement des émetteurs 20 et 21 et des récepteurs 22 et 23.
Dans les conditions anormales provenant d'un défaut extérieur à la section considérée, les courants en circuit à chaque extrémité de la section sont pratiquement en phase, comme on le voit Fig.ga et 2b, mais les filaments des tubes sont suffisamment excité-spour provoquer le fonctionnement des émetteurs et des récepteurs.
Les connexions des tubes sont telles que, dans ces conditions, les ten- sions de la plaque d'émetteur et de la grille de récepteur, fournies par le cir- cuit même à chaque extrémité, sont pratiquement déphasées de 180 par rapport aux tensions correspondantes de l'autre extrémité, c'est-à-dire de la plaque de l'émet- teur et de la grille du récepteur de cette dernière, comme représenté Fig. 2c et 2d. -
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En outre, la tension de plaque sur le récepteur, à chaque extrémité, est pratiquement déphasée de 180 par rapport à la tension de plaque sur le ré- cepteur de l'autre extrémité, comme représenté Fig.
2e et 2h, et il y a prati- quement un déphasage de 180 entre elle et les tensions de plaque d'émetteur et de grille de récepteur à l'autre extrémité, comme représenté sur les Fig.2c et 2e, et aussi sur les fig. 2d et 2h. les émetteurs 20 et 21 sont donc en état de fonctionner pour transmet- tre seulement alternativement, et seulement pendant des demi-périodes de sens donné du courant du circuit, cômme représenté sur les Fig. 2c et 2i, et aussi sur les Fig. 2d et 2f, puisqu'aucun courant de plaque ne peut passer quand )la tension de plaque est négative,
L'onde transmise par l'émetteur, à chaque extr'émité, est appliquée à la grille du récepteur de l'autre extrémité;
cette onde se transmet par toute voie appropriée, par exemple le conducteur 15, et à travers un accouplement ap- proprié entre celui-ci et les émetteurs et récepteurs,
En outre, les récepteurs 22 et 23 sont en état de recevoir seulement de façon alternative et pendant des demi-périodes de sens donné, les courants de circuit, comme représenté Fig.2d et 2h, puisqu'aucun courant de plaque ne peut passer quand la tension de plaque du tube récepteur est négative; en conséquence le récepteur 22 n'est pas en état de fonctionner pour recevoir quand l'émetteur 2-0 est en 'état de transmettre, comme représenté Fig.2e et 2i, mais le récepteur 22 peut fonctionner pour recevoir, quand l'émetteur 2l est en état de transmet- tre, comme représenté Fig.2a, 2f et 2g.
Semblablement, le récepteur 23 n'est pas en état de recevoir, quand l'émetteur 2l est en état de transmettre, comme représenté Fig.2h et 2f, mais le récepteur 23 est en état de recevoir quand l'émetteur 20 est en état de trans- mettre, comme représenté Fig.2h, 2i .et 2j, par conséquent, les relais récepteurs 28 et 29 sont tous les deux exci- tés, et, comme ils fonctionnent pratiquement de façon instantanée, ils ouvrent leurs contacts dans les circuits des bobines de déclenchement 30 et 31, avant que les relais de retardement 26 et 27 ferment leurs contacts,
En conséquence, les interrupteurs 18 et 19 restent fermés, comme ils doivent l'être quand le défaut est extérieur à la section de circuit considérée,
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Dans des conditions anormales,
telles qu'un défaut intérieur à la section (soit X Fig.3) , On supposera d'abord que la section est alimentée à partir des deux extrémités, et qu'il continuera à exister, entre A et B, un chemin pour les ondes porteuses, les courants du circuit aux extrémités ± et
B étant pratiquement déphasés de 180 , c-omne représenté Fig. 2a et 2b, mais les tubes seront suffisamment excités pour provoquer le fonctionnement des émetteurs et des récepteurs,
Les tensions de plaque d'émetteur et de grille de récepteur dérivéa du circuit à chaque extrémité, sont pratiquement en phase avec les tensions de plaque de l'émetteur et de grille du récepteur à l'autre extrémité, conme repré- senté Fig. 3e et 3d.
En outre, la tension de plaque sur le récepteur de chaque extrémité est pratiquement en phase avec la tension de plaque sur le récepteur de l'autre extrémité, comne représenté Fig.3e et 3h, et présente pratiquement un déphasage de 180 par rapport aux tensions de plaque de l'émetteur et de grille du récep- teur à sa propre extrémité, comme représenté Fig.3c et 3e et Fig. 3h et 3d.
Les émetteurs 20 et 21 sont donc en état de transmettre seulement en même temps et seulement pendant des demi-périodes du courant, comme repré- senté Fig.3c et 3i et aussi dans les Fig.3d et 3f, car aucun courant de plaque ne peut passer quand la tension de plaque est négative.
En outre, les récepteurs 22 et 23 sont en état de recevoir seule- ment en même temps et seulement pendant des dani-périodes du courant, comme représenté Fig. 3e et 3h, puisqu'aucun courant de plaque ne peut passer quand la tension de plaque du récepteur est négative.
En conséquence, les récepteurs sont bloqués, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas en état de recevoir quand les émetteurs transmettent, comme représenté Fig.3f et 3g, et aussi dans les Fig.3h et 3i et 3j.
Par conséquent, les relais récepteurs 28 et 9 restent désexcités et leurs contacts fermés. Par Butte, aussitôt que les relais 26 et 27 ferment leurs contacts, les interrupteurs 18 et 19 sont déclenchés, comme ils doivent l'hêtre quand le défaut se présente sur la section de circuit considérée.
D'autre part, si un défaut provoque une interruption de la ligne des courants porteurs, il est évident que les récepteurs ne sont pas commandés et que les interrupteurs sont ouverts.
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Dans des conditions anormales, par exemple lorsqu'un défaut intérieur se produira en X Fig.3, on supposera que la section est alimentée seulement d'une extrémité, par exemple de la station 16; alors, l'émetteur et le récepteur ne fonctionneront qu'en A , le récepteur en A ne peut pas être commandé soit par l'émetteur en 8 (Fig.l) puisque ce dernier n'est pas mis en fonctionnement, soit par l'ématteur en A, puisque les tensions de plaque d'émetteur et de récepteur en A sont déphasées de 180 , comme représenté Fig.3c et3e, et qu'ils ne peuvent pas, par conséquent, fonctionner simultanément.
Par suite, le relais récepteur 28 n'est pas excité, mais le relais de déclenchement 6 l'est et, en fermant ses contacts, il effectue l'ouverture de l'interrupteur 18.
Cette ouverture sépare le défaut de la partie du circuit qui reste exci- tée, ainsi qu'il est désirable. Il est évident que tout homme de l'art peut com- prendre que cette condition d'alimentation par une seule extrémité peut se pro- duire, en effet, sur un c¯ircuit normalement alimenté aux deux extrémités, car le cas peut se présenter s'il y a rupture d'un conducteur au voisinage d'un in- terrupteur.
On envisagera la réalisation représentée sur la Fig.4, c'est-à-dire d'un appareil à ondes porteuses comportant un émetteur T et un récepteur R, à chacune des extrémités A et B de la section 16-17 du conducteur 15.
Les émetteurs T peuvent être identiques et de tout type approprié; ils sont heprésentés comme comportant un tube oscillateur 32, un élément d'accord tel qu'une inductance variable 33, un condensateur 34, un condensateur de blocage du circuit de plaque 35, et des dispositifs destinés à donner une tension néga- tive à la grille, dispositifsqui, en l'espèce, comportent une résistance 36 et un condensateur 37.
Les récepteurs R peuvent être identiques, et ils sont représentés com- me comportant un tube détecteur 38, un élément de réglage représenté sous forme d'un condensateur variable 39, des dispositifs limiteurs de courant représentés sous forme d'une résistance 40 insérée dans le circuit de grille.
Le circuit de plaque de l'émetteur 32 et le circuit de grille du récep- teur 38 sont accouplés au circuit conducteur d'ondes porteuses, représenté ici comme comprenant le conducteur 15 et la terre, avec l'interposition de disposi-
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tifs de réglage d'accord qui sont ici indiqués conme comportant des condensa- teurs 41 et 42, un transformateur ayant des enroulements 43,,44 et 45, et un dispositif d'accord qui est réalisé sous forme d'une réactanoe variable 45'.
Le circuit de plaque de l'émetteur est relié à l'enroulement 44, et le circuit de grille du tube récepteur est relié à l'enroulement 45.
Les émetteurs et les récepteurs peuvent être pourvus d'amplifica- teurs dont le fonctionnement est bien connu, mais que, pour plus de clarté, on a omis de représenter dans la figure.
Pour mettre en marche les émetteurs et les récepteurs au cas où l'état du circuit est anormal, on a prévu des dispositifs obéissant à un état de choses anormal, et qui sont ici des relais de démarrage et de surintensité
46 et 47. Ces relais sont disposés de façon à être excités suivant le courant passant dans le conducteur 15 aux points A et B, et, dans ce but, on peut les relier en circuit avec les transformateurs de courant 24-25.
Les relais de mise en marche 46 et 47 sont de préférence à action instantanée, et il y a avantage à régler leur fermeture à une valeur inférieure à celle du courant qui déclenche les relais 26-27, de façon que les émetteurs et lus récepteurs soient en fonctionnement positif avant que les relais de déclen- chement puissent fonctionner et fermer leurs contacts.
Les relais de déclenchement peuvent être des dispositifs à temps.
Les relais de mise en marche sont disposés de manière à relier les filaments des tubes 32 et 38 à toute source appropriée de courant électrique, telle que les barres omnibus 48 et 49, au cas où il serait désirable d'accélérer l'action du dispositif dès l'apparition d'un défaut ; le retard de temps dans le fonctionne- ment des émetteurs et des récepteurs, par suite de la période de chauffage des filaments des tubes, peut être réduit dans des proportions considérables. Pour cela, on maintient de façon normale les filaments des tubes à une température appropriée et on évite de les laisser refroidir.
On peut arriver à ce résultat de té@te manière convenable, par exem pe en utilisant des résistances de "by-pass" 50 et 51 reliées aux bornes des - contacts des relais de démarrage 46 et 47 respectivement, ces résistances étant réglées de façon à laisser passer le courant nécessaire quand les contacts des relais de mise en marche sont ouverts.
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On peut, de la sorte, faire fonctionner les tubes de façon continue à la température du filament et à un degré d'émissivité inférieur à la normale, en obtenant ainsi les avantages réunis d'une mise en service plus rapide et d' une plus longue durée du tube, de façon continue, à la température normale de marche du filament.
Pour dériver les tensions appropriées aux électrodes, c'est-à-dire des tensions qui conviennent pour la plaque et la grille de l'émetteur et du récepteur, avec les relations de phases instantanées existant entre les courants aux deux points A et B, on procède comme déjà décrit dans les commentaires con- sacrés aux Fig. 2a à 2j d'une part, et 3a à 3j, d'autre part. Dans ce but, on fait appel à des dispositifs appropriés, par exemple dans le cas de la Fig,l au transformateur 67 ayant un enroulement 52 relié en srie avec le conducteur 15, par l'intermédiaire de dispositifs appropriés, tels que des transformateurs de courant 24-25, les polarités en B étant soigneusement inversées par rapport aux polarités en A.
Les tensions de plaque et de grille s'obtiennent au moyen d'enroule- ments secondaires 53 et 54 des mêmes transformateurs 67. la tension de plaque du tube émetteur 32 est celle de la section d'enroulement 53, et il peut être em- ploye un by-pass ou un condensateur de filtrage 55 relié aux bornes de cet en- roulement. la tension de plaque du récepteur 38 est celle même de la section d'en roulement 54. la tension de grille négative locale, distincte de la tension de grille transmise ou appliquée au tube récepteur, est celle qu'on prélève entre les points 55 et 57 de la section d'enroulement 53. la tension de grille incidente qui est appliquée au tube récepteur 38 est celle de l'enroulement 45 du transformateur de couplage.
Les enroulements des relais récepteurs 2-8-29 sont reliés dans le circuit de plaque des tubes ré- -cepteurs 38, et on peut faire usage d'un by-pass ou d'un condensateur de cou- plage 58 qu'on relie aux bornes des enroulements de relais, pour assurer le fonc- tionnement stable des relais. la capacitance de ce condensateur peut être choisie, si on le désire, telle qu'il s'établisse un léger retard dans la chute du relais, ce qui permet aux relais 28-29, à l'instant où cesse la surintensité de ne pas fermer leurs
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contacts jusqu'à ce que les relais 26-27 aient ouvert leurs contacts.
Les appareils sensibles aux défauts et destinés à protéger un circuit électrique doivent fonctionner sur une très large amplitude de variation des intensités de courant du circuit. De préférence, ils doivent être capables de fonctionner à des intensités de l'ordre de la pleine charge, mais susceptibles de supporter sans détérioration des charges plus élevées, et de fonctionner en- core de manière satisfaisante, dans certains cas, avec des intensités de courant atteignant vingt fois la normale.
Avec des amplitudes aussi élevées dans les variations de courant, il est évident que la tension de l'enroulement 52 du transformateur 67 varie dans des proportions excessives, et qu'il pourrait en résulter une détérioration &es émetteurs et des récepteurs, Pour éviter ce danger, l'invention prévoit des mo- yens permettant de maintenir pratiquement constantes les tensions des électrodes sur une zone de variations très étendue du courant du circuit. comme on le voit sur la figure, ces moyens peuvent comporter un tube à décharge régulateur de ten- sion 59, capable de commander des quantités d'énergie relativement élevées, et se montant aux bornes de l'enroulement 52. Ce tube peut être à remplissage de gaz hélium, par exemple.
On comprendra mieux le fonctionnement de ce tube en examinant les formes d'ondes représentées Fig.9 et 10. la Fig.9représente, de gauche à droite, la loi d'accroissement de l'intensité du circuit, depuis la va- leur normale jusqu'à une intensité atteignant plusieurs fois la normale; elle montre également comment les tensions varieraient, sur les tubes émetteurs et récepteurs, si on n'avait pas fait appel au dispositif de protection 59* la Fig.IO représente le fonctionnement du dispositif de protection qui livre pas- sage à la décharge sous une tension correspondant, par exemple à deux fois la pleine charge.
Au-dessus du point d'éclatement, l'impédance du tube à décharge décroît à mesure que le courant croit, et la tension, sur les tubes émetteurs et récepteurs, au lieu de suivre la loi de variation indiquée par la ligne pointil- lée, est débarrassée de ses pointes et suit la ligne représentée en traits conti- nus, de sorte que le phénomène prend la forme plus ou moins rectangulaire, avec pointe ne dépassant pas une limite bien définie.
Cette caractéristique est particulièrement appropriée à l'applica- tion des principes mêmes de la présente invention, d'autant plus que la forme d'onde et l'amplitude sont d'importance secondaire. De plus grande importance
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sont les instants exacts auxquels commence et s'achève la transmission, c'est- à-dire les instants où le courant de ligne passe par la valeur zéro,
Afin de s'opposer au fonctionnement impropre du dispositif de commande de courant 18-19, au cas où se décèle un défaut extérieur à la section 16-17 & protéger, et au cas où ce défaut est voisin d'une extrémité de cette section (par exemple une terre en Y dans la section adjacente et près de la station 16) il est fait appel à des dispositifs commandant la route suivie par les courants porteurs,
de manière à confiner pratiquement les ondes porteuses transmises à la section dans laquelle elles prennent naissance. Les moyens em- ployés dans l'exemple envisagé comportent des bouchons 60-61 montés sur le che- -min de l'onde porteuse, près des extrémités de la section, mais extérieurement à la partie de la section qui est encadrée par les points de couplage. Ces bou- chons offrent une impédance élevée pour les fréquences porteuses, mais ne pré- sentent pas d'impédance appréciable pour les courants à fréquences industrielles Ils peuvent comporter de simples bobines de choc ayant un nombre approprié de spires, où comne on l'a représenté ils peuvent comporter chacun une inductance reliée en parallèle 62 et une capacité 63 accordée pratiquement pour la fréquen- ce de l'émetteur voisin.
Ce dispositif empêche que les défauts, s'ils sont pro- duits ailleurs que sur la section protégée, ne dérivent et courtacircuitent les courants porteurs ou le courant débité de l'émetteur adjacent, ce qui aurait pour résultat d'empêcher les courants porteurs de parvenir aux récepteurs éloi- gnés, et par conséquent, d'empêcher de provoquer l'ouverture du circuit.
Le bouchon idéal serait évidemment celui qui laisserait passer les courants industriels utiles, tout en arrêtant entièrement les courants por- teursayant la fréquence pour laquelle il est accordé, Cet idéal n'est possible que théoriquement, mais il n'est pas strictement nécessaire au bon fonctionne- ment de l'invention. L'essentiel est de réaliser une impédance du bouchon, par rapport à l'impédance de la route normale des courants porteurs, suffisants pour empêcher un défaut d'une section adjacente de dériver une partie des cou- rants porteurs assez considérable pour priver le récepteur du courant de com- mande nécessaire à son fonctionnement.
Dans la Fig.5, on a représenté une réalisation de l'invention ap- pliquée à l'extrémité d'une section d'un circuit triphasé comportant des con- ducteurs 150, 151 et 152. L'autre extrémité de la section est équipée de même
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manière, à la différence près que les appareils à ondes porteuses sont reliés aux transformateurs de courant, dans les conducteurs respectifs, en sens des polarités inverses de celles qu'indiquent les Fig. 2c, 2d, 2e et 2h. Dans cette réalisation, les émetteurs T et les récepteurs R sont accouplés à deux des conducteurs, 150 et 152, qui constituent la route offerte aux courants por- teurs, chacun des conducteurs étant pourvu d'un bouchon 60, suivant les princi- pes ci-dessus.
Bien que l'invention ait pour objet d'éviter, pour la protection d'un circuit électrique, la nécessité d'utiliser des conducteurs spéciaux ou des fils pilotes, l'invention a une portée plus grande et se prête à d'autres applications. Au cas où il existerait, entre les deux stations extrêmes de la section considérée, des conducteurs tels que des circuits téléphoniques ou des circuits de commande, on peut accoupler l'appareil à ondes porteuses à ces cir- cuits plutôt que de les relier aux conducteurs eux-mêmes de la ligne si on trouve à cette manière de faire une économie ou des avantages quelconques, soit au point de vue de l'accouplement, soit au point de vue des organes de couplage soit au point de vue des bouchons et accessoires.
En outre, si plusieurslignes parallèles sont protégées de cette façon, les routes respectives offertes aux courants porteurs peuvent se réduire simplement au nombre strictement nécessaire de conducteurs, par des moyens approprié-sdont il existe des exemples dans l'industrie pour la trans- mission des courants porteurs.
De plus, l'invention peut s'appliquer précisé- ment de la même manière, au moyen d'ondes hertziennes émises dans l'espace, ces ondes agissant alors en véritables courants porteurs, le récepteur R de la Fig.5 peut être constitué comme représenté Fig. 4, tandis que l'émetteur T comporte, en plus de l'oscillateur 32, un am- plificateur composé d'un tube triode 64, d'un limiteur de courant, représenté sous la forme d'une résistance 65 dans le circuit de grille, d'un condensateur 66 de couplage de grille, d'un condensateur 68 de blocage de plaque, d'un cir- cuit de fuite de grille 69 et d'une bobine de choc 70 pour la grille.
Des bo- bines de choc 71 peuvent être prévues pour écarter les courants porteurs de haute fréquence des enroulements du transformateur 67, la tension de plaque du tube amplificateur se dérive de la section d'enroulement 63 du transformateur
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Dans le circuit considéré, la protection doit être assurée contre sept manifestations distinctes de défauts possibles, mais qu'on peut en der- nières analyse ramener à trois seulement. la première due aux défauts inté- ressant les trois conducteurs du système tripnasé; la seconde aux défauts de phase à phase entre n'importe quel groupe de deux conducteurs;
enfin, la troi- sième, due à une terre se déclarant -sur un conducteur de phase quelconque. la sévérité des conditions qui accompagnent la manifestation d'un défaut peut va- rier dans de très grandes limites, suivant qu'il s'agit d'une terre ou d'un dé- faut intéressant plusieurs phases. Dans le casd'une terre, celle-ci peut être d'intensité si réduite par rapport au courant de charge, surtout si le réseau a son neutre relié à la terre par l'intermédiaire d'un dispositif limiteur, qu'elle ne suffise pas à provoquer un renversement du courant à l'un des points où est placé un appareil sensible à l'action du défaut.
En conséquence, en fai- sant état de toutes ces conditions et considérations, on a prévu des transforma- teurs de courant 140, 141 et 142, chacun commandant une des phases de la ligne, deuk relais démarreurs en cas de défaut entre phases 460 et 461, un relais dé- marreur 462 agissant en cas de défaut à la terre, deux relais 260 et 261 dé- clenchant en cas de défaut entre phases, un relais de déclenchement 262 en cas de défaut à la terre, et un relais récepteur 281. Les relais de mise en marche ont leurs contacts reliés en parallèle entre eux, et en série avec le circuit de filament du tube, qui est alimenté à partir des barres 48. Les relais de déclenchement ont leurs contacts reliés en parallèle entre eux, et en série avec les contacts du relais récepteur 281. dans le circuit de la bobine de dé- clenchement 30.
Ce relais récepteur 281 est supposé du type polarisé, comportant: un enroulement polarisant 72 disposé de façon à être relié aux,barres 48, à travers les contacts de l'un quelconque des relais démarreurs et d'un enroule- ment coopérant 73, relié dans le circuit de débit ou de plaque du récepteur 38, de manière à obéir à la commande du récepteur R. Le relais récepteur 281, peut par exemple, être du type qui fait l'objet du brevet belge No 304.780 du 4
Juillet 1922 de la Société demanderesse.
Pour obtenir des tensions appropriées aux électrodes des tubes émetteurs et récepteurs dans toutes les conditions anormales des circuits, on a soin de pourvoir le transformateur 67 d'un autre enroulement primaire 52',
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accouplé magnétiquement de façon convenable avec les autres enroulements. Te point central 74 de cet enroulement constitue un point neutre pour une des ex- trémités des transformateurs de courant 240, 241 et 242.Entre le point 74 et le point 75, qui peut être considéré comme le point neutre de l'autre côté des transformateurs de courant, sont reliés en série les enroulements des relais de mise en marche 462 et 262, pour défaut à la terre et de déclenchement, et l'en- roulement de transformateur 52 aux bornes duquel est relié le tube à décharge
59.
Avec ces dispositions, l'enroulement de transformateur 52 et le tube à dé- charge 59 sont, en cas de terre, excités directement par un courant représentait la somme vectorielle des intensités, c'est-à-dire d'intensité proportionelle à celle du courant traversant la terre, tandis qu'ils sont excités par transfor- mation si le défaut intéresse plusieurs phases.
Bien que le courant primaire pour lequel le tube à décharge commence à fonctionner varie suivant la nature du défaut, il résultera toujours de son fonctionnement un réglage de toutes les tensions des électrodes à la valeur maximum appropriée* Pour obtenir une plus grande sensibilité aux défauts provenant de terre, on peut donner à l'en- roulement 52 plus de spires qu'à l'enroulement 52',ou dans le même but on peut régler les relais de mise en marche et de déclenchement en cas de terre, pour une sensibilité plus grande que les relais correspondant aux défauts d' entre phases. comme ci-dessus, les relais de mise en marche sont réglés de façon à fonctionner à des valeurs des courants primaires inférieures à celles qui déterminent le fonctionnement des relais de déclenchement.
.En cas de défaut sur le circuit à l'intérieur ou à l'extérieur de la section, un ou plusieurs des relais de mise en marche pour défauts entre phases, et pour défauts à la terre sont excités, et par conséquent ils assurent l'excitation de l'émetteur et du récepteur à chacune des extrémités. Si le dé- faut est sur la section même, le récepteur à chacune des extrémités n'agit pas pour exciter l'enroulement 73 du relais récepteur 281, et les contacts de celui- ci restent fermés puisqu'il exige pour son fonctionnement les actions concor- dantes des deux enroulements du relais,
En conséquence, quand un des relais de déclenchement, à chacune des extrémités, ferme'ses contacts, il y a ouverture du disjoncteur correspon- dant.
Si le défaut est extérieur à la section, le récepteur agit pour exciter
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l'enroulement 73,.dont les contacts s'ouvrent et s'opposent à l'ouverture des disjoncteurs. Si on retient les explications données à propos des Fig.1, 2 et
3, on observe que la section est déconnectée, en cas de défaut intérieur, non seulement quand le chemin des ondes porteuses reste intact, mais aussi quand le défaut intéresse les conducteurs de phases auxquels l'appareil à ondes por- teuses est accouplé.
Les Fig.6 et 7 représentent schématiquement une réalisation de l'invention destinée à servir pour le cas où il se produirait des conditions anormales dues respectivement à un défaut extérieur et à défaut intérieur.
Dans ce cas, les polarités des connexions de l'émetteur et du récepteur, aux extrémités de la section correspondant aux directions des courants des circuits, sont telles que, si le courant est dans le même sens à chaque extrémité, les deux émetteurs émettent simultanément, tandis que les récepteurs sont incapables de recevoir, comme représenté Fig.3a à 3j.
Les relais de déclenchement sont omis et la commande des bobines' de déclenchement 30 et 31 est simplement confiée aux relais de récepteurs 28 et 29 respectivement. Dans le cas où il se produirait un défaut sur la section considé-rée, par exemple en X Fig. 7, les émetteurs fonctionnent alternativement et les récepteurs, à chacune des extrémités, peuvent recevoir seulement si l'émetteur, à l'autre extrémité, émet à ce moment, comme représenté Fig.2a à 2j Par conséquent, les relais récepteurs 28-29 sont actionnés et ferment leurs con- tacts, ce qui entraîne l'ouverture des interrupteurs 18 et 19.
Lesdétails des dispositions données aux appareils à ondes porteuses et autres dispositifs uti- -lisés pour la réalisation de l'invention, représentés Fig.6 et 7 sont parfai- tement évidents, si on se réfère aux indications données à propos des Fig. 4 et 5.
Dans les cas où l'on considère qu'il faut attribuer à la continui- té du service une importance primordiale, et tenir un compte moindre lies sec- tionnements de circuit par suite de non fonctionnement ou de défectuosité des appareils, on peut employer les dispositions représentées Fig. 6 et 7, car,dans ce cas, un dé-faut de fonctionnement des appareils à ondes porteuses ou de la ligne n'entraînera pas l'ouverture du circuit pour les défauts qui seraient extérieurs à la section considérée.
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Il est évident qu'avec ces dispositions la réception efficace de l'onde porteuse provoque l'ouverture du circuit, au lieu d'empêcher cette ou- verture de se produire..
Dans la variante de l'invention représentée sur la Fig.8, la récep- tion de l'onde porteuse a pour effet d'arrêter, au lieu de mettre en marche comme on l'a vu jusqu'ici, le passage du courant dans le relais récepteur 28', qui en fait est un relais à surintensité, Dans ce cas, on a recours à des moyens appropriés, par exemple un récepteur R à deux lampes comportant le tube récep- teur 38 et un tube de commande 76.
Une telle disposition est naturellement plus sensible qu'un récepteur à lampe unique. En conséquence, on a prévu ici un en- roulement secondaire additionnel 54' sur le transformateur 67, puisqu'il est nécessaire d'employer deux tensions de plaque entièrement distinctes. le tube
38 est représenté came étant le récepteur ordinaire à tension de grille néga- tive déjà décrit, cette tension négative de grille étant prise entre les points
56 et 57 de l'enroulement 53-54. Cette tension est de sens opposé à celui de la tension aux bornes de l'enroulement 54'. Corne dans la Fig.5, les filaments sont reliés à la prise 56 du transformateur 67.
Les connexions complètes sont seulement représentées pour une extré- mité de la section, mais il est aisé de comprendre que les appareils employés à l'autre extrémité sont les mêmes, excepté en ce qui concerne les connexions pour inversion de polarité indiquées précédemment. Dans la disposition repré- sentée on peut observer que le tube à décharge 59 est relié, comme dans la Fig.
5, aux bornes seulement de l'enroulement 52 de défaut à la terre. On doit noter comme déjà indiqué, que le tube à décharge 59 est excité pour les défauts de toutes natures qui peuvent se produire, d'autant plus que l'enroulement prévu pour les défauts de phases 52', et l'enroulement 52 prévu pour les défauts à la terre sont associés avec le même circuit magnétique. En conséquence, tandis . que le courant primaire, ou courant de circuit, auquel le-tube à décharge entre en fonctionnement, varie suivant la nature du défaut le tube à décharge régle toujours les tensions de plaque et de grille, en leur donnant les valeurs ap- propriées qui correspondent aux spires des divers enroulements.
Dans la ré alisation considérée de l'invention, la tension de plaque du tube de oonmande, c'est-à-dire la tension aux bornes de la section 54 de
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l'enroulement du transformateur dépend de l'intensité du circuit, et la gril- le du tube de commande est normalement soumise au potentiel du filament. Par suite, le tube de commande 76 produit un courant de plaque ou de débit, pen- dant les alternances positives de sa tension de plaque.
Le relais récepteur
28' s'amorce donc pour une sur intensité et il agit en fait comme un relais de surcharge aussi longtemps que la grille est au potentiel du filament,
Quand l'onde porteuse incidente transmise de l'émetteur de l'autre extrémité de la section atteint la grille du tube récepteur 38, à l'instant où sa tension de plaque est positive, comme dans le cas de défauts extérieurs à la section, ce tube laisse passer le courant de plaque.
Ce courant, traver- sant une résistance 77 applique une tension négative au tube de commande 76 et arrête son courant de plaque qui tend à passer dans l'enroulement du relais récepteur 28, pendant les alternances positives du courant du circuit. la ré- ception de l'onde porteuse, en arrêtant le passage du courant de plaque dans le tube de commande, empêche le relais récepteur 28 de fonctionner, Au cas d'un défaut sur la section, comme le tube récepteur est bloqué quand les émet- teurs sont en état de travailler à l'émission, ainsi qu'on l'a déjà indiqué, aucun courant de plaque du récepteur n'est disponible pour dévier le potentiel de grille du tube de commande 76 en un point où le courant de plaque de ce tu- be est coupé. En conséquence, le relais récepteur 28 est excité et l'interrup- teur 18 s'ouvre.
Une disposition comportant les caractéristiques décrites ci-dessus offre divers avantages en ce sens que l'emploi des deux tubes permet de dis- poser d'un effet amplificateur qui assure des intensités de courant plus gran- des, pour une valeur plus faible des courants de signalisation. En outre, le courant du relais récepteur est nul quand l'onde porteuse est reçue, c'est-à- dire quand les courants primaires, aux extrémités de la section, sont en phase et que la ligne ne présente pas de défaut, Aucune variation de phase ne peut se produire dans ces conditions, Quand il se produit un défaut tel que les courants aux extrémités de.la section sont déphasés de 180 , le courant du re- lais est au maximum, Si la différence de phase n'est pas exactement égale à 180 , il peut y avoir une légère réduction dans le courant du relais,
mais le relais 28 ne manquera pas de fonctionner, pour des intensités de courant nota-
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blement inférieures aux valeurs envisagées pour le fonctionnement normal. Par suite, il y a certitude de fonctionnement sans aucun risque de fonctionnement défectueux, si la différence de phase des courants passant à travers le défaut n'est pas exactement égale à 180 .
Dans la disposition représentée Fig.8 Le fonctionnement peut commencer cornue indiqué jusqu'ici, par l'excitation des filaments des tubes, à partir de la barre omnibus 48, leur commande se faisant par les relais de mise en route. Cependant, il résulte de ce qui a été exposé ci-dessus que le fila- ment peut être directement excité par le courant du circuit. les moyens dont on dispose peuvent comporter, couine représenté Fig.8, un transformateur de fi- lament 78 ayant des enroulements primaires 79; 80 et 81 reliés en série avec le conducteur du circuit, à travers des dispositifs appropriés tels que des transformateurs de courant 240, 241 et 242, et un enroulement secondaire 82 auquel sont reliés les circuits de filament.
Dans le dispositif représenté, les filaments des tubes sont reliés en parallèle aux bornes de l'enroulement
82, mais il est évident qu'on peut faire des prises convenables sur l'enroule- ment, pour obtenir toutes tensions de filament qu'on désire ou nécessaires pour les tuoes à utiliser.
En empruntant le courant d'alimentation des filaments directement au primaire ou au circuit, comme on le fait dans le cas des circuits de plaque et de grille, il est non seulement possible d'obtenir un système d'un fonctionnement plus simple et plus sûr, mais on peut également éviter toute ques- tion visant la différence entre les excitations des filaments aux extrémités de la section, quelles que soient les conditions d'un défaut extérieur à cette sec- tion, jarce que les courants sont pratiquement identiques,
L'enroulement primaire 81 prévu pour défauts à la terre sur le transformateur de filament 78, est branché de façon à s'exc-iter proportionnel- lement à la somme vectorielle des intensités de courant dans les conducteurs de phases 150, 151 et 152.
A cet effet, on peut le brancher entre les points neutres, comme on l'a fait pour l'enroulement 52 prévu pour un défaut à la terra sur le transformateur plaque-grille. Les enroulements primaires 79 et 80, prévus pour défauts de phases, sont branchés de manière à s'exciter res- @@cpivement pour les courants dans deux des conducteurs de phase. Dans ce but, on peut les relier en série avec les transformateurs de courant 240 et 242, en
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réalisant des connexions analogues à celles qui ont été faites pour les sections de l'enroulement 52' prévu pour défauts de phases du transformateur 67.
En proportionnant convenablement le nombre des spires dans les enroulements pri- maires, on peut exciter les filaments des tubes de façon à amener les émetteurs et les récepteurs en fonctionnement, dans des conditions anromales du circuit provoquant un courant qui dépasse une valeur déterminée à l'avance.
Par exemple, le transformateur 78 peut fournir une intensité de courant suffisante pour fai- re fonctionner les tubes, quand le courant primaire est de l'ordre du courant de pleine charge, mais entre cette valeur et la surcharge maximum qu'on a en vue, et qui peut être vingt fois égale au courant normal, il est essentiel que l'ex- citation du filament demeure constante,
Comme l'effet d'échauffement ou l'intensité du courant secondaire est, bien plus que la forme d'onde, la considération la plus importante à envi- sager, on a fait appel à un transformateur disposé de manière à se saturer pour une valeur de l'intensité du circuit déterminée à l'avance, transformateur qui offre une caractéristique pratiquement plate, comme celle représentée Fig.ll. la ligne en traits interrompus peut servir à représenter, par exemple,
la va- leur du courant primaire ou du courant du circuit pour laquelle l'excitation du filament, et par conséquent sa faculté d'émission est suffisante pour faire fonctionner l'émetteur et le récepteur.
Il est évident que le relais 28' doit avoir de préférence :les caractéristiques d'un dispositif à retard, en raison du temps très court né- cessaire pour amener les filaments à la température d'émission. En conséquence'9- le relais n'enclenchera pas au passage des parasites, des ondes à front raide ou autres perturbations instantanées passant sur le circuit. Avec cette dispo- sition qui exclut l'emploi de relais de déclenchement à surcharge, il est es- sentiel que le fonctionnement des émetteurs précède celui des récepteurs.
Le but poursuivi est que le relais 28' reste ouvert en cas d'un défaut extérieur à la section,
Si on n'obtient pas une séquence appropriée, le relais 28' peut faire un contact transitoire, mais cela n'a pas d'importance, si on utilise des relais séparés de déclenchement : il est simplement essentiel si on n'uti- lise pas de tels relais, d'éviter ce défaut de séquence déterminant un fonc-
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tionnement transitoire.
On doit observer que la séquence est gouvernée par les caractéristiques du circuit de filament, qui peuvent être parfaitement contrôlables et qu'on peut déterminer favorablement, par exemple en choisissant les tubes dont les filaments offrent une constante de temps thermique favora- ble ou en retardant l'échauffement des filaments des aubes récepteurs, ou en accélérant au contraire réchauffement des filaments des tubes émetteurs :: ré- sultats que l'on peut obtenir par des moyens approprié-s quelconques,
Bien qu'on ait décrit seulement, à titre d'exemple, diverses réa- lisations de l'invention, il est bien entendu que l'on n'entend pas se limiter aux dispositions particulières.indiquées, et que toutes les variantes ayant môme principe et même objet rentraient dans le domaine du présent brevet.