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Disposition de mesure et de surveilance des certes diélectriques d'un conducteur.
Il est connu de mesurer le courant de déplacement vers la terre d'une disposition de conducteur se trouvant sous tension de régime, en établissant le commencement et la fin de la disposition de conducteur sous forme d'en- roulements primaires du même transformateur d'intensité et en couplant ces deux enroulements primaires en opposi- tion. On mesure ensuite sur le cote secondaire du trans- formateur d'intensité la différence du courant arrivant au système de conducteur et du courant en sortant, cette différence correspondant au courant de déplacement. Une disposition de ce genre est difficile à établir, parce qu'elle nécessite la réunion dans l'espace du commencement et de la fin du système de conducteur.
Elle est toujours incommode et dans de nombreux cas également impossible, par exemple lorsqu'un câble à haute tension doit être
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surveillé.
Conformément à l'invention, cet inconvénient est supprimé en se servant pour la mesure du courant de déplacement de deux transformateurs séparés disposés au commencement et à la fin du système de conducteur à sur- veiller. En considération du fait que le courant de dé- placement ne représente qu'une très petite proportion du courant total, on a jusqu'à présent estimé impossible d'utiliser deux transformateurs pour l'établissement de la très petite différence.
On a toutefois constaté qu'en équilibrant soigneusement les deux transformateurs on est tout à fait en mesure d'évaluer suivant la technique de mesure la différence formée par les transformateurs pour la détermination du courait de déplacement et que la pré- cision de mesure pouvant être obtenue de cette façon dé- passe encore beaucoup les limites tout d'abord prévues.
On est donc en mesure, par l'objet del'invention, de surveiller également des sustèmes de conducteurs dans les- quels il est de prime abord impossible de réunir locale- ment le commencement et la fin des conducteurs, comme par exemple dans les câbles à hute tension, dont la surveillance présente une grande importance en raison du gros capital investi et qui n'était pas possible jus- qu'à présent d'une autre façon.
Un autre développement de l'invention réside dans la constatation que la mesure du courant de déplacement seule ne permet encore pas un contrôle sûr de l'état du système de conducteur à surveiller. En raison du fait que le courant de déplacement est composé d'une composante wattée et d'une composante dévattée, il peut facilement se produire, en cas de rapport défavorable des deux compo- santes, que l'une d'elles puisse varier dans dea limites considérables sans que le courant de déplacement total soit affecté dans la même mesure par ces variations.
Ainsi, par exemple, la composante wattée peut tout d'abord être relativement petite vis-à-vis de la composante
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déwattée, de e sorte que le courant de déplacement est détermine essentiellement par la composante déwattée et que des variations de la composante wattée ne se manifes- tent plus de façon notable. or, précisément des accrois- sements de la composante wattée indiquent que l'état d'isolement devient mauvais.
En conséquence, conformément à l'invention, ration- nellement on ne mesure pas le courant de déplacement, mais on se sert de ses composantes pour la surveillance de l'état de l'isolement. Une surveillance particulièrement simple et suffisante dans de nombreux cas peut déjà être faite en mesurant uniquement la composante wattée, qui peut être saisie d'une façon particulièrement simple à l'aide d'un instrument de mesure de courant continu et d'un redresseur préintercalé dans le circuit excité en phase avec la tension de régime. Mais, en procédant à cette mesure, il faut se résigner à l'inconvénient/que la mesure est dépendante de la tension. Dans de nombreux cas où on peut compter sur le maintien d'une tension moyenne dans d'étroites limites, cette dépendance de la tension ne cause point de perturbations.
Mais, dans d'au- tres cas, toute la mesure peut être rendue illusoire de ce fait. On peut supprimer cet inconvénient en ne mesurant pas la composante wattée seulement, mais en mesurant la composante wattée et la composante déwattée et ensuite rationnellement en formant de suite à l'intérieur d'un instrument de mesure à rapport le rapport des deux valeurs, c'est-à-dire par conséquent la tangence.
Comme instrument de mesure, on se sert rationnel- lement d'un compteur à quotient aux deux branches duquel, qui sont perpendiculaires l'une à l'autre, les composantes de la tension de différence ou de l'intensité de diffé- rence sont amenées, l'une de ces composantes étant tenue en phase avec la tension de régime.
La fige 1 du dessin annexé représente un exemple de réalisation de l'objet de l'invention. 1 désigne le
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système de conducteur à mesurer ou à surveiller. 2 et 3 sont deux transformateurs d'intensités équilibrés au oom- mencement et à. la fin du système de conducteur, dont les enroulements secondaires sont couplés en opposition sur une résistance 4. Cette dernière est parcourue par la dif- férenoe du courant secondaire des deux transformateurs et ce courant de différence est décompose conformément à l'invention en composante wattée et composante déwattée.
A cet effet, les deux bobines 5 et 6 d'un instrument de mesure à quotient sont couplées à la résistance 4 en pas- sant par des redresseurs 7 et 8. Comme redresseurs, on peut dans certains cas utiliser des redresseurs secs, lorsqu'on amène par des moyens auxiliaires leurs phases de oouplage dans la position exacte par rapport à la ten- sion de régime. Mais en général il sera plus rationnel d'utiliser à lq place des redresseirs secs commodes en soi des interrupteurs synchrones mécaniques à commande séparée, parce qu'ainsi on peut régler la phase de couplage de façon plus commode et plus précise et parce que ces inter- rupteurs ont dans la direction dé passage de faibles ré- sistances disparaissant.
Le rapport du courant de dépla- cement watté au courant de déplacement déwatté, par oon- séquent la tangenoe, est directement indiqué par l'instru- ment de mesure représenté schématiquement par les bobines 5 et 6. Non seulement cette tangence donne de prime abord davantage de renseignement sur l'état de l'isolement qu'on ne peut en tirer de la simple mesure du courant de déplacement, mais elle est avant tout beaucoup mieux appro- priée que cette dernière à la surveillance durable de l'é- tat d'isolement. Un isolement peut être bon en soi avec des grandeurs très différentes de la tangence. car, malgré un grand courant de déplacement watté, un isolement peut se trouver en état irréprochable et satisfaire également à toutes les nécessitée du service.
D'autre part, on pourra déduire avec eureté de variations de la tangeme pendant le fonctionnement que l'état de l'isolement est devenue
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mauvais, par exemple un accroissement de la tangenoe indi- quera en règle générale tout au moins le commencement d'une destruction locale.
La disposition de mesure décrite peut encore être améliorée dans son principe conformément à l'invention.
Elle présente un effet le défaut qu'on travaille soit dans la partie la plus basse de la courbe du magnétisme lors d'une mesure sur la base de la différence de tension des deux transformateurs par suite de la très faible charge des transformateurs, soit dans la partie la plus haute de la courbe du magnétisme lors de la mesure sur la base de la différence d'intensitéen raison de la forte charge des transformateurs.
Mais étant donné que les deux parties de la courbe sont relativement plates, il est nuit fortement à la sensibilité de la mesure. Confor- mément à l'invention, on réussit à travailler dans la par- tie abrupte de la courbe du magnétisme du fer du transfor- mateur lors de la mesure de la différence de tension, du fait qu'on charge les deux transformateurs additionnel- lement en secondaire, par exemple en les munissant aussi d'un enroulement secondaire supplémentaire fermé en passant par une résistance. Par le choix de cette résistance, on peut placer la charge du fer du transformateur dans la région abrupte désirée de la courbe du magnétisme, en tenant compte rationnellement à côté de 1'inclinaison abrupte de la courbe également d'un tracé aussi rectiligne que possible.
Cette mesure est particulièrement impor- tante dans le cas de l'utilisation de transformateurs à noyaux de nickel-fer, parce que dans ceux-ci la première et la dernière parties de la courbe du magnétisme sont par- ticulièrement plates et une partie centrale est particu- librement abrupte. Ces noyaux sont aussi particulièrement rationnels parce que leur grande perméabilité initiale accroît considérablement la sensibilité de la mesure dans le cas de basses intensités de courant de régime.
La fige 2 représente un exemple de réalisation
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pour l'emploi de transformateurs chargea supplémentaire- ment, 1 désigne de nouveau le conducteur à surveiller.
2 et 3 sont les deux transformateurs d'intensités, qui comportent les enroulements secondaires 10 fermer en pas- sant par des résistances 9. Les résistances 9 pourraient tout aussi bien être intercalées entre les bornes des enroulements de mesure. Les enroulements secondaires ser- vant à la mesure sont couples en opposition. Les deux bobines 5 et 6 du compteur à quotient sont disposées dans une des lignes de connexion. Les redresseurs 7 et 8 sont de nouveau représentés sous la forme d'interrupteurs synchrones à excitation séparée. L'excitation de l'un est en phase avec la tension de régime, tandis que l'ex- citation de l'autre est déphasée de 90 .
La mesure conforme à l'invention de la tangence peut rationnellement dans de nombreux cas être complétée par une mesure du courant de déplacement. La disposition et le couplage des transformateurs peuvent être utilisés directement pourune mesure de ce genre. Il suffit d'ajou- ter un autre instrument de m esure sur lequel le courant de déplacement peut être lu. Comme instrument de mesure, on utilise rationnellement un instrument à courant continu muni de redresseurs préintercalés excités avec déphasage de 90 par rapport à la tension de régime. On peut tout aussi bien mesurer spécialement, à ln place du courant de déplacement, l'une des deux composantes et calculer aveo elle et la tangence mesurée le oourant de déplacement total.
L'objet de la demande peut être utilisé aveo avantage partout où il y a lieu de déterminer le courant de déplacement d'un système de conducteur pendant le fonctionnement, ou avant tout là où il y a lieu de surveil- ler constamment un système de conducteur se trouvant sous tension de régime en ce qui concerne son état d'iso- lement par rapport à la terre.
Des cas de ce genre sont par exemple donnés par l'enroulement de grandes généra-
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triées, de grands convertisseurs de transformateurs par câble à haute tension, etc... Partout la surveillasse conforme à l'invention est utilisée avec avantage parce qu'avec elle le contrôle n'est pas limité à des parties déterminées, comme par exemple dans le cas de la surveil- lance de température par des éléments thermo-électriques, mais parce que toutes les parties du système de conducteur sont saisies uniformément par cette surveillance.
A la place des transformateurs, on peut aussi dans de nombreux cas utiliser tes shunts qui sont également moins coûteux à construire.
REVENDICATIONS
1 - Disposition de mesure ou de surveillance des pertes diélectriques duconducteur placé sous tension de régime par mesure du courant de déplacement, caracté- risée par deux transformateurs disposés au commencement et à la fin du conducteur par lequels il est produit des courante ou tensions proportionnels l'un à l'autre et proportionnels aux courants primaires les parcourant, dont la différence est utilisée pour la mesure.