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Perfectionnements aux systèmes de signalisation électriques.
La présente invention se rapporte à des systèmes de signalisation de la supervision ou du contrôle à distance de l'état de disjoncteurs ou d'appareils semblables situés dans une sous-station d'un réseau de distribution d'énergie, elle s'adresse en particulier à la signalisation vers un point central d'un certain nombre de sous-stations.
Par exemple, dans un réseau important de distribution d'énergie comprenant un certain nombre de sous-stations, il n'est pas intéressant, au point de vue économique, de proposer d'indiquer automatiquement, au moyen de fils pilotes, les positions des disjoncteurs à huile de toutes les sous-stations du fait du coût prohibitif des lignes pilotes et de l'équipement requis ; il n'est pas
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non plus économique d'avoir du personnel attaché en permanence dans les petites sous-stations surtout si on considère que les stations de ce type sont généralement en plus grand nombre que les autres.
L'objet principal de l'invention est de procurer un dispositif simple et bon marché qui puisse être associé au téléphone ordinaire dans une sous-station éloignée ce qui évite l'obligation de prévoir une voie d'écoulement spéciale vers le centre de contrôle. De préférence, la disposition est telle que lorsqu'une sous-station est appelée, aucune réponse verbale ntest donnée puisqu'il n'y a pas de personnel y séjournant en permanence, mais un signal audible est renvoyé vers l'appelant, ce signal en plus de ce qu'il donne une indication de l'état dans lequel se trouve l'équipement de la sous-station peut indiquer également à l'appelant qu'elle est la sous-station qui envoie une indication.
En même temps l'association de l'appareil indicateur et de chaque poste téléphonique ne trouble ou ne réduit en aucune façon le rendement du système téléphonique considéré dans son ensemble.
On doit noter que le terme "sous-station" a été employé pour plus de convenance pour désigner un point quelconque où peut s'effectuer une transformation ou un contrôle ou les deux à la fois.
Suivant une caractéristique de l'invention dans un système de signalisation de la supervision ou du contrôle à distance de l'état de disjoncteurs ou d'appareils identiques dans une sous-station d'un réseau de puissance le circuit de supervision ou de contrôle est établi par suite de l'établissement d'une connexion par l'intermédiaire du réseau téléphonique normal.
Suivant une autre caractéristique de l'invention l'information requise est transmise par des signaux audibles sur une ligne équipée pour la téléphonie dans le réseau normal d'un bureau central.
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Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que l'appareillage lors d'une modification de l'état de l'équipement de la sous-station provoque l'envoi d'un appel dans le réseau normal téléphonique pour donner une indication du changement qui s'est produit.
Suivant une autre caractéristique de l'invention une sous-station d'un réseau de distribution d'énergie est pourvu d'un équipement qui fonctionne lorsque parvient un appel téléphonique entrant auquel on ne répond pas endéans une période de temps déterminée et qui transmet de ce fait des signaux audibles vers l'appelant pour indiquer l'état des disjoncteurs ou des appareils similaires de la sous-station.
L'invention sera mieux comprise par la description suivante d'une de ses applications pour laquelle on se réfèrera au plan annexé qui montre un circuit schématique de l'appareil associé au poste téléphonique de la sous-station et aux contacts de signalisation de l'équipement de la sous-station qu'on désire surveiller. Dans la disposition représentée, des facilités ont été prévues suivant lesquelles un changement,dans l'état d'un quelconque des équipements en question peut être indiqué automatiquement au bureau central téléphonique même si aucun appel n'est émis vers la sous-station. On remarquera que si cette dernière facilité n'est pas requise le circuit peut encore être simplifié.
L'alimentation du dispositif en courant continu est représentée par les symboles positif et négatif dans un cercle, elle peut s'effectuer à la tension voulue mais de préférence au moyen d'une batterie de telle sorte qu'elle puisse être maintenue même lorsque le courant du réseau principal fait défaut. On remarquera également que puisque le relais OCB est normalement attiré les contacts ocbl et ocb2 de ce relais ont été représentés- le relais étant dans cet état.
Les commutateurs D et S sont du type fonctionnant pas à pas tels qu'on
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les utilise en téléphonie, on les a représentés comme étant du modèle à 25 contacts qui est le modèle courant mais en pratique il peut être préférable de les munir de deux jeux de balais à extrémités simples localisées à 180 de manière à leur donner les possiblités d'un commutateur à 50 points.
Pour les besoins de la description on supposera en premier lieu que la sous-station ntest pas surveillée en permanence et qu'un appel est émis du centre de contrôle vers celle-ci. Quand le courant d'appel est envoyé du bureau central sur la ligne téléphonique, la sonnerie BL retentira et en même temps le relais ST attirera en parallèle à travers le condensateur QA. Ce relais est shunté par un redresseur à oxyde métallique MRA qui permet à un relais téléphonique ordinaire de fonctionner d'une manière satisfaisante dans un circuit alimenté par du courant alternatif. En attirant, le relais ST, au contact stl fait attirer le relais A qui a son tour fait attirer le relais B. Ce dernier au contact bl alimente l'électro-aimant SM du commutateur S qui est du type à avancement par poussée, il ne déplace donc pas ses balais lorsque l'électro-aimant attire.
Les contacts interrupteurs sm s'ouvrent cependant et par conséquent le circuit d'alimentation du relais A est déconnecté. Le relais A relâche donc après un court intervalle et à son tour fait relâcher le relais B qui après un court instant fait relâcher l'électro-aimant SM, les balais avancent alors et se placent en position 2. Une polarité positive est alors amenée par 1'intermédiaire du balai S1 pour faire attirer de nouveau le relais A et l'interaction entre les relais A et 3 et l'électro-aimant Si! se poursuit et provoque l'avancement pas à pas des balais dans le banc à une vitesse de l'ordre de 5 pas ou moins par seconde, la vitesse dépendant de l'effet des bagues en cuivre entourant le noyau des deux relais.
Quand les balais du commutateur S atteignent la
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position 25, l'électro-aimant DM du commutateur D est alimenté à travers le balai S2 en parallèle avec l'électro-aimant si± par l'intermédiaire du contact bl et à la libération du relais B le commutateur S avance en position 1 et le commutateur D en position 2. La polarité positive est alors amenée à travers le balai D3 pour faire attirer le relais SS qui au contact ss2 place directement l'enroulement du transformateur R aux bornes de la ligne dans le but de faire cesser l'envoi du courant d'appel au bureau central, au contact ssl il prépare le circuit du relais générateur de tonalités TR.
Le relais ST relâche lorsque cesse l'envoi du courant d'appel mais le commutateur S continue sa course jusqu'à ce que le relais A attire de nouveau en position 1 par l'intermédiaire du balai Dl en position 2. La première rotation du commutateur S est donc utilisée pour donner le temps au préposé à la surveillance de la station de répondre à l'appel téléphonique et de donner verbalement l'information désirée. Mais si on ne répond pas à l'appel pendant cette période pendant la seconde rotation du commutateur S et les suivantes des signaux indicateurs audibles sont envoyés sur la ligne téléphonique entrante de la manière qui sera décrite ci-après.
On peut voir que les bancs des balais S3 et S4 sont câblés vers un bâti pour connexions croisées auquel sont reliés également les contacts de signalisation de l'équipement à contrôler, dans le cas présent, il s'agit de trois disjoncteurs à huile. Pendant chaque rotation du commutateur S le positif pris par les balais S3 ou S4 fait attirer le relais P et puisque le relais SS est attiré le contact pl chaque fois qu'il se ferme fait attirer le relais de tonalité TR par l'intermédiaire de la batterie de piles locale et une tonalité audible est envoyée, par induction à travers les enroulements de la bobine R, sur la ligne et transmise vers l'appelant.
Si le relais P atti
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par l'intermédiaire du balai 85,une impulsion de tonalité sera envoyée pendant tout le.temps que les balais restent dans cette position mais s'il attire par l'intermédiaire du balai S4, la tonalité sera envoyée seulement pendant le temps que le relais A sera attiré, ce temps est environ moitié moindre de celui pendant lequel les balais restent dans chacune des positions.
On supposera par exemple que le code identifiant la station particulière qui a émis le signal comprend trois points ou impulsions courtes de tonalité. Une indication sera alors donnée pour chaque disjoncteur à son tour, une barre ou impulsion longue étant transmise quand un disjoncteur déterminé est enclenché alors qu'un point sera transmis s'il est ouvert.
Le cycle complet pour la sous-station considérée, les premier et troisième disjoncteurs étant enclenchés et le deuxième étant ouvert, sera: - point - point - point - silence - barre - silence - point - silence - barre, ce cycle étant répété un nombre déterminé de fois de la manière qui sera décrite plus tard.
Par conséquent dans le cas présent les contacts 8, 16 et 24 du banc du balai S3 sont connectés aux contacts de signalisation des disjoncteurs en question et les contacts 1, 2,3, 8,16 et 24 du banc du balai S4 sont connectés au positif.
Donc pendant la rotation des balais le relais P attirera par l'intermédiaire du balai S4, pendant que le relais A est attiré, à chacun des trois premiers pas transmettant de ce fait vers l'appelant le signal dtidentification qui consiste en trois impulsions de tonalité. En position 8 puisque le disjoncteur OCB1 est fermé une longue impulsion de tonalité sera transmise, en position 16 puisque le disjoncteur OCB2 est ouvert une courte impulsion sera transmise alors qu'en position 24 une longue impulsion sera transmise puisque le disjoncteur OCB3 est fermé.
On peut voir, d'après la disposition qui vient d'être décrite, que le commutateur S sert à contrôler la période de délai initiale et également l'émission des signaux de super-
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vision. En modifiant simplement les connexions croisées, on peut effectuer un changement quelconque dans la combinaison du code et dans la relation entre la longueur des impulsions longues et des impulsions courtes. Donc en s'arrangeant pour que chaque marquage dans le banc du balai S3 occupe deux contacts interconnectés l'impulsion longue peut être rendue beaucoul plus grande que l'impulsion courte, il faudrait cependant dans ce cas utiliser des balais à extrémités étalées pour éviter toute rupture de l'impulsion pendant le ternes du passage entre deux contacts.
Chaque indication relative à un disjoncteur pourrait de plus être précédée d'un certain nombre d'impulsions courtes correspondant au numéro du disjoncteur ce qui évite toute confusion possible.
Quand le commutateur S après sa deuxième rotation atteint la dernière position, l'électro-aimant DM attire en parallèle avec l'électro-aimant SM comme il a été décrit ci dessus et l'émission par l'intermédiaire du commutateur S sera répétée. Après un nombre quelconque de rotations, déterminé par la connexion réalisée au banc du balai Dl on peut voir que le commutateur D en avançant d'un pas supplémentaire déconnecte le circuit du relais A au balai Dl ce qui arrête le déplacement du commutateur S sur la position 1, mais le commutateur D revient alors en position de repos sous le contrôle d'un circuit à commande propre par l'intermédiaire des contacts restant du banc Dl.
Les relais A, B et SS relâchent ensuite et l'équipement de signalisation à la sous-station revient en position normale et n'envoie plus aucune impulsion vers l'appelant à moins qu'il raccroche et qu'il émette un nouvel appel ou bien si la position d'un des disjoncteurs vient à changer.
La répétition du cycle fournit un moyen de vérification dans le cas où des signaux sont perdus ou mutilés pendant le premier cycle.
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On paut examiner maintenant ce qui se passe quand le préposé se trouve dans la sous-station ; ce cas la sonnerie retentit et le relais ST attire comme précédemment et provoque le fonctionnement du commutateur S de la manière normale, celui-ci avance pas à pas pour donner la période de délai. Si le préposé répond à l'appel avant la fin de cette période le contact de fourche SH établit un circuit en courant continu vers le bureau central et fait cesser ltenvoi du courant d'appel ce qui fait relâcher le relais ST. Le relais CO qui n'attire pas, en série avec la sonnerie et le relais ST, sous l'action du courant d'appel, attire maintenant et connecte le positif au balai D3 en position 1 pour faire attirer le relais P qui au contact p2 coupe le circuit de 1'électro-aimant DM quand le commutateur S atteint la dernière position.
Le commutateur S continue à tourner sous le contrôle des relais A et B jusqu'à ce qu'il atteigne la position 1 où dans ces conditions aucun circuit ne sera fermé pour faire attirer de nouveau le relais A, le commutateur S cesse donc de tourner.
Le préposé pendant ce temps transmet une information verbale à l'appelant. Lorsque la communication est coupée le relais GO relâche et fait relâcher le relais P et l'équipement revient en position normale.
Dans le cas où un des disjoncteurs change de position ses contacts de supervision se ferment et pendant le temps de l'inversion des contacts dans la chaîne du circuit de blocage du relais OCB ce relais relâche. Dans l'autre position des contacts, un circuit de blocage est également préparé pour le relais OCB puisque les contacts sont fermés dans les deux positions du disjoncteur. Le relais OCB en relâchant, au contact ocbl ouvre en un autre point son circuit de blocage et prolonge le positif -'-- travers les balais D2 et S1 en position 1 pour faire attirer le relais A. Ce relais fait démarrer le commutateur S de la manière normale et chaque fois que le relais A
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attire un circuit se ferme pour faire attirer le relais SS par l'intermédiaire du contact fermé a3 et du contact oob2 en position normale.
Le relais.SS fonctionne donc en synchronisme avec le relais A et au contact ss2, l'enroulement gauche de la bobine R est connecté par intermittence aux bornes de la ligne ce qui fait vaciller la lampe d'appel au bureau central. L'opératrice est donc avertie de ce qu'une modification s'est produite dans l'équipement de la sous-station et elle pourra en informer le centre de contrôle. Un appel est alors émis vers cette sous-station de la manière habituelle pour qu'on puisse se rendre compte des conditions existant en ce moment déterminé. Quand le commutateur S atteint la dernière position, l'électro-aimant DM attire par l'intermédiaire du balai S2 et quand le commutateur S arrive en position 1 le commutateur D est amené en position 2 de la manière habituelle.
Le commutateur S commencera un deuxième tour mais le relais SS sera maintenu attiré par l'intermédiaire du balai D3 et le vacillement de la lampe de l'opératrice s'arrêtera mais elle brillera d'une manière continue. Si l'opératrice intervient sur la ligne elle entendra les indications de tonalités transmises sous l'action du relais P. A la fin du nombre déterminé des rotations du commutateur S le commutateur D revient en position de repos et le commutateur S s'arrête en position normale, les relais A, B et SS relâchent. Au contact ss2, le signal d'appel vers le bureau central est supprimé.
On comprendra que si le bureau central est automatique au lieu d'être desservi par une opératrice ainsi qu'on l'a supposé ci-dessus, il ne faudra faire que des modifications minimes à l'équipement pour lui permettre d'envoyer un train d'impulsions correspondant au chiffre 0 ou à un autre code utilisé ordinairement pour appeler une opératrice. De plus l'équipement peut être disposé pour émettre le numéro d'appel
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du centre de contrôle et pour ne transmettre les signaux de tonalité que lorsqu'on répond à l'appel bien que cette carac- téristique augmente quelque peu la complexité et le coût de l'équipement.
Le dispositif générateur de tonalité préconisé ci dessus et utilisant une batterie de piles séparée peut être remplacé par un transformateur dont le secondaire peut être connecté aux bornes de la ligne à volonté et dont le primaire est associé à un relais générateur de tonalité alimenté par la batterie d'alimentation de l'équipement de signalisation.
Fais cependant comme il est nécessaire d'isoler l'équipement haute tension de la ligne téléphonique, comme on l'a montré par une ligne pointillée, un isolement devrait être prévu entre les enroulements du transformateur et cette disposition peut donc se révéler plus coûteuse que la méthode décrite ci dessus.
Le balai S2 et son banc de contacts ne travaillent que dans une position, ils peuvent donc être remplacés par des ressorts actionnés par une came qui seraient prévus pour ne fermer leur contact que lorsque les balais auraient atteint la dernière position.
On remarquera que la supervision ne doit pas rester confinée aux seuls disjoncteurs mais qu'elle peut être arran- gée pour donner des informations relatives aux isolateurs, aux indicateurs, au niveau de l'eau, à la température des en- roulements, aux lectures faites aux appareils de mesure, aux cuves des transformateurs, à l'état des pilotes du système de protection, à l'état des batteries, à la tension, au courant, à la pression de l'eau, aux positions de portes ou de valves,etc.
En faisant varier la fréquence de la toua ou la longueur de la période d'application de la tonalité sur la ligne les signaux audibles peuvent être utilisés pour donner
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des indications de supervision aussi bien quantitatives que qualitatives. De plus le système peut être arrangé de telle sorte que le poste téléphonique de supervision puisse effectuer des tests de l'équipement ou faire fonctionner des appareils au poste appelé et que le résultat de ces opérations puisse être renvoyé vers le poste appelant sous la forme de signaux audibles de supervision.
Le dispositif décrit transmet les signaux audibles un certain nombre de fois mais en variante on peut prévoir que la signalisation puisse être arrêtée lorsqu'un autre appel se présente ou par la transmission d'une tonalité ou de tout autre signal par le poste appelant.
On peut donc voir qu'avec un système établi suivant les termes de l'invention les possibilités de toutes les sous stations qui en sont équipées peuvent être contrôlées de tous les postes d'un réseau téléphonique et par conséquent en cas de dérangement lorsque l'ingénieur du contrôle est occupé, des informations sur l'incident à une certaine sous-station peuvent être obtenues par d'autres ingénieurs faisant usage d'autres postes téléphoniques ce qui aide l'ingénieur du contrôle et diminue le trafic vers son poste de contrôle. De plus l'ingénieur du contrôle en émettant simplement un appel vers une sous-station peut s'assurer de ce que la ligne téléphonique vers la sous-station est bonne ou non ce qui donne un moyen simple et bon marché de test du pilote.
En pratique cet avantage est considérable puisque les sous-stations éloignées peuvent ne pas être surveillées en permanence et que les mesures de sécurité en vigueur peuvent obliger le personnel d'entretien du téléphone à ne pénétrer dans une sous-station que s'il est accompagné par un ingénieur du réseau de distribution d'énergie.