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Dispositif pour déceler des courants dus à des défauts d'isolement.
La présente invention a trait à un dispositif pour déceler les courants dus à des défauts d'isolement dans des réseaux à haute tension, enpartant du fait que tout défaut. d'isolement, même minime et à peine perceptible, provoque une décharge qui à son tour émet des ondes de haute fréquence, lesquelles peuvent être décelées dans un récepteur de haute fréquence relié aux installations à surveiller ou contrôler.
Conformément à l'invention, le récepteur est agencé de telle sorte qu'il se trouve couplé à la partie de l'ins- tallation à essayer et fonctionnant dans des conditions norma- les par l'intermédiaire d'une antenne à haute fréquence; le
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récepteur est accordé sur une onde comprise entre 30 et 300 m. et agit sur un voltmètre thermoionique. Grâce à cette disposition, toute influence d'émetteurs de radio-diffusion, qui autrement pourrait être gênante, est éliminée. D'autre part, on reçoit précisément les fréquences émises par les courants dus au défaut d'isolement. Lors de la mesure, il y a avantage à veiller à ce que le potentiel de grille de la lampe situé dans le circuit voltmétrique soit réglé de telle sorte que l'on obtienne pour toutes les mesures les mêmes conditions initiales.
On peut ainsi observer exactement le comportement des différentes parties de l'installation et les contrôler de temps en temps. Si les condi- tions ne se sont pas modifiées, il faut qu'à chaque mesure de contrôle l'organe indicateur du récepteur à lampes présente la même déviation.
La fig. 1 des dessins annexés montre le schéma d'un appareil conforme à l' invention. La référence 1 désigne un ca- dre récepteur qui agit sur le potentiel de grille d'une lampe à grille-écran 2, dont la grille est reliée à la manière habi- tuelle par l'intermédiaire d'un condensateur variable 3 à la cathode 4. La grille-écran 5 est reliée à la batterie de ten- sion 6, de telle sorte que la grille soit sous une tension po- sitive appropriée, d'environ 60 volts. L'anode 7 de la lampe 2 est reliée, par l'intermédiaire de l'enroulement primaire 8 d'un transformateur à haute fréquence, au pôle positif de la batterie anodique.
L'enroulement secondaire 9 de ce transforma- teur, qui constitue avec le condensateur 10 monté en parallèle un circuit oscillant, est d'une part relié par une bobine de réaction 11 et par un condensateur 12 à l'anode 13 d'une lampe 14, et d'autre part, par un condensateur 15 à la grille 16 de la lampe 14. La grille 16 est par ailleurs reliée à travers une résistance 17 de valeur élevée à la cathode 18.
Le circuit d'anode de la lampe 14 est relié par une inductance 19 à l'enroulement primaire 20 d'un transformateur
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à basse fréquence, puis à la batterie anodique 6, en un point situé aux environs de 50 volts. Il va de soi que l'enroulement est shunté par un condensateur 21 pour compenser les courants à haute fréquence.
L'enroulement secondaire 22 du transformateur à basse fréquence est relié à la grille 23 d'une lampe amplificatrice à basse fréquence 24 dont l'anode 25 est reliée, par l'inter- médiaire de l'enroulement primaire 26 d'un autre transformateur à basse fréquence, au pôle positif de la batterie d'anode. L'en- roulement secondaire 27 de ce transformateur est relié à une autre lampe amplificatrice 28 dont le circuit d'anode contient l'instrument indicateur 29 constitué par un voltmètre ou un ampèremètre ultrasensible. Il va de soi que la lampe 28 peut être omise, si la lampe 23 est utilisée directement pour alimenter l'organe indicateur 29.
Pour pouvoir règler la sensibilité de l'organe indica- teur 29, celui-ci est monté en série avec une résistance 30 shuntée par un condensateur 31.
Afin d'obtenir pour toutes les mesures, des conditions initiales identiques, par exemple pour amener l'indicateur 29 à sa position de zéro, la grille de la lampe 28 située dans le circuit voltmétrique est relié à un potentiomètre 32 traversé par la somme de tous les courants anodiques. A cet effet, ce potentiomètre, monté dans la ligne de liaison de la batterie anodique 6. et de la batterie de chauffage 33 est shunté par un condensateur 34 de capacité préférablement élevée en vue de compenser les courants de haute fréquence.
Pour pouvoir également utiliser l'appareil pour la loca- lisation des sources de parasites influant sur la réception des raddo-diffusions, les condensateurs 3, 10 et 12 peuvent être rendus variables. Dans ce cas, le circuit basse fréquence, c'est à dire le circuit d'anodes de la lampe 24, comporte un écouteur
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téléphonique relié à deux bornes 36 qui normalement sont court- circuitées.
La ligne entre le cadre 1 et la première lampe comporte un commutateur 37 qui est ouvert pendant le réglage de l'organe indicateur 29. Cet artifice permet également de vérifier si la tension des batteries est encore suffisamment élevée et envoie un courant permanent égal pour toutes les mesures dans l'organe indicateur, pour une position déterminée des résistances de com- pensation. Lors de la fermeture du commutateur 37, il faut alors que l'organe indicateur présente la déviation observée lors du dernier contrôle effectué, si les conditions d'isolement ne se sont pas modifiées.
Comme les défauts d'isolement provoquent en général des décharges en aigrette, alors que des décharges luminescentes se produisent même dans une installation parfaitement en ordre, l'organe indicateur 29 sera réglé de telle sorte qu'il ne dévie qu'à partir du moment où il y a des décharges en aigrette, ou de telle sorte qu'il quitte une position préalablement occupée; il est facile de satisfaire à cette condition grâce au rhéostat de compensation 30.
Mais on n'obtient de.mesures comparables que si pour toutes les mesures les conditions de couplage entre l'antenne et l'appareil à essayer d'une part et entre l'antenne et l'appa- reil récepteur d'autre part sont les mêmes; La première condi- tion peut être satisfaite en prévoyant un couplage serré déter- miné, c'est à dire en amenant.le cadre en contact avec l'appa- reil à essayer, ou avec une partie communiquant directement avec cet appareil. C'est ainsi que pour l'essai des isolateurs d'une ligne à haute tension, on mettra le cadre en contact diredt avec le mât et dans une position telle que le plan du cadre soit per- pendiculaire à la direction de la ligne. Un couplage constant de l'antenne 1 et de l'appareil récepteur peut être obtenu en re- liant rigidement le cadre et le récepteur.
Il est particulière- ment avantageux de disposer l'appareil récepteur à l'intérieur de l'espace entouré par le cadre ; il y a intérêt à disposer le
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cadre perpendiculairement au sol par une de ses faces diago- nales pour éviter qu'il n'y ait un couplage trop serré avec la terre. Pour éviter ce couplage, il est de plus avantageux de laisser la pointe du cadre à au moins 3 cm de la surface du sol. Ce résultat peut être obtenu en disposant le cadre et le récepteur dans une boite, elle-même placée par un=.de ses arêtes, sur un caisson destiné à recevoir les batteries.
La fig. 2 montre l'aménagement extérieur d'une ins- tallation de ce genre. Dans cette figure, la référence 40 dé- signe le boîtier du récepteur le long des parois duquel est disposé le cadre et à l'intérieur duquel est logé l'appareil récepteur proprement dit 41. Le boitier 40 repose par son arête sur un caisson 42 destiné à recevoir la batterie anodi- que et la batterie de chauffage. Le boitier 40 est relié par des conducteurs souples 43 au bottier 42, le montage étant amo- vible, grâce à une encoche triangulaire du caisson, pour per- mettre le transport du caisson seul lors de la mesure.
Le dispositif de surveillance conforme à l'invention peut également être utilisé pour la surveillance régulière de stations ou parties de stations, si l'on prévoit, suivant un développement de l'invention, au lieu du cadre, un dispo- sitif de couplage relié à la partie de l'installation à sur- veiller, ce dispositif de couplage étant, le cas échéant , relié¯au dispositif de surveillance proprement dit à l'aide d'un câble sous écran ,il y a avantage à installer le dispo- sitif de surveillance à demeure au poste de commande. Le dispositif de couplage peut être constitué par un fil tendu longitudinalement à travers l'installation.
Des commutateurs @ appropriés permettent alors la connexion de plusieurs anten- nes en fil, de sorte qu'un seul dispositif de surveillance per- met de contrôler d'une façon continue les conditions d'isole- ment de plusieurs parties d'une installation.
Dans les installations à l'air libre, il peut être avantageux d'éviter le fil tendu qui peut être mis sous haute
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tension en cas de chute de la ligne et peut de ce fait devenir une source de danger, même en cas d'interposition des conden- sateurs d'isolement; il est donc particulièrement avantageux, notamment, dans le cas d'installations à l'air libre, de cou- pler le dispositif de surveillance à la ligne neutre d'une réactance de mise à la terre. Grâce à cette disposition, on pourra déceler des défauts non seulement au poste même, mais encore dans des parties voisines.
Il est également possible de surveiller l'état des câbles venant des machines à l'aide du même dispositif. On dis- posera dans ce cas à faible distance des câbles venant des ma- chines un câble souterrain relié au dispositif de surveillance 1 de la même manière que les antennes précitées.
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Device for detecting currents due to insulation faults.
The present invention relates to a device for detecting the currents due to insulation faults in high voltage networks, starting from the fact that any fault. isolation, even minimal and barely perceptible, causes a discharge which in turn emits high-frequency waves, which can be detected in a high-frequency receiver connected to the installations to be monitored or controlled.
In accordance with the invention, the receiver is arranged such that it is coupled to the part of the installation to be tested and operating under normal conditions via a high frequency antenna; the
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receiver is tuned to a wave between 30 and 300 m. and acts on a thermionic voltmeter. Thanks to this arrangement, any influence of broadcast transmitters, which otherwise could be troublesome, is eliminated. On the other hand, we receive precisely the frequencies emitted by the currents due to the insulation fault. During the measurement, it is advantageous to ensure that the gate potential of the lamp located in the voltmeter circuit is adjusted so that the same initial conditions are obtained for all the measurements.
It is thus possible to observe exactly the behavior of the different parts of the installation and to check them from time to time. If the conditions have not changed, the indicating device of the lamp receiver must show the same deviation for each test measurement.
Fig. 1 of the accompanying drawings shows the diagram of an apparatus according to the invention. Reference 1 designates a receiving frame which acts on the gate potential of a grid-screen lamp 2, the gate of which is connected in the usual way via a variable capacitor 3 to the cathode. 4. Screen grid 5 is connected to voltage battery 6 so that the grid has an appropriate positive voltage, of about 60 volts. The anode 7 of the lamp 2 is connected, via the primary winding 8 of a high frequency transformer, to the positive pole of the anode battery.
The secondary winding 9 of this transformer, which together with the capacitor 10 mounted in parallel constitutes an oscillating circuit, is on the one hand connected by a reaction coil 11 and by a capacitor 12 to the anode 13 of a lamp. 14, and on the other hand, by a capacitor 15 to the grid 16 of the lamp 14. The grid 16 is moreover connected through a resistor 17 of high value to the cathode 18.
The anode circuit of the lamp 14 is connected by an inductor 19 to the primary winding 20 of a transformer
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at low frequency, then to the anode battery 6, at a point located around 50 volts. It goes without saying that the winding is shunted by a capacitor 21 to compensate for the high frequency currents.
The secondary winding 22 of the low frequency transformer is connected to the grid 23 of a low frequency amplifier lamp 24, the anode 25 of which is connected, through the intermediary of the primary winding 26 of another transformer. at low frequency, to the positive pole of the anode battery. The secondary winding 27 of this transformer is connected to another amplifier lamp 28, the anode circuit of which contains the indicator instrument 29 consisting of a voltmeter or an ultra-sensitive ammeter. It goes without saying that the lamp 28 can be omitted, if the lamp 23 is used directly to power the indicator member 29.
In order to be able to adjust the sensitivity of the indicator member 29, the latter is connected in series with a resistor 30 shunted by a capacitor 31.
In order to obtain identical initial conditions for all the measurements, for example to bring the indicator 29 to its zero position, the gate of the lamp 28 located in the voltmeter circuit is connected to a potentiometer 32 crossed by the sum of all anode currents. To this end, this potentiometer, mounted in the connecting line of the anode battery 6 and of the heating battery 33 is shunted by a capacitor 34 of preferably high capacity in order to compensate for the high frequency currents.
In order to be able also to use the apparatus for locating the sources of interference influencing the reception of radio broadcasts, the capacitors 3, 10 and 12 can be made variable. In this case, the low frequency circuit, that is to say the anode circuit of the lamp 24, comprises an earphone
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telephone connected to two terminals 36 which are normally short-circuited.
The line between frame 1 and the first lamp comprises a switch 37 which is open during the adjustment of the indicator member 29. This device also makes it possible to check whether the voltage of the batteries is still sufficiently high and sends an equal permanent current for all. the measurements in the indicating member, for a determined position of the compensation resistors. When the switch 37 is closed, it is then necessary for the indicator member to present the deviation observed during the last check carried out, if the isolation conditions have not changed.
As insulation faults usually cause a tassel discharges, whereas glow discharges occur even in a perfectly clean installation, the indicator member 29 will be adjusted so that it does not deviate until the moment where there are egret discharges, or so that it leaves a previously occupied position; it is easy to satisfy this condition thanks to the compensation rheostat 30.
However, comparable measurements are only obtained if, for all the measurements, the coupling conditions between the antenna and the apparatus to be tested on the one hand and between the antenna and the receiving apparatus on the other hand are the same; The first condition can be satisfied by providing a determined tight coupling, that is to say by bringing the frame into contact with the apparatus to be tested, or with a part communicating directly with this apparatus. Thus, for the test of insulators of a high voltage line, the frame will be placed in direct contact with the mast and in a position such that the plane of the frame is perpendicular to the direction of the line. A constant coupling of the antenna 1 and the receiving apparatus can be obtained by rigidly connecting the frame and the receiver.
It is particularly advantageous to arrange the receiving apparatus within the space surrounded by the frame; it is in the interest of having the
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frame perpendicular to the ground by one of its diagonal faces to avoid there being too tight a coupling with the ground. To avoid this coupling, it is more advantageous to leave the point of the frame at least 3 cm from the surface of the ground. This result can be obtained by placing the frame and the receiver in a box, itself placed by a =. Of its edges, on a box intended to receive the batteries.
Fig. 2 shows the exterior layout of an installation of this type. In this figure, the reference 40 designates the receiver box along the walls of which the frame is arranged and inside which the actual receiver device 41 is housed. The box 40 rests by its edge on a box 42. intended to receive the anode coil and the heating coil. The box 40 is connected by flexible conductors 43 to the box 42, the assembly being removable, thanks to a triangular notch in the box, to allow the box to be transported alone during the measurement.
The monitoring device according to the invention can also be used for the regular monitoring of stations or parts of stations, if provision is made, according to a development of the invention, instead of the frame, for a connected coupling device. to the part of the installation to be monitored, this coupling device being, if necessary, connected to the monitoring device itself by means of a cable under screen, it is advantageous to install the device. permanent monitoring station at the control station. The coupling device may consist of a wire stretched longitudinally through the installation.
Appropriate switches @ then allow the connection of several wire antennas, so that a single monitoring device can continuously monitor the isolation conditions of several parts of an installation.
In open air installations, it may be advantageous to avoid the taut wire which can be put under high
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voltage in the event of a drop in the line and can therefore become a source of danger, even if the insulation capacitors are interposed; it is therefore particularly advantageous, in particular, in the case of installations in the open air, to couple the monitoring device to the neutral line of an earthing reactor. Thanks to this arrangement, it will be possible to detect faults not only at the station itself, but also in neighboring parts.
It is also possible to monitor the condition of cables coming from machines using the same device. In this case, an underground cable connected to the monitoring device 1 in the same way as the aforementioned antennas will be placed at a short distance from the cables coming from the machines.