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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "Tableaux lumineux" Monsieur Egbert de Mulinen, 27, Sonnenbergstrasse, ENNETBADEN (Suisse).
Faisant l'objet d'une première demande de brevet déposée en SUISSE, le 2 mars 1944, N 90 196.
Sur les tableaux lumineux indicateurs de connexions connus, les tronçons de lignes, barres collectrices, interrupteurs, disjoncteurs ou sectionneurs, et appareils similaires de l'installation intéressée sont représentés séparément. On obtient donc, jusqu'à la forme des différents symboles, ,une image exacte de l'installation, que tous les éléments de cette installation soient éclairés ou qu'ils soient partiellement peints sur le tableau.
Cette présentation complète, et facile à embrasser d'un seul coup d'oeil peut cependant être facilement embrouillée lorsqu'il s'agit d'installations plus grandes comportant plusieurs stations, de nombreuses lignes et des lignes de couplage, de tronçons de coupure, etc... Bien que pour des raisons d'encombrement, ces cas imposent la nécessité de réaliser un tableau lumineux plus simple, clair et indiquant malgré cela tous les états essentiels de connexion et de fonctionnement. Ces conditions se présentent non seulement dans les installations du genre électrique, mais également partout où il s'agit de la représentation d'installations compliquées thermiques ou d'installations de transport.
Dans tous ces cas, la dépense en moyens techniques de connexion est également très élevée par le fait que la représentation de chaque élément de l'installation sous forme de symbôles lumineux exige en général, pour chacun de ces symboles, un organe de commande spécial pour le maintien de l'état de connexion, et pour permettre la déduction
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de toutes les combinaisons en matière de connexion.
La présente invention est relative à un tableau lumineux indicateur de connexions pour la représentation d'installations comportant des interrupteurs et similaires, ainsi que des tronçons de lignes. Elle se caractérise par la disposition de symboles lumineux réunissant la représentation d'au moins deux éléments de l'installation ayant des fonctions différentes. Par exemple, on peut réunir en un seul symbole un interrupteur de ligne avec au moins une fraction de la ligne qui s'y rattache. Dans les installations thermodynamiques, cet interrupteur est remplacé par une soupape équivalente. On peut également réunir en un seul symbole, par exemple, un générateur de puissance, ou un appareil consommateur, avec une fraction de la ligne qui s'y rattache.
On peut réunir avec avantage un nombre supérieur à deux 'éléments d'une installation, par exemple, lorsqu'il s'agit de reproduire un générateur de' puissance, l'interrupteur de puissance qui s'y rattache et le tronçon de ligne qui s'y raccorde. Dans tous ces cas il est essentiel que l'identification du symbole lumineux en question soit fonction de l'état de connexion de tous les éléments de l'installation représentés par le symbole.Pour les interrupteurs ces états de connexion ne sont en général qu'au nombre de deux, c'est-à-dire l'état de fermeture et l'état d'ouverture.
Pour les lignes, il s'agit de savoir si elles sont sous tension ou non ; dans les installations thermodynamiques, le tableau doit indiquer si les conduites sont sous pression ou non, pour les machines et similaires, si ces machines sont en fonctionnement ou non. Pour les états de transition, la question est de reproduire l'état de démarrage d'une machine, la mise à la terre d'un tronçon de ligne, et similaires.
En général, il suffit que les symboles lumineux ne donnent des indications différentes que pour des états de fonctionnement .bien définis. Par exemple, dans la combinaison d'un interrupteur avec un tronçon de ligne, quatre états sont possibles, à savoir : interrupteur ouvert - ligne sans tension, interrupteur ouvert, - ligne sous tension, interrupteur fermé - ligne sans tension, interrupteur fermé - ligne sous tension. Pour le chef de service il suffit en général que le symbole indique le premier et le dernier cas par une lumière de couleur différente, par exemple. En effet, dans le premier cas l'installation est hors de fonctionnement et, dans le dernier cas, cette installation se trouve en plein fonctionnement. Pour faciliter la lecture du tableau lurnineux, il est souvent avantageux que l'état de repos total soit indiqué par des symboles non éclairés.
Pour ce cas, on emploierait donc dans l'exemple cidessus les deux indications : éclairage et non-éclairage. Mais alors
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il est fréquemment nécessaire d'indiquer l'état de transition entre les états de repos total et de fonctionnement des éléments de l'installation représentée par le symbole, par un moyen d'identification spécial, par exemple un feu à éclipses ou clignotant ou une lumière de couleur spéciale. Lorsque l'état de non-fonctionnement total est indiqué par des symboles non éclairés, une erreur peut résulter du fait que les lampes d'éclairage, si elles sont en panne, ne font pas apparaître les indications montrant l'état de fonctionnement.
Dans ces installations simplifiées, il serait donc nécessaire de prévoir un dispositif de secours permettant à volonté le contrôle des états de non-fonctionnement et, ou de transition des différents éléments de l'installation. Ce contrôle pourrait consister dans le fait qu'à chaque station serait attribuée une touche de sélection, dont l'abaissement éclairerait par exemple d'un feu clignotant tous les symboles non éclairés de la station. Le non-fonctionnement de ce feu clignotant indiquerait immédiatement au chef de service la panne de l'installation d'éclairage.
Le dessin annexé représente deux modes de réalisation différentes de l'invention. La Fig. la¯ indique le schéma de connexion usuel d'une ligne de dérivation 3, reliée à la ligne 1 par l'inter- médiaire d'un interrupteur 2. Dans un mode de réalisation connu du tableau lumineux indicateur, tous ces éléments de l'installation seraient identifiés par les symboles 4,5, 6 de la Fig. lb. Le symbole lumineux rectangulaire 5 serait donc attribué à l'interrupteur 2 et, suivant l'état de connexion, il serait éclairé de deux couleurs différentes, par exemple.
Or, suivant l'invention, les deux éléments 2 et 3 de l'installation, ayant des fonctions différentes, l'un étant l'interrupteur 2 et l'autre représentant au moins une fraction de la ligne 3, sont représentés par le symbole lumineux commun 8 (Fig. lc), par exemple sous la forme d'un tronçon de ligne, Dans ce mode de représentation, 7 indique la ligne principale 1 ou 4. La simplification de l'image ressort déjà de ce petit détail que les symboles sont tout d'abord réduits de trois à deux.
La Fig. 2a représente le schéma de connexion d'une station d'interruption compliquée, comportant la barre collectrice-21, le transformateur 23 connecté par un interrupteur 22, et les deux branches de dérivation 25 connectées par les interrupteurs 24.
Suivant l'invention, cette reproduction se réduit à celle de la Fig. 2b. L'interrupteur 22 et son tronçon de ligne allant au transformateur sont représentés parole symbole 27,le transformateur par le Symbole 28, et les deux branches de dérivation, avec leurs interrupteurs, par les symboles 29. La station d'interruption, ou sa barre collectrice, sont représentées dans ce cas par un symbole
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26 éclairé ou simplement peint sur le tableau. Ce symbole peut être constitué par une surface ou,, avantageusement, par une ligne en polygone fermé.
Dans un autre mode de réalisation, suivant la Fig. 3a, une génératrice 31, alimentant par l'intermédiaire d'un interrupteur 32 la ligne 33, est représentée par l'unique symbole éclairé 34 de la Fig. 3b ou par le symbole 37 de la Fig. 3c. Si la même installation comporte d'autres génératrices, on préférera la représentation d'après la Fig. 3b, dans laquelle 35 désigne l'ensemble des barres collectrices. Mais s'il s'agit d'une station ne comportant .-'.qu'une seule génératrice que doit reproduire le tableau lumineux indicateur, il sera préférable, d'après la Fig. 3c, d'éclairer le tronçon de ligne 37 et de se contenter de peindre la génératrice 36 ou la station 38 sur le tableau.
La simplification de la représentation devient particulièrement surprenante pour les installations de connexion plus compliquées par exemple d'après la Fig. 4a. Celle-ci montre un système à deux barres collectrices 41 duquel partent plusieurs branches de dérivation 42, ainsi que des branches de dérivation 43 pouvant être connectées à volonté aux deux barres collectrices par les interrupteurs 44.45 représente l'interrupteur de couplage usuel pour les deux barres collectrices. Dans ce cas, il est avantageux de représenter chacune des deux barres par un trait en polygone fermé 46, auquel sont raccordées les lignes partant dans les directions voulues. Les symboles 47 représentés par la Fig. lc indiquent les branches de dérivation 42.
Les lignes 43, que l'on peut connecter à volonté aux deux barres collectrices, sont représentées par les symboles en plusieurs parties 48, 49 ou 48, 50, pour lesquels l'identification est la même pour au moins deux éléments, c'est- à-dire pour la ligne 48 et, à volonté, pour les fractions de symbole 49 et 50. Cette coïncidence ne se retrouve pas dans la représentation usuelle de ces branches de dérivation où, au contraire, les symboles 49 et 50 correspondent chacun à un interrupteur, tandis que le symbole séparé 48 représente la ligne.
La Fig. 5 montre le tableau lumineux indicateur d'une installation comportant les stations A, B et C. Dans ce cas, les barres collectrices sont représentées sous une forme circulaire de sorte que les lignes 52, 53, 54 peuvent être droites et partir dans des directions quelconques. Une fraction de la ligne 54 correspond avec les symboles 55 et 56 aux symboles 48,49 et 50 de la Fig. 4b. L'interrupteur de couplage 59, réunissant les deux barres collectrices 57, peut ëtre placé en un point quelconque, comme le symbole 51 de la Fig. 4b. 58 correspondrait dans ce cas à une simple ligne de prélèvement.
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Dans ces installations, la puissance est généralement produite dans quelques stations seulement. Sinon, et si la totalité de la puissance est centralisée dans un réseau plus compliqué, il faut prévoir plusieurs lignes d'alimentation principales. Dans ces cas, il convient fréquemment de distinguer les uns des autres les différents points ou lignes d'alimentation par des couleurs différentes, et d'éclairer en une même couleur des lignes de dérivation alimentées par ces points ou ces lignes principales. Ceci exige que l'identification des symboles de ces parties de réseau soit indépendante, non seulement de l'état de connexion des éléments de l'installation représentés par le symbole, mais également de l'état des parties voisines de l'installation.
En supposant que les stations A et C constituent deux de ces points d'alimentation, le tronçon de ligne 58, suivant que la barre collectrice 57 correspondante serait directement connectée à l'une ou à l'autre station, devrait s'éclairer dans la couleur correspon- dant. à cette station.
La Fig. 6 montre de quelle manière devrait être exécutée la connexion de cette partie simplifiée du tableau de connexion.
Les symboles éclairés 61 et 63 ainsi que le symbole 62 de la station qui, par exemple, est simplement peint, représentent un train de conducteurs continu avec une station intermédiaire. Le symbole 61 réunit la ligne et l'interrupteur qui la sépare de la station 62.
Les lampes d'éclairage indiquées sur le dessin dépendent, suivant l'invention, de l'état de connexion des deux parties de l'installation. Donc, si l'interrupteur est fermé, les contacts 68 du relais auxiliaire 64 se rattachant à l'interrupteur sont également fermés.
Si, d'autre part, la ligne reçoit de la tension de l'un ou de l'autre côté, une tension auxiliaire correspondante arrive aux lampes sous forme de tension d'éclairage, par l'intermédiaire du dispositif de contact supérieur 68. Si la tension du réseau vient de la gauche, la tension d'éclairage correspondante arrive par l'intermédiaire de l'interrupteur auxiliaire 65, par la ligne 66 indiquée en pointillé et le dispositif de contact supérieur, aux lampes du symbole en question. Mais si la tension vient de la droite, le courant excite le relais 70 se rattachant au deuxième interrupteur de la station et la tension d'éclairage peut arriver aux lampes d'éclairage par la droite, en venant de la direction 71, par l'intermédiaire du dispositif de contact inférieur du relais 70, et les dispositifs de contact inférieur et supérieur de relais 64.
Si l'interrupteur et le relais 70 qui s'y rattache sont hors circuit, l'arrivée d'une tension d'éclairage venant de la droite est manifestement exclue.
A l'aide de l'interrupteur 65, il est également possible
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d'alimenter les lampes d'éclairage avec un courant de clignotement, par exemple, pour un état de connexion spécial. Ceci convient, par exemple, si, avant l'opération de connexion proprement dite, on désire vérifier son effet. Pour obtenir un tracé préalable des éléments de l'installation à mettre sous tension, il est usuel d'introduire dans ces parties tout d'abord un courant de clignotement qui permet à l'opérateur de se rendre compte de la portée de l'opération de connexion qu'il doit exécuter.
Ce n'est qu'ensuite qu'on exécute l'opération de connexion projetée, et la lumière clignotante est transformée en lumière permanente, ce qui indique que l'état de fonctionnement désiré est réalisé. 'En général, ce passage est obtenu automatiquement par le fait que l'interrupteur 65 est amené dans la position correspondante. Lorsque l'interrupteur 65 est fermé et lorsque la tension du réseau est appliquée de la gauche au point de connexion 62, il est seulement possible que le symbole 63 soit éclairé par la gauche.
Pour exécuter des opérations de connexion avec l'élément 61,62, 63 de l'installation, il convient de vérifier la position des interrupteurs, ou des relais 69 et 70 qui s'y rattachent, les états de transition n'étant pas indiqués spécialement dans ce cas.
Ceci est effectué, par exemple, à l'aide d'une tension de clignotement, amenée par la ligne 72. On peut facilement se rendre compte de ce que cette tension de clignotement doit éclairer les symboles, dont l'interrupteur se trouve dans la position de fermeture. Dans l'exemple représenté, le courant de clignotement arrive par la ligne 74 et un sélecteur rotatif réglable à volonté 73, sur la ligne 72 de la station. Au lieu de régler à l'aide du sélecteur rotatif, on peut également réaliser le contrôle à l'aide de contacteurs à boutons ou une manoeuvre similaire. Pour vérifier l'état de la lampe d'éclairage dans ce cas, on doit l'alimenter directement avec une tension de clignotement de contrôle spéciale d'une manière non représentée sur le dessin.