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BREVET D'INVENTION Appareil de mesure d'isolement électrique
Invention Claude BUCHHOLTZER
Société Anonyme dite
COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE
La présenteinvention se propose de fournir un appareil perfectionne destina à mesurer l'isolement des réseaux électri- ques à neutre isolé. Cet appareil peut donner en permanence une mesure de l'isolenent du roseau surveilla, et, associé à un circuit à seuil, il permet, lorsque l'isolement tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée à 1'avance, d'actionner des circuits de commande et de signalisation.
On a déjà construit des appareils de même destination, mais ce sont généralement de simpleschomètres dont l'utilisation est peu aisée en cas de changement de calibre. On a aussi déjà fabriqua des appareils de déclenchement à seuil unique, ne possédant pas d'organes de lecture d'isolement.
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L'appareil suivant l'invention, est caractérisa notamment en ce qu'il comprend la combinaison de noyons pour injecter un courant continu dans le réseau dont l'isolement est à surveiller, 'de noyons pour filtrer la tension alternative du réseau, de soyons pour donner la lecture de l'isolement correspondant au courant injecte avec une échelle réduite, valable pour les . différents calibres de l'appareil correspondant à différente niveaux d'isolement, et de moyens pour donner un niveau de détection destiné à actionner des circuits de commande et de signalisation, ledit niveau étant fixé une fois pour toutes quel que soit le calibre pour une valeur d'isolement dangereuse déterminée à l'avance.
Selon une autre caractéristique, le courant continu précité est engendré par une source de courant oontinu disposée en série aveo des moyens de mesure du courant et les moyens de filtrage précités.
Selon une autre caractéristique, les moyens de mesure du courant précité sont notamment constitues par un appareil du
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type galvanomètre, notamment un microampère être qui donne la lecture de la valeur ohmique do l'isolement da réseau en "valeur réduite" sur une échelle unique, quel que soit le oali- bre, autrement dit ledit appareil donne le rapport de la résis- tance d'isolement du réseau à une résistance affichée pour chaque calibre, une telle lecture étant obtenue grâce à des commutations de résistance permettant d'obtenir un rapport constant entre la résistance des moyens de mesure, la résis- ' tanoe des moyens de filtrage et la résistance de l'isolement du réseau affichée par le choix d'un calibre.
Selon une autre caractéristique, un circuit à seuil est branché en un point ou. par le jeu des commutations précitées
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la tensi*on, prend Ul1e "valeur "définie 'pour' une vt1J.e'Xt'
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donnée du rapport de la résistance d'isolenent du réseau à la résistance d'isolement affichée pour chaque calibre, notamment ; le circuit à seuil est branché aux bornes de l'appareil de nesure ,du courant précité ou en son absence aux bornes d'une résistance''équivalente, et ledit circuit à seuil déclenche des appareils de commande et de signalisation.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront ôeallenent àe la description suivante d'exemples de réalisation donnés à titre purement illustratif et nullenent limitatif de '!'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 explique connont l'appareil est inséré dans le réseau à surveiller, - la figure 2 représente le schéma d'un mode de réali- sation de l'appareil suivant l'invention, - la figure 3 représente le sohéna d'un autre mode de réalisation.
Sur la figure 1, un r6seau basse tension 2 à neutre isolé, sorti ou non, est alimenté par un réseau noyenne tension
1. L'appareil de mesure d'isolement 3 injecte un courant qui se referme par la résistance d'isolement du réseau sohénatiséeon 4.
Sur la figure 2, qui décrit le schéma d'un appareil con- forme a l'invention, la résistance d'isolenent du réseau est schématisée en 4 et elle est alimentée par une source de tension continue 9. Le courant continu ainsi engendré est mesuré par un micreampèremètre 6 muni d'un shunt 11 à plusieurs calibres. Pour diminuer la composante de courant alternatif tra- versant l'appareil, un filtrage est prévu au noyen d'une self 5 en. série et d'une capacité 8 en parallèle.
Pour filtrer la fré- quence industrielle (50 ou 6J périodes) la self doit être importante et sa résistance en continu n'est pas négligeable
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De plus, cette résistance est utile pour protéger le micro- ampèremètre qui est sensible par définition, au cas où, par suite d'un court-circuit franc, le courant continu serait très important, Sans précautions spéciales, l'appareil'mesurerait.' la somme de la résistance d'isolement du réseau et de la résis- tance de la self précitée. En mesurant une fois pour toutes la-, résistance de la self, on peut déduire la résistance d'isolement.
1--lais à chaque changement de calibre, la graduation du microam- pèremètre devrait être modifiée, la répartition de la tension entre shunt 11, self 5 et résistance d'isolement 4 variant,
Suivant l'invention, lorsque la résistance d'isolement . du réseau change d'ordre de grandeur et par suite, lorsque le calibre de 1'appareil/change, une résistance additionnelle 10 fait varier proportionnellement la résistance de la self 5.
Pour fixer les idées, on peut adopter une chute de tension continue égale dans la résistance d'isolement du réseau, dans la self et ses résistances, dans le microampèremètre et son shunt, pour une valeur donnée de l'isolement du réseau corres- pondant par exemple au calibre indiqué sur l'appareil. Un ,circuit à seuil peut être placé en 16. Par exemple, on peut déclencher-ce circuit lorsque, la résistance d'isolement est '..'égale à la résistance affichée. Dans l'exemple précédent la '.tension.en 16 sera alors égale aux 2/3 de la tension d'alimen- talion 9.
Deux résistances 7 et 19 permettent d'ajuster simultanément '-le calibre du microampèremètre et sa résistance.
Ce circuit présente donc les avantages d'une lecture immédiate sur''une même échelle .quel due soit le chlibre par suite de la mesure en valeur réduite?
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Le cadran peut comporter une zone rouge correspondant aux valeurs d'isolement dangereuses et avertir aux moindres frais un personnel môme non spécialisa de l'existence d'un danger.
Pour tous les calibres, lorsque cotte zone sera atteinte, la tension aux bornes du microampèremètre sera la même. Il est donc possible de plaoer un circuit seuil à ces bornes, sans avoir à effectuer le réglage de ce circuit pour les différents calibres. Pour un réglage donné, le circuit à seuil sera déslen- ohé quand le rapport de la résistance d'isolement à la résis- tance affichée atteindra la,valeur considérée cornue dangereuse.
Cependant, deux inconvénients sont inévitables, à savoir d'abord la nécessité de deux commutations imposées.par le shunt du microampèremètre et par la résistance additionnelle de la self, ensuite la variation de la constante de tempe du circuit. En effet, selon les calibres imposés par la valeur de la résistance d'isolement 4, la constante de temps due au filtre peut varier dans un rapport de 1 à 20 si la résistance d'isolement varie dons un rapport de 1 à 50, par exemple si elle passe de 500 ohms à 25.000 ohms.,
L'appareil dont le schéma est représenté figure 3, permet de remédier à ces inconvénients.
Il se compose d'éléments identiques à ceux de la figure 2, repérés par les mêmes numéros,
Suivant l'invention, le microampèramètre 6 est shunté par un shunt universel spécial à tension constante 12. Ce shunt est tout d'abord constitué de résistances telles que 13 suivant le schéma classique du shunt universel, Mais, en série avec les prises, sont disposées des résistances telles que 14 de valeur convenablement choisie pour obtenir aux points tels que 17 une tension constante pour les différents calibres,
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En se reportant à l'exemple précédent, si la valeur de la résistance d'isolement est égale à la résistance de la self plus sa résistance d'appoint,
la tension se repartira également entre les deux résistances précitées et le shunt 12.
Le shunt est calcule pour que la même condition soit respectée sur toutes ses prises telles que 17 correspondant aux différents calibres.
Comme précédemment, si la résistance additionnelle de - la self 5 varie convenablement, la mesure se fait en valeur réduite, avec précision identique pour tous les calibres, même échelle, et même seuil. Un circuit à seuil peut donc être bran. ohé en 16 et réglé une fois pour toutes.
Conformément a l'invention, les résistances additionnel- les telles que 15 -de la self 5 sont disposées, pour chaque calibre, en série avec les' résistances telles que 14. On peut ainsi obtenir une résistance unique branchée entre la prise du shunt universel classique et la prise telle que 18,
Il n'y a plus qu'une commutation à réaliser à chaque changement de calibre et elle peut ôtre tout simplement obtenue par un cavalier.
Pour des variations de la résistance d'isolement du réseau 4, dans des proportions de 1 à 50, comme de 500 à 25.000 ohms, la constante de temps de l'appareil varie de 1 à
1,3. Un tel résultat est obtenu grâce à la configuration du shunt 12 qui donne pour le circuit une impédance pratiquement- constante vue des bornes de la capacité.
Bien entendu, on ne sortirait pas du cadre de la présente invention en remplaçant certains éléments par des équivalents.
En particulier les circuits décrits peuvent être combinés avec tout circuit à seuil adéquat.
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. En outre, l'invention couvre également le cas où l'appareil donnant la lecture de l'isolement serait supprimé et remplacé par une résistance et où les dispositions selon l'invention seraient utilisées pour alimenter uniquement un circuit à seuil avec l'avantage d'un réglage unique pour diffé- rents calibres. De même, le circuit à seuil peut être éventuel- lement supprimé si l'appareil ne sert pas à déclencher des organeb de protection.