FR2664059A1 - Dispositif de reperage des phases d'un reseau de distribution d'electricite polyphase basse tension. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de repérage des phases d'un réseau de distribution d'électricité polyphasé basse tension. Le dispositif comprend des moyens (1) d'émission sur chaque phase d'un signal d'indentification codé et des moyens (2) de réception pour chaque phase du signal d'identification codé permettant de détecter le signal d'identification codé précité. Des moyens d'identification de chaque phase sont prévus à partir du signal d'identification codé reçu et détecté. Application à la maintenance et à la gestion des réseaux de distribution d'électricité en basse tension.

Description

Dispositif de repérage des phases d'un réseau de distribution d'électricité polyphasé basse tension
La présente invention est relative à un dispositif de repérage des phases d'un réseau de distribution d'électricité polyphasé basse tension, le réseau étant sous tension ou hors tension.

Actuellement, pour repérer les phases d'un câble de réseau de distribution d'électricité polyphasé basse tension, du type câble torsadé isolé par exemple, le câble doit être consigné et isolé de tout récepteur, les phases étant repérées au moyen d'une pile, d'un ohmetre ou d'un dispositif analogue.

Une autre méthode peut consister à mettre tour à tour les phases hors tension ou sous tension suivant que le câble est en exploitation ou en cours de réception.

Cette dernière méthode, bien que parfois utilisée, n'est pas recommandée, notamment en raison des risques provoqués par l'apparition de déséquilibres sur le réseau pendant les essais correspondants.

La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'un dispositif de repérage des phases d'un réseau de distribution d'électricité polyphasé basse tension, le repérage pouvant être effectué le réseau étant sous tension ou hors tension. Le dispositif de repérage des phases d'un réseau de distribution d'électricité polyphasé basse tension, objet de la présente invention, est remarquable en ce qu'il comprend des moyens d'émission sur chaque phase d'un signal d'identification codé et des moyens de réception, pour chaque phase, du signal d'identification permettant de détecter ce signal. Des moyens d'identification de chaque phase sont prévus pour effectuer cette identification à partir du signal d'identification codé reçu et détecté.

Le dispositif de repérage des phases d'un réseau de distribution d'électricité polyphasé basse tension selon la présente invention peut avantageusement être utilisé par les services d'entretien et de gestion des réseaux de distribution d'électricité basse tension pour assurer l'équilibrage des réseaux basses tensions en l'absence de mise hors tension de ces derniers, avec une amélioration correspondante de la qualité des services et une meilleure gestion du parc des transformateurs
MT/BT. I1 permet également d'assurer un repérage des extrémités d'un câble sous tension ou hors tension.

Le dispositif objet de la présente invention sera décrit de manière plus détaillée en liaison avec la description ci-après et les dessins dans lesquels
- la figure 1 représente un schéma général re
présentatif du dispositif objet de la présente
invention,
- la figure 2a représente un schéma fonctionnel
des moyens émetteurs constitutifs du disposi
tif objet de la présente invention,
- la figure 2b représente un schéma fonctionnel
des moyens récepteurs constitutifs du disposi
tif objet de la présente invention,
- la figure 2c représente un chronogramme des
différents signaux de code émis pour chaque
phase d'un réseau de distribution d'électrici
té triphasé basse tension,
- la figure 3 représente le schéma d'un mode de
réalisation donné à seul titre d'exemple d'un
émetteur de code conformément à l'objet de la
présente invention,
- la figure 4 représente le schéma d'un mode de
réalisation donné à seul titre d'exemple d'un
récepteur de code conformément à l'objet de la
présente invention.

Le dispositif de repérage des phases d'un réseau de distribution d'électricité polyphasé basse tension objet de l'invention sera décrit de manière plus détaillée en liaison avec la figure 1.

Conformément à la figure précitée, le dispositif selon l'invention comprend des moyens 1 d'émission sur chaque phase notée P1, P2, P3 d'un signal d'identification codé. Les signaux successifs codés sont notés CO1,
C02, C03 sur la figure 1. En outre, le dispositif selon l'invention comprend des moyens 2 de réception pour chaque phase du signal d'identification codé permettant de détecter le signal d'identification codé précité. Sur les moyens 2 de réception sont prévus des moyens notés 251, 261, 271 d'identification de chaque phase à partir du signal d'identification codé reçu et détecté.On notera bien sur que, au niveau du récepteur 2, les phases sont notées P car, notamment au niveau des câbles de réseau de distribution basse tension, en particulier les câbles torsadés, il n'est pas possible de déterminer l'ordre des phases P1, P2, P3 en dehors de la mise en oeuvre des procédés utilisés jusqu'à ce jour ainsi que décrit dans l'introduction à la description.

Bien entendu, les moyens 1 d'émission permettent l'émission d'un signal d'identification codé consistant en une pluralité de codes distincts, les codes Col, C02,
C03 précités, un code étant associé à une phase du réseau polyphasé. Ainsi, l'émetteur émet sur le réseau 50
HZ et l'émetteur 1 est relié au réseau précité par l'intermédiaire de trois conducteurs de liaison, les trois conducteurs pouvant être munis d'un repérage de couleur par exemple vert, jaune, rouge respectivement pour les phases P1, P2, P3. En outre, l'émetteur 1 est relié au neutre du réseau.

On comprendra bien sûr en ce qui concerne le récepteur 2 que celui-ci comporte une connexion sur l'une des phases P précitées, les moyens d'identifica- tion 251, 261, 271 permettant l'émission d'un signal lumineux de couleur correspondant à la phase P1 ou P2 ou
P3 considérée selon le signal de code CO1, C02 ou C03 détecté et selon le code de couleur utilisé pour la connexion de l'émetteur 1 aux phases P1, P2, P3.

Une description plus détaillée d'un schéma fonctionnel de l'émetteur 1 sera donnée maintenant en liaison avec la figure 2a. Selon la figure précitée, les moyens d'émission 1 comportent pour l'émission d'un code relatif à une phase c' est-à-dire d'un code CO1 ou C02 ou
C03, des moyens notés 10, 11 générateurs d'un signal carré noté CLK à la fréquence et selon une relation de phase déterminée par rapport à la tension du réseau de la phase considérée. On comprendra ainsi que le signal carré CLK est un signal synchrone du signal de phase P1,
P2 ou P3 ce signal CLK pouvant être délivré par un circuit de type circuit d'écrêtage 10 suivi d'un compteur 11 lequel permet de délivrer un nombre de signaux carrés successifs déterminés ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description.En outre, les moyens d'émission 1 comportent des moyens 12 d'encodage permettant d'engendrer un signal de modulation codé noté co selon un code prédéterminé représentatif de la phase correspondante du réseau polyphasé.

Ainsi qu'on l'a en outre représenté en figure 2a, l'émetteur comporte un oscillateur local 14 permettant d'engendrer un signal de type signal de porteuse à fréquence moyenne notée fm. De préférence, l'oscillateur local 14 est constitué par un oscillateur à 80 KHZ permettant de délivrer le signal fm précité.

Un étage modulateur ou mélangeur 13 reçoit d'une part le signal de modulation codé co et d'autre part le signal de porteuse à fréquence moyenne fm et permet d'engendrer le code COI, C02 ou C03 associé à la phase du réseau polyphasé. On comprendra bien sûr que le code
CO1, C02 ou C03 est en fait déterminé par le signal de modulation codé co correspondant délivré par l'encodeur 12.

L'étage modulateur ou mélangeur 13 est ensuite suivi d'un étage de puissance noté 15 lequel permet d'amplifier le code associé à la phase du réseau polyphasé P1 ou P2 ou P3. Sur la figure 2a on a indiqué que l'étage de puissance délivrait le même signal de code CO1, C02 ou C03, ce code bien entendu étant identique mais correspondant à un signal amplifié par rapport au signal délivré par l'étage mélangeur ou modulateur 13.

Un étage adaptateur 16 reçoit ensuite le signal codé amplifié CO1, C02 ou C03, l'étage adaptateur 16 étant en fonctionnement relié entre un point remarquable de la phase P que l'on souhaite indentifier et le neutre
N du réseau polyphasé.

Sur la figure 2b on a représenté le schéma fonctionnel des moyens de réception 2 ou récepteur constitutifs du dispositif selon l'invention.

Selon la figure précitée, le récepteur 2 comprend une voie d'entrée 20 destinée en fonctionnement à être reliée entre l'une des phases P du câble du réseau de distribution basse tension et le neutre de ce dernier. Cette voie d'entrée 20 permet de délivrer le signal d'identification codé détecté, noté cod, et correspondant à l'un des signaux codés CO1, C02 ou C03.

Le récepteur 2 comprend en outre un générateur de signal carré 21 délivrant le signal carré noté CLK à la fréquence du réseau et selon une relation de phase déterminée par rapport à la tension de réseau de la phase P considérée.

En outre, le récepteur 2 tel que représenté en figure 2b comporte une voie de décodage par phase du réseau de distribution. Chaque voie de décodage est reliée d'une part à la voie d'entrée 20 et d'autre part au moyen générateur de signal carré 21. On notera que sur la figure 2b de manière non limitative, on a représenté simplement trois voies de décodage notées 22, 23, 24, ceci pour le cas où le réseau est un réseau triphasé.

Chaque voie de décodage 22, 23, 24 délivre un signal d'identification de phase sip à partir du signal codé détecté cod. Ainsi qu'on le remarquera sur la figure 2b, les moyens d'identification de chaque phase du récepteur 2 notés 25, 26 et 27 comportent un dispositif de signalisation visuelle de représentation de la phase du réseau notés 251, 261, 271, en outre, la voie d'entrée 20 comprend un circuit adaptateur 200 et un circuit détecteur 201 connectés en cascade et délivre le signal d'identification codé détecté cod.

Chaque voie de décodage 22, 23, 24 comprend enfin un circuit décodeur spécifique recevant le signal carré CLK et le signal d'identification codé détecté cod et délivre le signal d'identification de phase sip. On notera que les circuits décodeurs spécifiques peuvent être constitués par des circuits décodeurs commercialisés sous la référence MM53200 par la société National
Semi Conductors.

De préférence, ainsi que représenté en outre en figure 2b, le dispositif de signalisation visuel comprend un circuit de temporisation 250, 260 ou 270 recevant le signal d'identification décodé et par exemple une diode électro luminescente 251, 261 ou 271, chaque diode électro luminescente étant par exemple une diode de couleur déterminée pour la phase considérée. La couleur des diodes correspond à la couleur des fils de connexion de l'émetteur 1 aux phases P1, P2, P3 et bien entendu aux codes correspondants CO1, C02, C03.

Ainsi qu'on l'a représenté en outre en figure 2c, et afin d'éviter tout chevauchement des codes CO1, C02, C03 entre eux, ces derniers relatifs à chaque phase
P1, P2, P3 ne sont pas émis simultanément. De préférence, ainsi que représentées en figure 2c, les émissions synchrones avec la phase codée se font phase par phase avec un décalage de temps déterminé. Ce décalage de temps peut être pris égal par exemple à 33 ms.En conséquence, même si le code émis sur la phase 1 par exemple correspondant au code de couleur vert pollue la phase 2 correspondant par exemple au code de couleur jaune et la phase 3 correspondant au code de couleur rouge, le récepteur 2 dont le décodage est synchrone de la phase testée recevra la totalité du code COl si la phase verte ou phase numéro 1 est testée et seulement une partie de celui-ci si ce sont les autres phases 2 ou 3, c' est-à-dire jaune ou rouge, qui sont testées. Ce décalage à l'émission des codes CO1, C02 et C03 permet d'augmenter la fiabilité du système de détection objet de l'invention.

Une description plus détaillée de l'émetteur ou moyens d'émission 1 tels que représentés en figure 2a sera donnée en liaison avec la figure 3.

Sur la figure précitée le mode de réalisation représenté est celui relatif à l'une des phases P1, P2 ou P3, les circuits correspondants relatifs aux autres phases étant bien entendu agencés de façon semblable.

Seul le code attribué à la phase correspondante c'est-à-dire CO1, C02 ou C03 étant différent. Sur la figure 3 on notera que le circuit générateur de signal carré 10 permet de transformer la tension du réseau à 50
HZ en signal carré au moyen du circuit RCC1 et de la diode d'écrêtage D, un photocoupleur noté OC permettant d'assurer l'isolation galvanique de l'émetteur 1 de la tension du réseau. En outre, un circuit de mise en forme
MF permet de donner un signal carré propre, le circuit de mise en forme comportant une porte NON-ET en trigger.

Le signal carré délivré par le circuit 10 est délivré à un circuit de comptage 11 ce signal carré délivré par le circuit 10 étant connecté à l'horloge d'un compteur commercialisé sous la référence CD 4017A par la Société
National Semi Conductors. Le compteur CD 4017A est câblé modulo 8. On notera que pour la phase Pi la sortie 2 du compteur permettra la commande de l'encodeur 12 alors que pour la phase n" 2 la sortie n" 4 du compteur précité commandera l'encodeur 12 et pour la phase n" 3 ou rouge la sortie n" 6 du compteur commandera l'encodeur 12, ces derniers circuits n'étant pas représentés sur la figure 2a pour les phases n" 2 et n" 3 jaune et rouge précitées.Les codes CO1, C02, C03 relatifs à chaque phase sont émis toutes les 160 ms ce qui permet d'assurer une compatibilité avec le résultat recherché.

En ce qui concerne l'encodeur 12 précédemment décrit dans la description celui-ci est constitué par le circuit MM53200 commercialisé par la société National
Semi Conductors.

Une horloge externe non représentée permet de délivrer un signal à 100 KHZ afin d'engendrer le signal de modulation codé co en 11,52 ms. Une demi-alternance de la tension du réseau ayant une durée de 10 ms, l'horloge externe précitée peut être modifiée afin de délivrer le signal de modulation codé en 5,5 ms afin d'être certain que la totalité du code CO1, C02 ou C03 soit émise pendant les 10 ms de l'alternance précitée.

Dans ce cas, la fréquence de l'horloge précédemment mentionnée peut être portée à 425 KHZ.

Selon un mode de réalisation non limitatif, le signal de modulation codé co peut avoir les valeurs suivantes pour les phases P1 respectivement P2 respectivement P3
- 1111 0000 0000 pour la phase 1 ou phase verte,
- 0000 1111 0000 pour la phase P2 ou phase
jaune,
- 0000 0000 1111 pour la phase rouge ou phase 3.

L'encodeur n'est en fait rendu actif que sur commande du signal délivré par le compteur 11 précédemment décrit.

En outre, ainsi que représenté en figure 3, l'oscillateur comporte un circuit oscillateur realisé à partir de circuits de type NON-ET à résistance R et à capacité Q. Un étage de mise en forme MF est également utilisé pour mise en forme des signaux de type signaux rectangulaires délivrés par le circuit oscillateur précité.

En ce qui concerne l'étage mélangeur ou modulateur 13 on notera que celui-ci comporte essentiellement une porte ET logique 130 dont les entrées sont validées par le signal de modulation codé co délivré par l'encodeur 12 et le signal fm délivré par l'oscillateur local 14. La porte logique ET 130 permet ainsi d'assurer une modulation du signal à 80 KHZ par le signal de code précité. On notera qu'un étage de mise en forme MF réalisé sous forme d'un trigger à porte NON-ET est également prévu.

Les signaux de codes CO1, C02 ou C03 délivrés par l'étage mélangeur ou modulateur 13 sont ensuite amplifiés par l'étage de puissance 15 par l'intermédiaire d'un amplificateur de courant en collecteur commun constitué par le transistor T1 suivi d'un montage de type Darlington constitué par les transistors T2 et T3 chargés par un tiristor TH utilisé pour sa tension quasiment nulle en commutation. Le code ainsi amplifié est injecté sur le réseau entre la phase à coder Pi par exemple et le neutre par un circuit adaptateur 16, lequel est constitué par un circuit capacitif C3. Ce circuit capacitif présente une forte impédance à la fréquence du réseau à 50 HZ et une faible impédance à 80
KHZ.

On notera que sur la figure 3 l'ensemble des élements désignés par R, C, C1, D et C3 sont des composants électroniques dont les valeurs peuvent être facilement déterminées par l'homme du métier dans l'application considérée. En ce qui concerne les tensions d'alimentation, on notera que celles-ci sont désignées par la désignation générale +VCC, cette désignation correspondant à une valeur de 10 Volts pour les circuits de comptage et les circuits logiques ainsi que l'oscil- lateur local et à une valeur de 24 Volts pour l'étage de puissance par exemple.

Une description plus détaillée du récepteur 2 sera également donnée en liaison avec la figure 4.

Sur la figure 4 les mêmes références représentent les mêmes élements que dans la figure 2b.

On notera en particulier que le récepteur se compose de deux parties, une partie commune relative à la détection et à la remise en forme du signal de code émis sur la phase considérée et une partie spécifique à chaque phase.

En ce qui concerne le circuit générateur de signal carré 21 on notera que celui-ci est identique au circuit générateur de signal carré 10 de l'émetteur 1.

On comprendra bien entendu que le circuit générateur de signal carré 21 assure au niveau du récepteur la synchronisation du codage par rapport à l'émission en autorisant le début du décodage de manière synchronisée. La synchronisation s'effectue au niveau de chaque voie de décodage 22, 23, 24.

En ce qui concerne la voie d'entrée 20, celle-ci comporte un adaptateur 200 à capacité C et résistance R suivis d'un circuit détecteur 201. Le circuit détecteur 201 constitue en fait un filtre passe haut à fréquence de coupure supérieure à 50 HZ c'est-à-dire la fréquence de la tension du réseau tout en assurant la transmission du signal utile, le signal à 80 KHZ modulé par le code.

Les deux diodes Zener Dz montées en tête-bêche assurent un écrêtage d'éventuelles surtensions présentes sous forme d'impulsions parasites. Un amplificateur opérationnel et un transistor T4 monté en émetteur commun permettent d'amplifier le signal utile à 80 KHZ, représentatif du code CO1, C02, C03 précité. En sortie du transistor T4, deux circuits logiques de type ET associés à deux capacités C permettent de constituer des filtres passe bas permettant en fait de supprimer le signal de porteuse à 80 KHZ. On notera que une porte
NON-ET permet ensuite de renverser le code précédemment inversé par le transistor T4 monté en émetteur commun.

Les quatre circuits logiques de type ET successifs associés aux résistances R et C correspondantes permettent d'assurer ensuite une remise en forme du signal délivré après suppression de la porteuse à 80 KHZ pour engendrer le signal de code détecté cod, lequel est délivré à chacun des décodeurs constituant les voies de décodage 22, 23 et 24.

En ce qui concerne la partie spécifique à chaque phase, les circuits, pour un réseau triphasé sont bien entendu au nombre de trois, un pour chacune des phases précitées. Ces circuits sont identiques et un seul de ces circuits est ainsi représenté en figure 4. Bien entendu, pour chaque phase, le codage des décodeurs sera différent et le circuit de décodage relatif à la phase 1 ou phase verte présente le code 1111 0000 0000, le circuit relatif à la phase 2 ou phase jaune présente le code 0000 1111 0000, et le circuit relatif à la phase rouge ou phase 3 présente le code 0000 0000 1111.

Si le code présent, c'est-à-dire le code représenté par le signal codé détecté cod à la borne d'entrée de la voie de décodage 22, 23 ou 24, correspond au code affecté au circuit de décodage MM53200 constituant chacune des voies de décodage précitées pendant l'autorisation de décodage donnée par le signal carré CLK, la borne de sortie du décodeur précité change d'état et passe de l'état haut à l'état bas pendant un cours instant. Ce changement d'état constitue en fait le signal indicateur de phases sip précédemment mentionné. Le circuit de temporisation 250, 260 ou 270 reçoit alors le signal d'indication de phases sip précédemment cité, ces circuits de temporisation pouvant être constitués par des circuits de type NE555 commercialisés par la société
National Semi Conductors et montés en monostable.Le déclenchement des circuits de temporisation précités permet alors d'alimenter une diode électro luminescente 251, 261 ou 271 dont le code de couleur vert, jaune ou rouge correspond à la phase P1, P2 ou P3 précédemment mentionnée.

On notera que, en lieu et place du circuit oscillateur constitutif de l'oscillateur local 14, de l'horloge de l'encodeur 12 et du décodeur 22, il pourra être avantageux d'utiliser un circuit à quartz, ceci afin de réduire les dérives de la fréquence d'oscillation et de l'horloge afin de donner une meilleure fiabilité au système. En outre, tout en conservant au niveau du récepteur 2 un filtre passe haut, les circuits en aval de celui-ci pourront avantageusement être remplacés par un filtre actif à quartz calé sur la fréquence de la porteuse de 80 KHZ.

On a ainsi décrit un dispositif de repérage d'un réseau de distribution d'électricité polyphasé basse tension particulièrement performant dans la mesure où de manière remarquable ce dispositif permet d'assurer le repérage alors que le réseau de distribution est maintenu sous tension. Un tel dispositif permet notamment d'effectuer si nécessaire toute opération de rééquilibrage des phases sans nécessiter l'interruption du service des abonnés.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de repérage des phases d'un réseau de distribution d'électricité polyphasé basse tension, caractérisé en ce qu'il comprend

- des moyens (1) d'émission, sur chaque phase,

d'un signal d'identification codé,

- des moyens (2) de réception, pour chaque pha

se, du signal d'indentification codé, permet

tant de détecter le signal d'identification

codé, des moyens (251, 261, 271) d'identifica

tion de chaque phase, à partir du signal

d'identification codé reçu et détecté.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (1) d'émission permettent l'émission d'un signal d'identification codé consistant en une pluralité de codes distincts successifs (COi, C02, C03), un code étant associé à une phase du réseau polyphasé.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'émission (1) comportent pour l'émission d'un code relatif à une phase

- des moyens (10,11) générateurs d'un signal

(CLK) carré à la fréquence et, selon une rela

tion de phase déterminée par rapport à la

tension de réseau de la phase considérée,

- des moyens (12) d'encodage permettant d'engen

drer un signal de modulation codé (co) selon

un code prédéterminé représentatif de la phase

correspondante du réseau polyphasé,

- un oscillateur local (14) permettant d'engen

drer un signal de porteuse à fréquence moyenne

(fm),

- un étage modulateur (13) recevant d'une part

le signal de modulation codé (co) et d'autre

part le signal de porteuse à fréquence moyenne

(fm) et permettant d'engendrer le code (COi,

C02 ou C03) associé à ladite phase du réseau

polyphasé,

- un étage de puissance (15) permettant d'am

plifier le code associé à ladite phase du ré

seau polyphasé,

- un étage adaptateur (16) recevant ledit code

amplifié (Coi, C02, C03), cet étage adaptateur

étant, en fonctionnement, relié entre un point

remarquable de ladite phase (P) et le neutre

(N) du réseau polyphasé.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réception (2) comprennent:

- une voie d'entrée (20) destinée en fonction

nement à être reliée entre ladite phase et le

neutre du réseau polyphasé et à délivrer le

signal d'identification codé détecté (cod),

- des moyens (21) générateurs d'un signal carré

(CLK) à la fréquence du réseau et selon une

relation de phase déterminée par rapport à la

tension de réseau de la phase considérée,

- une voie de décodage par phase du réseau de

distribution, chaque voie de décodage étant

reliée d'une part à la voie d'entrée et d'au

tre part aux moyens générateurs de signal

carré, chaque voie de décodage délivrant un

signal d'identification de phase (sip), à par

tir du signal codé détecté (cod).

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'identification de chaque phase comportent un dispositif de signalisation visuelle de représentation de ladite phase du réseau.

6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite voie d'entrée (20) comprend un circuit adaptateur (200) et un circuit détecteur (201) connectés en cascade délivrant le signal d'identification codé détecté (cod).

7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque voie de décodage comprend un circuit décodeur spécifique recevant ledit signal carré (CLK) et le signal d'identification codé, détecté (cod) et délivrant un signal d'identification de phase (sip).

8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de signalisation visuelle comprend un circuit de temporisation (250) recevant ledit signal d'identification de phase (sip), et une diode électro luminescente (251) de couleur déterminée pour la phase considérée.