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Dispositif pour procéder à des mesures électri- ques sur de petites sections dans des lignes à grande dis- tance posées en ordre de marche, notamment sur des parties possédant une petite capacité par rapport à la capacité totale.
Les mesures des propriétés électriques consti- tuent un critérium essentiel pour les qualités de service et le degré de sûreté d'une ligne à grande distance, notam- ment d'une installation de câbles à haute tension. Tandis qu'on peut à l'usine et au laboratoire procéder facilement à des mesures séparées de toutes les diverses parties d'u- ne ligne à grande distance, ou d'une installation de câbles, même s'il s'agit de parties de capacité très faible, telles pu que par exemple des manchons séparés, on n'a pas/jusqu'ici mesurer des parties de ce genre à très faible capacité dans une installation de câbles électriques (posés. On ne pouvait essayer que l'ensemble de l'installation comme unité,
et
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dans ce cas les valeurs électriques caractéristiques de très petites parties se perdent dais la valeur moyenne de l'ensemble de l'installation, valeur à laquelle, en tant que parties volumétriquement ou capacitivement très peti- tes, elles ne participent pratiquement pas. Mais c'est surtout dans un câble posé qu'il importe de procéder à des mesures électriques sur des parties séparées, notam- ment sur des manchons, des fermetures de bout, etc, car justement les manchons et les fermetures de bout peuvent être des points particulièrement faibles de llinstalla- tion.
Or, la présente invention concerne un dispositif qui permet de mesurer séparément à l'état de pose de ser- vice, des parties de faible capacité de ce genre ou de faibles dimensions volumétriques, à l'intérieur de l'ins- tallation d'ensemble. Dans ce but, on prend, par exemple, pour les mesures de pertes électriques sur ces parties, par exemple l'es manchons, déjà lors du montage de ltins- tallation de câbles des mesures par lesquelles les man- chons peuvent être rendus indépendants pour les mesures requises et peuvent par une simple permutation être de nouveau connectés à l'installation pour le service.
Comme les parties à essayer, telles que les manchons, etc. pas- sent dans les mesures comme dispositifs dans le genre de condensateurs et que les armatures de condensateur sont d'une part les conducteurs de câbles conduisant le courant et d'autre part la gaine du câble ou les parties reliées métalliquement à cette gaine, on peut les sortir soit du côté hm te tension sur le conducteur du câble, soit du. côté terre sur la gaine du câble, en disposant dans le voisinage de ces armatures des couches conductrices qui ne sont que faiblement isolées des armatures, qui possèdent pour les mesures à effectuer une ligne vers l'extérieur et qui pour le service sont connectées de manière simple aux armatures correspondantes.
Ces couches conductrices peuvent être par exemple du papier métallisé,, une mince
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couche d'étain ou d'aluminium, etc. et sont disposées suivant l'étendue désirée pour le mesurage soit sur le conducteur, soit sous l'enveloppe du manchon, en étant faiblement isolées et en étant pourvues d'une sortie.
Dans les fermetures de bout la disposition de la couche métallique sur le conducteur, donc du côté haute tension, est avantageuse, tandis que dans les autres parties de
1 installation de câbles, dans lesquelles la haute ten- sion n'est pas directement accessible de l'extérieur, la disposition de la couche métallique sur le c8té terre est plus avantageuse. Dans ce dernier cas et avec des câbles à conducteurs individuels métallisés, on interrompra de préférence la métallisation aux deux extrémités de la piè- ce à mesurer, de sorte que cette métallisation servira .elle-même d'armature de mesurage. Dans les câbles à con- ducteurs non métallisés, l'enveloppe métallique n'est dis- posée que dans la portée de la section de mesurage.
Dans le mesurage, d'après le procédé du pont, des pertes diélectriques de petites parties situées à l'intérieur de la section de câble posée, la ligne de me- surage peut être très longue, car il est nécessaire de la conduire jusqu'à l'emplacement du pont, près de la borne de haute tension qui forme un coin ou angle du pont.
Comme une ligne de mesurage de ce genre, même en se servant pour cette ligne d'un câble téléphonique de faible capacité spécifique, possède une grande capacité terrestre, et que cette capacité se trouve dans le montage parallèle à une résistance du pont, elle modifiera de manière indésirable la compensation ou équilibrage du pont, D'après l'inven- tion cet inconvénient est évité du fait que l'on détermine sa grandeur et qu'on la compense au moyen d'une inductivi- té ou d'une capacité, calculée d'après elle et située les branches du pont qui entrent en ligne de compte.
La fig. 1 du dessin ci-joint représente schéma- tiquement un exemple d'exécution pour le manchon d'un
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câble simple métallisé, et la fige , 2 montre un exemple du manchon pour un câble simple normal non métallisé. Pour des câbles multiples métallisés, la construction simple correspondante est établie en multiple à l'intérieur de la même enveloppe de manchon, et'pour des câbles multiples non métallisés, la construction correspond à celle d'un câble simple non métallisé. Bien que l'invention ne soit explicitement décrite que dans son application à des man- chonsy il est évident qu'elle peut être employée pour d'autres parties, par exemple des parties courbées ou in- clinées de l'installation de câbles, dans les cas où il sera désirable de contrôler ces parties.
La fig. 1 est une illustration schématique dans laquelle deux parties de câble sont reliées l'une à l'au- tre; 2 dé,signe le point de jonction des conducteurs, 3 l'isolement gradué original du conducteur, 4 la métalli- sation originale du conducteur, 5 l'isolement en papier bobine' lors du montage et 6 la couche de papier bobiné im- prégné, qui recouvre sur une partie la métallisation ini- tiale du conducteur.
On a disposé sur la couche de pa- pier imprégné 6 une couche métallique 7, qui en direc- tion longitudinale est quelque peu plus courte que 6 et qui recouvre sur une petite partie la métallisation origi- nale 4, mais en est isolée par la couche de papier bobinée 6. 7 sert d'armature de mesurage dont le recouvrement ca- pacitif sur 4, empêche des changements brusques de l'in- tensité de champ électrique et' des sollicitations concen- trées. Du papier enroulé imprégné 8 sert à l'isolement de l'armature de mesure 6 contre J'enveloppe de manchon 9, qai est mise à la terre et'est reliée à la gaîne 13 du câble.
Four l'amenée à l'enveloppe de manchon 9 et la {; ortie de cette enveloppe, on se sert d'une ligne fai- blement isolée 12, qui en marche normale est mise à la terre.
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La fig. 2 montre une disposition correspondante pour un câble dont les conducteurs séparés ne sont pas mé- tallisés ; dans cette disposition 22 désigne le point de jonction des conducteurs, 23 l'isolement original gradué du conducteur et 25 l'isolement de papier enroulé au mon- tage. Sur l'isolement de papier 25 on a disposé une douille métallique 27 servant d'armature de mesurage et cette douille recouvre capacitivement la gaine 33 avec le même effet que 7 dans la fig. 1. Le papier d'enrou- lement imprégné 28 isole l'armature de mesurage 27 par rapport à l'enveloppe de manchon 29 mise à la terre et reliée à la gaine du câble. 32 désigne une amenée à l'armature de mesurage, amenée qui est faiblement iso- lée et qui en service normal est mise à la terre.
La fige 3 représente un montage par lequel on peut écarter l'effet perturbateur de la capacité terrestre sur la compensation du pont. Dans cette figure, Ci dési- gne la partie de l'installation de câbles à mesurer, C2 le condensateur de comparaison libre de pertes. CE désigne la capacité terrestre de l'amenée, capacité mesurée sépa- rément. R3 et R4 désignent des résistances de pont, C un condensateur variable pour le règlage de l'angle de perte. Cx désigne une capacité servant à la compensation de CE, capacité qui est calculée d'après CES R3 et R4.
Cette capacité peut éventuellement être remplacée par une inductivité en R3.
Une autre méthode pour rendre la capacité terres- tre CE ineffective pour le mesurage consiste à employer une branche auxiliaire d'après le procédé de K. W. Wagner, et est représentée sur la fig. 4. Dans ce cas la douille métallique de l'amenée de mesurage ne doit pas être connec- tée à la terre, mais doit être portée par la branche auxi- liaire au potentiel de l'amenée de mesurage, de sorte qu'il, ne s'établit pas de courant de déplacement par la capacité de l'amenée de mesurage.
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Device for carrying out electrical measurements on small sections in long-distance lines laid in working order, in particular on parts having a small capacity in relation to the total capacity.
Measurements of electrical properties constitute an essential criterion for the quality of service and the degree of safety of a long-distance line, in particular of an installation of high voltage cables. While separate measurements can easily be made in the factory and laboratory of all the various parts of a long-distance line, or of a cable installation, even if they are parts. of very low capacity, such as for example separate sleeves, we have not / so far measure parts of this kind at very low capacity in an installation of electric cables (laid. We could only test the assembly of the installation as a unit,
and
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in this case the characteristic electric values of very small parts are lost in the mean value of the whole installation, a value in which, as very small volumetrically or capacitively parts, they practically do not participate. But it is above all in a laid cable that it is important to carry out electrical measurements on separate parts, in particular on sleeves, end closures, etc., because precisely the sleeves and end closures can be particularly weak points of the installation.
However, the present invention relates to a device which makes it possible to measure separately, in the service laying state, parts of low capacity of this type or of small volumetric dimensions, inside the installation of the appliance. together. For this purpose, for example, for measurements of electrical losses on these parts, for example the sleeves, already during the assembly of the cable installation measures are taken by which the sleeves can be made independent for required measurements and can be re-connected to the installation for service by a simple changeover.
Like the parts to try, such as sleeves, etc. pass in the measurements as devices in the kind of capacitors and that the capacitor armatures are on the one hand the conductors of cables conducting the current and on the other hand the sheath of the cable or the parts connected metallically to this sheath, we can come out either from the high voltage side on the cable conductor, or from. earth side on the cable sheath, by arranging in the vicinity of these reinforcements conductive layers which are only weakly insulated from the reinforcements, which have for the measurements to be carried out a line to the outside and which for service are connected in such a way simple to the corresponding frames.
These conductive layers can be for example metallized paper, a thin
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tin or aluminum layer, etc. and are arranged to the extent desired for measurement either on the conductor or under the casing of the sleeve, being weakly insulated and being provided with an outlet.
In the end closures the arrangement of the metal layer on the conductor, therefore on the high voltage side, is advantageous, while in the other parts of the
1 installation of cables, in which the high voltage is not directly accessible from the outside, the arrangement of the metal layer on the earth side is more advantageous. In the latter case and with cables with individual metallized conductors, the metallization at both ends of the piece to be measured will preferably be interrupted, so that this metallization will itself serve as a measuring armature. In cables with non-metallized conductors, the metallic enclosure is only placed within the range of the measuring section.
In the measurement, according to the bridge method, of the dielectric losses of small parts located inside the laid cable section, the measuring line can be very long, because it is necessary to lead it up to at the location of the bridge, near the high voltage terminal that forms a corner or angle of the bridge.
As a measuring line of this kind, even using a telephone cable of low specific capacitance for this line, has a large terrestrial capacitance, and this capacitance is in the circuit parallel to a resistor in the bridge, it will modify undesirably the compensation or balancing of the bridge. According to the invention this drawback is avoided by the fact that its size is determined and that it is compensated by means of an inductivity or a capacitance , calculated from it and located the branches of the bridge that come into play.
Fig. 1 of the attached drawing shows schematically an example of execution for the sleeve of a
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single metallized cable, and fig, 2 shows an example of the sleeve for a normal non-metallized single cable. For multiple metallized cables, the corresponding single construction is established in multiple within the same sleeve shell, and for multiple non-metallized cables, the construction corresponds to that of a single non-metallized cable. Although the invention is only explicitly described in its application to sleeves, it is obvious that it can be used for other parts, for example curved or inclined parts of the cable installation, in when it will be desirable to control these parts.
Fig. 1 is a schematic illustration in which two cable parts are connected to each other; 2 die, sign the junction point of the conductors, 3 the original graduated insulation of the conductor, 4 the original metallization of the conductor, 5 the paper coil insulation during assembly and 6 the layer of impregnated coiled paper , which partially covers the initial metallization of the conductor.
A metallic layer 7 has been placed on the impregnated paper layer 6, which in the longitudinal direction is somewhat shorter than 6 and which covers a small part of the original metallization 4, but is isolated from it by the coiled paper layer 6. 7 serves as a measuring frame, the capacitive covering of which on 4 prevents sudden changes in electric field strength and concentrated stresses. Impregnated rolled paper 8 serves to insulate the measuring frame 6 against the sleeve casing 9, which is earthed and is connected to the sheath 13 of the cable.
Oven feeds it to the sleeve casing 9 and the {; Out of this enclosure, a weakly insulated line 12 is used, which in normal operation is grounded.
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Fig. 2 shows a corresponding arrangement for a cable the separate conductors of which are not metallized; in this arrangement 22 denotes the point of junction of the conductors, 23 the original graduated insulation of the conductor and 25 the insulation of paper wound on the assembly. On the paper insulation 25, a metal sleeve 27 serving as a measuring frame has been placed and this sleeve capacitively covers the sheath 33 with the same effect as 7 in FIG. 1. The impregnated winding paper 28 insulates the measuring armature 27 from the sleeve casing 29 which is grounded and connected to the cable jacket. 32 designates a lead to the measuring armature, which is weakly insulated and which in normal service is earthed.
Fig. 3 represents an assembly by which one can rule out the disturbing effect of the terrestrial capacity on the compensation of the bridge. In this figure, Ci designates the part of the cable installation to be measured, C2 the loss-free comparison capacitor. CE designates the land capacity of the feeder, which is measured separately. R3 and R4 denote bridge resistors, C a variable capacitor for adjusting the loss angle. Cx designates a capacitance used for the compensation of CE, which capacitance is calculated according to CES R3 and R4.
This capacity can optionally be replaced by an inductivity in R3.
Another method of making the earth capacitance CE ineffective for measurement is to employ an auxiliary branch according to the method of K. W. Wagner, and is shown in fig. 4. In this case the metal socket of the measuring lead must not be connected to the earth, but must be brought by the auxiliary branch to the potential of the measuring lead, so that it, no displacement current is established by the capacitance of the measuring lead.