CA1301268C - Dispositif d'injection d'un signal electromagnetique dans un conducteur electrique - Google Patents
Dispositif d'injection d'un signal electromagnetique dans un conducteur electriqueInfo
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Abstract
L'invention concerne un dispositif d'injection d'un signal électromagnétique dans un câble conducteur à tester, dispositif comprenant une pince en deux parties destinée à être placée autour du câble à tester et comprenant un conducteur cylindrique tubulaire, un cylindre intermédiaire de ferrite et un conducteur tubulaire extérieur reliés par des câbles coaxiaux à un générateur de signal. L'invention permet de tester les isolements et les niveaux de protection des conducteurs électriques à l'égard des perturbations électromagnétiques.
Description
13012~8 DISPOSITIF D'INJECTION D'UN SIGNAL ELECTROMAGNETIQUE DANS
UN CONDUCTEUR El.ECTRIQUE
L'invention concerne un dispositif d'injection d'un signal électromagnétique dans un conducteur électrique, en particulier pour tester ses caractéristiques d'isolement et de protection à l'égard des pertubations électromagnétiques.
Il est déjà connu d'injecter, dans un câble électroconduc-teur de liaison entre des installations ou équipements électriques ou électroniques, des signaux simulant soit la foudre, soit des pertubations électromagnétiques résultant d'une explosion nucléaire. On utilise pour cela une pince annulaire ouvrable en deux parties, qui comprend un fil conducteur bobiné sur un tore de ferrite et relié à un générateur de signal approprié, et qui est placée autour du câble à tester.
Les résultats sont assez peu satisfaisants, car ce dispositif connu présente une imp~dance de charge trop élevée, un mauvais rendement de l'ordre de 10~ (le signal induit dans le câble à tester est faible par rapport au signal fourni par le générateur), et la gamme de fréquences utilisables est limitée.
L'invention a pour objet un dispositif d'injection d'un signal sur un conducteur électrique, qui permette d'éviter ces inconvénients.
Le dispositif selon l'invention, qui comprend une pince annulaire en deux parties destinée à être placée autour du câble conducteur, et des moyens de liaison à un générateur de signal, est caractérisé en ce que la pince comprend un conducteur cylindrique tu- _ bulaire interne de faible epaisseur, entouré d'un cylindre inter,me-diaire de matière à proprietés ferromasnetiques, et d'un conduc~
teur cylindrique tubulaire externe de forte épaisseur, les conduc-teurs externe et interne etant, à une première extremite, relies aux moyens de liaison au genérateur de signal et, à leur seconde extremité, raccordés l'un à i'autre.
Le dispositif selon l'~nvention presente une impedance ae charge faible, et un bon rendement, superieur à 50~ et pouvant atteindre 80 à 85% De plus, le choix de la section et de la longueur du cy-10 lindre intermédiaire à propriétes ferromagnétiques, qui es~ parexempie en ferrite permet de determiner la frequence de cou~-re basse du dispositi' en fonction de l'application en~isagee.
~n pratique, la bande passante d'un dispositif selon l'invention est comprise entre quelques kilonertz et cent mesahertz environ.
15 De préférence, selon une caractéristique de l'invention, la pince comprend ésalement des cylindres de matière dieiectrique places entre les trois cylindres précités, ainsi qu'à l'interieur du conducteur cy-lindrique interne et à l'exterieur du conducteur cylindrique exter-ne.
20 De préférence, les conducteurs cylindriques de la pince compren nent, à leur première extrémité, des rebords annulaire~ de forte épaisseur par iesqueis ~ls sont rel'es aux moyens de liaison au gé-nérateur de signal.
Cn di...inue ainsi l'impédance de ces moyens de 'iaison, de fa$on à
25 ce que ia tenslon du sisnal ourni par le génerateur 30~t appil-auée es3entiellement aux extremit2s du conducteur cyiindri~ue tubu iaire i.,~er..e de .a ince, et non aux extrémités de l'ensemDle con--, . ~ ....
,. ~30l26a3 ducteur cylindrique interne - conducteur cylindrique externe.
De préférence, selon encore une caractéristique de l'invention, les moyens de liaison au genérateur de signal comprennent au moins un, et de préférence deux câbles à deux conducteurs coaxiaux, dont les con-ducteurs internes et externes sont respectiJement relies aux con-ducteurs cylindriques interne et externe de la pince.
Ainsi, par alimentation de la pince par des câbles coaxiaux en pa-rallèle, on diminue l'impédance de la source qui alimente la pince d'inJection.
10 De préférence selon encore une earactéristique de l'invention, le disposi-tif comprend de~ cylindres conducteurs de faible épai3seur, amovi-bles, permettant d'adapter la pince au diamètre du câble à testér.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractêristiques, de-tails et avantases de celle-ci apparaitront à la lecture de la des-15 cription qui suit, faite à titre d'exemple en reference aux des--sir.s annexés, dans lesquels:
- la figuré 1 est une demi vue schématique en coupe axiale du dis-positif selon l'invention;
- la fisure 2 est une vue schematique en perspective, représentant 20 ce dispositif en partie ouvert.
Le dis?ositif représenté schematiquement dans les fi~ures 1 et 2 se présen.e essentie'lement sous ia forme d'une pince cylindrique annuiaire 10 en deux parties 12 et .4 sensiblemen~ identiques, re-.iees entre~ elles par des articulations du type à charnières, non 25 reDresen~ees. C2s aeux parties semi cylindriques 12, 4 sont esale~
...en~ associees à des moyens de verrouillage en position fer...ee au-tour a'un cab.e electroconducteur à tester.
. . .
~ ~r~
1301268 ~
.
I Chaque partie 12, 14 de la pince comprend, de l'intérieur vers l'extérieur, un de~i-cylindre 16 de matière diélectrique à faible pouvolr inducteur, un conducteur semi-cylindrique tubulaire 18, de faible épaisseur, réalise par exem?le en cuivre, un demi-cylindre intermédiaire 20 de matière à propriétés ferroma~nétiques, telle que de la ferri'e, ou tout autre matière ~ perméabilité masnéticue élevee, un c~lindre 22 de matière diélectrique du même type que celle du c~lindre 18, et un conducteur semi-cylindrique tubulaire extérieur 24 d'épaisseur relativement forte.
I0 Ce conducteur externe 24 comprend, a ses extrémités, des rebords annuiaires ^6 orientes radialement vers l'intérieur. L'un de ces rebords 26 comprend des plots ou des bornes 28 de liaison, tandi-~que l'autre rebord annulaire 26 est raccordé a l'extrémité corres-pondante du conducteur cylindrique interne 18.
lS A son autre extrémité, correspondant au rebord annulaire 26 por-tant les bornes 28, le conducteur interne 18 comprend ou est rac-cordé a un rebord annulaire 30 oriente vers l'extérieur et portant des plots ou des bornes de liaison 3~, correspondant aux bornes 28 du rebord 26 du conducteur ex~err,e 24.
20 ~es Dornes 28 et 32 sont par exempie argentées et servent à la con-nexion, comme représenté en .isure 2 de càbles coaxiaux 34 dont les conducteurs extérieurs 36 vont ètre reilés par les bornes 28 au conducteur exterr.e 24 de la pince 10 et dont les conducteurs in-ternes 38 vont etre ~elies par ies bornes 32 au conducteur interne 25 18 de ia ?ince 10.
Les rebora3 annuiair2s 26 et :~0 des conucteurs 24 et 18 sont iso--lés l'un de i'au~re par une epaisseur '0 ce .,.atière diélectr,qu2, 30~268 1 qui peut egale.,~ent former isolation entre le cylindre 20 de ferri-te et le conducteur interne 1~.
Un cylindre exterieur 42 en matiere plastique recouvre et protese le conducteur externe 24 et les extre".i~es de la pince.
Co~.e représente en fisure 2, selon une variante de realisation, les extremites de la pince peu~ent être protegees par des de...i dis-ques 44 de matière plasti~ue, qui sont visses ou fixes par tout moyen approprie sur les extremites du cylindre 42.
Les conducteurs interne 18 et externe 24 de la pince sont en cui-10 vre, en aluminiu3, ou en tout autre matière electroconductrice ap-propriee. Le contact entre le rebord annulaire 26 du conducteur ex-~erne 24 et l'extremite du conducteur interne 16 est realise par soudure lorsque le conducteur interne 18 n'est pas amovible, ou bien par appui avec interposition d'un conducteur compressible, par 15 exemple une fine tresse de fils de cuivre, de bronze, d'aluminium, ou de cuivre argente.
Ce dispositif est utilise de la façor. suivante:
Les câbles coaxiaux 34, branches comme indique sur les bornes 28 et 32 des conducteurs 24 et 18 de la pince, sont relies à un genera-20 teur de sisnal approprie, et la pince est placee autour d'un càb;;econducteur à tester~ ses deux parties 12, .4 etant appliquees l'u-ne sur l'autre et ~erroui'lees dans cet'e posit-on par tout .~oyen approprie.
Tl es~ essentiel qu'il y ait un bon contact entre les bord-- ces 25 deu~ de...i cylindres 20 de ferrite, pour que .e circui~ .,.as..etique soit fer3e. ~our a...e iorer ce con~ac-, on ?eut c.euser un peu les borcs des cy.ina.es conducteurs , et ~4 pour y p acer un conduc-teur souple et cos.pressible, tel qu'une tresse de fils conducteurs.On est alors assuré, a la fers.eture de la pince, d'obtenir a la fois une bonne lia,son des bords des demi cylindres de ferrite 20, et une bonne liaison entre les bords en regard des demi cylindres conducteurs 18 et 24.
Le disposit~f selon l'invention presente une impedance de charge relativement faible grâce à la disposition des câbles coaxiaux 34 en parallèle, ce ~ui permet de diviser leur impedance commune par deux, et à l'impedance faible des rebords conducteurs 26 et 30 et lO du conducteur externe 24. Il en resulte que la majeure partie de l'impedance de charse est constituee par le conducteur interne 18, aux extremites duquel est appliquee la quasi totalite de la diffe-rence de tension entre les conduc"~'eurs externe 36 et interne 38 des câbles coaxiaux 34.
15 Cela explique gue le rendement du dispositif selon l'invention est superieur à 50% et peut atteindre 80 à 85~.
Pour fixer les id~es, on indique ci-dessous, à t~tre d'exemple non limitatif, les principales caract~ristiques du dispositif selon l'invention:
20 - bande passante: de quelques kilohertz à cent mégahertz environ.
- courant d'inject.on : de 10 à 100-200 ampères - mpédance : de 5-6 à 25-50 o;n5~s, - tensio,. : jusqu'a ~ 500-3 000 volts crete a vide (le cable a tes-ter n'etant pas en piace) 25 - renaement : 5C--85~
- epaisseur au conduc~eur exte.ne 24: 3......
- e?ai3seur du conducteur interne ~8: 0,3...m 130~268 1 - epaisseur du cylindre 20 de ferrite: 10 à 20mm -- longueu- du cylinGre 20 de ferrite: par exemple 150mm ,
UN CONDUCTEUR El.ECTRIQUE
L'invention concerne un dispositif d'injection d'un signal électromagnétique dans un conducteur électrique, en particulier pour tester ses caractéristiques d'isolement et de protection à l'égard des pertubations électromagnétiques.
Il est déjà connu d'injecter, dans un câble électroconduc-teur de liaison entre des installations ou équipements électriques ou électroniques, des signaux simulant soit la foudre, soit des pertubations électromagnétiques résultant d'une explosion nucléaire. On utilise pour cela une pince annulaire ouvrable en deux parties, qui comprend un fil conducteur bobiné sur un tore de ferrite et relié à un générateur de signal approprié, et qui est placée autour du câble à tester.
Les résultats sont assez peu satisfaisants, car ce dispositif connu présente une imp~dance de charge trop élevée, un mauvais rendement de l'ordre de 10~ (le signal induit dans le câble à tester est faible par rapport au signal fourni par le générateur), et la gamme de fréquences utilisables est limitée.
L'invention a pour objet un dispositif d'injection d'un signal sur un conducteur électrique, qui permette d'éviter ces inconvénients.
Le dispositif selon l'invention, qui comprend une pince annulaire en deux parties destinée à être placée autour du câble conducteur, et des moyens de liaison à un générateur de signal, est caractérisé en ce que la pince comprend un conducteur cylindrique tu- _ bulaire interne de faible epaisseur, entouré d'un cylindre inter,me-diaire de matière à proprietés ferromasnetiques, et d'un conduc~
teur cylindrique tubulaire externe de forte épaisseur, les conduc-teurs externe et interne etant, à une première extremite, relies aux moyens de liaison au genérateur de signal et, à leur seconde extremité, raccordés l'un à i'autre.
Le dispositif selon l'~nvention presente une impedance ae charge faible, et un bon rendement, superieur à 50~ et pouvant atteindre 80 à 85% De plus, le choix de la section et de la longueur du cy-10 lindre intermédiaire à propriétes ferromagnétiques, qui es~ parexempie en ferrite permet de determiner la frequence de cou~-re basse du dispositi' en fonction de l'application en~isagee.
~n pratique, la bande passante d'un dispositif selon l'invention est comprise entre quelques kilonertz et cent mesahertz environ.
15 De préférence, selon une caractéristique de l'invention, la pince comprend ésalement des cylindres de matière dieiectrique places entre les trois cylindres précités, ainsi qu'à l'interieur du conducteur cy-lindrique interne et à l'exterieur du conducteur cylindrique exter-ne.
20 De préférence, les conducteurs cylindriques de la pince compren nent, à leur première extrémité, des rebords annulaire~ de forte épaisseur par iesqueis ~ls sont rel'es aux moyens de liaison au gé-nérateur de signal.
Cn di...inue ainsi l'impédance de ces moyens de 'iaison, de fa$on à
25 ce que ia tenslon du sisnal ourni par le génerateur 30~t appil-auée es3entiellement aux extremit2s du conducteur cyiindri~ue tubu iaire i.,~er..e de .a ince, et non aux extrémités de l'ensemDle con--, . ~ ....
,. ~30l26a3 ducteur cylindrique interne - conducteur cylindrique externe.
De préférence, selon encore une caractéristique de l'invention, les moyens de liaison au genérateur de signal comprennent au moins un, et de préférence deux câbles à deux conducteurs coaxiaux, dont les con-ducteurs internes et externes sont respectiJement relies aux con-ducteurs cylindriques interne et externe de la pince.
Ainsi, par alimentation de la pince par des câbles coaxiaux en pa-rallèle, on diminue l'impédance de la source qui alimente la pince d'inJection.
10 De préférence selon encore une earactéristique de l'invention, le disposi-tif comprend de~ cylindres conducteurs de faible épai3seur, amovi-bles, permettant d'adapter la pince au diamètre du câble à testér.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractêristiques, de-tails et avantases de celle-ci apparaitront à la lecture de la des-15 cription qui suit, faite à titre d'exemple en reference aux des--sir.s annexés, dans lesquels:
- la figuré 1 est une demi vue schématique en coupe axiale du dis-positif selon l'invention;
- la fisure 2 est une vue schematique en perspective, représentant 20 ce dispositif en partie ouvert.
Le dis?ositif représenté schematiquement dans les fi~ures 1 et 2 se présen.e essentie'lement sous ia forme d'une pince cylindrique annuiaire 10 en deux parties 12 et .4 sensiblemen~ identiques, re-.iees entre~ elles par des articulations du type à charnières, non 25 reDresen~ees. C2s aeux parties semi cylindriques 12, 4 sont esale~
...en~ associees à des moyens de verrouillage en position fer...ee au-tour a'un cab.e electroconducteur à tester.
. . .
~ ~r~
1301268 ~
.
I Chaque partie 12, 14 de la pince comprend, de l'intérieur vers l'extérieur, un de~i-cylindre 16 de matière diélectrique à faible pouvolr inducteur, un conducteur semi-cylindrique tubulaire 18, de faible épaisseur, réalise par exem?le en cuivre, un demi-cylindre intermédiaire 20 de matière à propriétés ferroma~nétiques, telle que de la ferri'e, ou tout autre matière ~ perméabilité masnéticue élevee, un c~lindre 22 de matière diélectrique du même type que celle du c~lindre 18, et un conducteur semi-cylindrique tubulaire extérieur 24 d'épaisseur relativement forte.
I0 Ce conducteur externe 24 comprend, a ses extrémités, des rebords annuiaires ^6 orientes radialement vers l'intérieur. L'un de ces rebords 26 comprend des plots ou des bornes 28 de liaison, tandi-~que l'autre rebord annulaire 26 est raccordé a l'extrémité corres-pondante du conducteur cylindrique interne 18.
lS A son autre extrémité, correspondant au rebord annulaire 26 por-tant les bornes 28, le conducteur interne 18 comprend ou est rac-cordé a un rebord annulaire 30 oriente vers l'extérieur et portant des plots ou des bornes de liaison 3~, correspondant aux bornes 28 du rebord 26 du conducteur ex~err,e 24.
20 ~es Dornes 28 et 32 sont par exempie argentées et servent à la con-nexion, comme représenté en .isure 2 de càbles coaxiaux 34 dont les conducteurs extérieurs 36 vont ètre reilés par les bornes 28 au conducteur exterr.e 24 de la pince 10 et dont les conducteurs in-ternes 38 vont etre ~elies par ies bornes 32 au conducteur interne 25 18 de ia ?ince 10.
Les rebora3 annuiair2s 26 et :~0 des conucteurs 24 et 18 sont iso--lés l'un de i'au~re par une epaisseur '0 ce .,.atière diélectr,qu2, 30~268 1 qui peut egale.,~ent former isolation entre le cylindre 20 de ferri-te et le conducteur interne 1~.
Un cylindre exterieur 42 en matiere plastique recouvre et protese le conducteur externe 24 et les extre".i~es de la pince.
Co~.e représente en fisure 2, selon une variante de realisation, les extremites de la pince peu~ent être protegees par des de...i dis-ques 44 de matière plasti~ue, qui sont visses ou fixes par tout moyen approprie sur les extremites du cylindre 42.
Les conducteurs interne 18 et externe 24 de la pince sont en cui-10 vre, en aluminiu3, ou en tout autre matière electroconductrice ap-propriee. Le contact entre le rebord annulaire 26 du conducteur ex-~erne 24 et l'extremite du conducteur interne 16 est realise par soudure lorsque le conducteur interne 18 n'est pas amovible, ou bien par appui avec interposition d'un conducteur compressible, par 15 exemple une fine tresse de fils de cuivre, de bronze, d'aluminium, ou de cuivre argente.
Ce dispositif est utilise de la façor. suivante:
Les câbles coaxiaux 34, branches comme indique sur les bornes 28 et 32 des conducteurs 24 et 18 de la pince, sont relies à un genera-20 teur de sisnal approprie, et la pince est placee autour d'un càb;;econducteur à tester~ ses deux parties 12, .4 etant appliquees l'u-ne sur l'autre et ~erroui'lees dans cet'e posit-on par tout .~oyen approprie.
Tl es~ essentiel qu'il y ait un bon contact entre les bord-- ces 25 deu~ de...i cylindres 20 de ferrite, pour que .e circui~ .,.as..etique soit fer3e. ~our a...e iorer ce con~ac-, on ?eut c.euser un peu les borcs des cy.ina.es conducteurs , et ~4 pour y p acer un conduc-teur souple et cos.pressible, tel qu'une tresse de fils conducteurs.On est alors assuré, a la fers.eture de la pince, d'obtenir a la fois une bonne lia,son des bords des demi cylindres de ferrite 20, et une bonne liaison entre les bords en regard des demi cylindres conducteurs 18 et 24.
Le disposit~f selon l'invention presente une impedance de charge relativement faible grâce à la disposition des câbles coaxiaux 34 en parallèle, ce ~ui permet de diviser leur impedance commune par deux, et à l'impedance faible des rebords conducteurs 26 et 30 et lO du conducteur externe 24. Il en resulte que la majeure partie de l'impedance de charse est constituee par le conducteur interne 18, aux extremites duquel est appliquee la quasi totalite de la diffe-rence de tension entre les conduc"~'eurs externe 36 et interne 38 des câbles coaxiaux 34.
15 Cela explique gue le rendement du dispositif selon l'invention est superieur à 50% et peut atteindre 80 à 85~.
Pour fixer les id~es, on indique ci-dessous, à t~tre d'exemple non limitatif, les principales caract~ristiques du dispositif selon l'invention:
20 - bande passante: de quelques kilohertz à cent mégahertz environ.
- courant d'inject.on : de 10 à 100-200 ampères - mpédance : de 5-6 à 25-50 o;n5~s, - tensio,. : jusqu'a ~ 500-3 000 volts crete a vide (le cable a tes-ter n'etant pas en piace) 25 - renaement : 5C--85~
- epaisseur au conduc~eur exte.ne 24: 3......
- e?ai3seur du conducteur interne ~8: 0,3...m 130~268 1 - epaisseur du cylindre 20 de ferrite: 10 à 20mm -- longueu- du cylinGre 20 de ferrite: par exemple 150mm ,
Claims (8)
1. Dispositif d'injection d'un signal électromagnétique dans un conducteur électrique, comprenant une pince annulaire en deux parties destinée à être placée autour du conducteur, et des moyens de liaison à un générateur de signal, dispositif dans lequel la pince comprend un conducteur cylindrique tubulaire interne de faible épaisseur, entouré d'un cylindre intermédiaire de matière à
propriétés ferromagnétiques, et d'un conducteur cylindrique tubulaire externe de forte épaisseur, les conducteurs cylindriques externe et interne étant, à une première extrémité, reliés aux moyens de liaison au générateur de signal et, à leur seconde extrémité, raccordes l'un à
l'autre.
propriétés ferromagnétiques, et d'un conducteur cylindrique tubulaire externe de forte épaisseur, les conducteurs cylindriques externe et interne étant, à une première extrémité, reliés aux moyens de liaison au générateur de signal et, à leur seconde extrémité, raccordes l'un à
l'autre.
2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant des cylindres de matière diélectrique placés entre les conducteurs cylindriques et aussi le cylindre intermédiaire, ainsi qu'à l'intérieur du conducteur cylindrique interne, et un revêtement extérieur protecteur.
3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les conducteurs cylindriques comprennent, à leur première extrémité, des rebords annulaires de forte épaisseur par lesquels ils sont reliés aux moyens de liaison au générateur de signal.
4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel les moyens de liaison au générateur de signal comprennent un ou plusieurs câbles à deux conducteurs coaxiaux ayant des conducteurs internes et externes respectivement reliés aux conducteurs cylindriques interne et externe de la pince.
5. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel les deux parties de la pince sont semi cylindriques et reliées entre elles par des articulations du type charnière, et comprennent des conducteurs souples et compressibles placés entre les bords en regard des conducteurs interne et externe pour assurer un bon contact, à la fermeture de la pince, d'une part entre les bords en regard de ces conducteurs, d'autre part, entre les bords en regard des deux parties du cylindre intermédiaire de matière à
propriétés ferromagnétiques.
propriétés ferromagnétiques.
6. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel les conducteurs cylindriques sont en cuivre ou en aluminium.
7. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel le cylindre intermédiaire est en ferrite.
8. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, comprenant des cylindres conducteurs de faible épaisseur, amovibles, pour adaptation de la pince au diamètre du conducteur à
tester.
tester.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| FR8800328A FR2625855B1 (fr) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Dispositif d'injection d'un signal electromagnetique dans un conducteur electrique |
Publications (1)
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| CA1301268C true CA1301268C (fr) | 1992-05-19 |
Family
ID=9362267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000588179A Expired - Lifetime CA1301268C (fr) | 1988-01-13 | 1989-01-13 | Dispositif d'injection d'un signal electromagnetique dans un conducteur electrique |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0355145A1 (fr) |
| CA (1) | CA1301268C (fr) |
| FR (1) | FR2625855B1 (fr) |
| WO (1) | WO1989006805A1 (fr) |
Families Citing this family (11)
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|---|---|---|---|---|
| DE9315875U1 (de) * | 1993-10-18 | 1993-12-16 | Siemens AG, 80333 München | Vorrichtung zur Einkopplung bzw. zum Empfang von elektrischen Signalen in ein bzw. aus einem Energieübertragungskabel |
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