CH704816B1

CH704816B1 - Method and connection device for very low frequency or direct current AC measurement instrumentation of the linear resistance of power cables consisting of concentric layers of conductive wires.

Info

Publication number: CH704816B1
Application number: CH00579/11A
Authority: CH
Inventors: Lavanchy Gérard; Rossier Marc-Henri
Original assignee: Lavanchy Electronique
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2018-05-31
Also published as: CH704816A2

Abstract

Destiné à une instrumentation de mesure de la résistance linéique d’un câble constitué d’un assemblage de conducteurs, l’invention décrit un procédé et le dispositif pour sa mise en œuvre propres à réaliser une connexion de qualité améliorée par le moyen de quatre paires de mors 1, 2, 3 et 4 à effets progressifs à chaque extrémité du tronçon en mesure du dit câble.Intended for an instrumentation for measuring the linear resistance of a cable consisting of a conductor assembly, the invention describes a method and the device for its implementation suitable for making a connection of improved quality by means of four pairs. jaws 1, 2, 3 and 4 progressive effects at each end of the section in measurement of said cable.

Description

Description [0001] A titre d’exemple non limitatif, on connaît les procédés et dispositifs décrits dans les brevets CH 542 447, CH 666 750 et CH 693 830. Le brevet CH 542 447 décrit le circuit usuel connu (dérivé du pont de Kelvin) de la boucle de mesure (conducteur à mesurer - transformateurs - points de mesure de la chute de tension). Les procédés et dispositifs décrits dans CH 542 447 et CH 666 750, parfaitement adaptés à la mesure de câbles constitués de fils de cuivre, montrent toutefois une limite dans la précision de mesure de câbles à conducteurs aluminium. Le procédé et le dispositif décrit dans CH 693 830 permet une bonne mesure de câbles aluminium, mais se révèle insuffisant dans le cas des très grosses sections de câbles aluminium apparaissant actuellement sur le marché. La raison en est l’augmentation de la difficulté d’obtenir une homogénéité satisfaisante de la répartition du courant dans le tronçon de câble en mesure entre les conducteurs individuels des couches concentriques de l’assemblage, la conduction radiale étant limitée par la qualité aléatoire de leur contact, l’aluminium étant par nature rapidement recouvert d’une très fine pellicule d’oxyde qu’il s’agit de rompre par compression en de multiples points de contact.Description [0001] By way of non-limiting example, the methods and devices described in patents CH 542 447, CH 666 750 and CH 693 830 are known. Patent CH 542 447 describes the known usual circuit (derived from the Kelvin bridge). ) of the measuring loop (conductor to be measured - transformers - measuring points of the voltage drop). The methods and devices described in CH 542 447 and CH 666 750, which are perfectly suitable for measuring cables made of copper wires, nevertheless show a limit in the measurement accuracy of aluminum conductor cables. The method and the device described in CH 693 830 allows a good measure of aluminum cables, but is insufficient in the case of very large sections of aluminum cables currently appearing on the market. The reason is the increase of the difficulty of obtaining a satisfactory homogeneity of the distribution of the current in the section of cable in measurement between the individual conductors of the concentric layers of the assembly, the radial conduction being limited by the random quality of their contact, aluminum is by nature rapidly covered by a very thin film of oxide that is to break by compression at multiple points of contact.

[0002] La présente invention concerne la connexion d’une portion rectiligne d’un câble aluminium de très forte section constitué de conducteurs unitaires assemblés en couches selon des hélices concentriques en sens à chaque fois inversé, les conducteurs se croisant ainsi d’une couche à l’autre, au circuit de courant d’une instrumentation de mesure de type connu de la résistance linéique où l’on mesure la chute de tension selon un tronçon de longueur définie créée par la circulation d’un courant d’intensité connue, ce mode de connexion visant à une répartition aussi homogène que possible du courant entre les conducteurs unitaires.The present invention relates to the connection of a rectilinear portion of a very strong section aluminum cable consisting of unitary conductors assembled in layers in concentric helices in each inverted direction, the conductors intersecting and a layer to the other, to the current circuit of a measurement instrumentation of known type of the linear resistance where the voltage drop is measured along a section of defined length created by the circulation of a current of known intensity, this mode of connection aimed at a distribution as homogeneous as possible of the current between the unitary conductors.

[0003] Comme dans le cas des dispositifs décrits dans les brevets CH 542 447 et CH 693 830, les divers organes sont solidaires d’un bâti comprenant les mors de connexion au câble, les transformateurs de tension et de courant, ainsi que les organes de contact pour la mesure de la chute de tension sur un tronçon de longueur prédéterminée, les transformateurs de tension et de courant étant de préférence situés de part et d’autre du tronçon de mesure de la tension, les mors extérieurs étant reliés entre eux par le bâti qui referme la boucle de courant, d’autres dispositions étant possibles. Ces dispositifs étant connus, ils ne feront pas l’objet de plus ample description.As in the case of the devices described in patents CH 542 447 and CH 693 830, the various members are integral with a frame comprising the jaws for connection to the cable, the voltage and current transformers, and the organs of contact for measuring the voltage drop over a predetermined length section, the voltage and current transformers being preferably located on either side of the voltage measuring section, the outer jaws being connected to one another by the frame that closes the current loop, other arrangements being possible. These devices being known, they will not be the subject of further description.

[0004] L’invention comprend un procédé de connexion selon la revendication 1 ansi qu’un appareillage de connexion selon la revendication 2.The invention comprises a connection method according to claim 1 ansi connection apparatus according to claim 2.

[0005] Une première paire de mors dits principaux assure la connexion au circuit de courant, suivie d’une deuxième paire de mors destinée à réaliser l’équipotentialité des conducteurs de la couche extérieure, d’une troisième paire de mors créant des points de contact supplémentaires entre les conducteurs des couches internes et enfin d’une quatrième paire de mors destinée à réaliser l’équipotentialité finale des conducteurs de la couche extérieure. La combinaison de ces mors successifs a pour fonction d’assurer progressivement le long du câble, de part et d’autre du tronçon de mesure de la chute de tension, des contacts directs ou indirects satisfaisants de chaque conducteur individuel avec l’ensemble de ceux des différentes couches en transmettant la contrainte mécanique nécessaire pour obtenir une répartition aussi uniforme que possible du courant de mesure en provoquant de multiples ruptures de la pellicule d’oxyde aux points de contact des conducteurs se croisant avec ceux des couches successives ou en périphérie avec les mors des deuxièmes et troisièmes paires.A first pair of said major jaws provides the connection to the current circuit, followed by a second pair of jaws for achieving the equipotentiality of the conductors of the outer layer, a third pair of jaws creating points of additional contact between the conductors of the inner layers and finally a fourth pair of jaws for achieving the final equipotentiality conductors of the outer layer. The combination of these successive jaws has the function of gradually ensuring along the cable, on either side of the measuring section of the voltage drop, satisfactory direct or indirect contacts of each individual driver with all of those of the different layers by transmitting the mechanical stress necessary to obtain a distribution as uniform as possible of the measurement current by causing multiple breaks in the oxide film at the contact points of the conductors intersecting with those of the successive layers or at the periphery with the the second and third pairs.

[0006] Cette répartition permet de limiter autant que possible la force de serrage et en conséquence la déformation plastique du câble, cette force de serrage pouvant atteindre plusieurs dizaines de tonnes. Lors de l’utilisation, l’opérateur a la possibilité de se référer à une tabelle indiquant par l’expérience la force optimale du serrage pour un câble d’un type donné, cette force étant fournie par un générateur hydraulique à pression réglable et mesurée par un manomètre. L’opérateur peut également vérifier que la mesure de résistance ne varie pas lorsque la force est augmentée. Cet essai est pratiqué de préférence en tête de fabrication du câble, là où une déformation permanente n’a pas d’importance, cette partie étant usuellement coupée lors des phases ultérieures de fabrication.This distribution allows to limit as much as possible the clamping force and therefore the plastic deformation of the cable, this clamping force of up to several tens of tons. In use, the operator has the possibility to refer to a tabelle indicating by experience the optimum clamping force for a cable of a given type, this force being provided by a hydraulic generator with adjustable pressure and measured by a manometer. The operator can also verify that the resistance measurement does not change when the force is increased. This test is preferably performed at the cable manufacturing head, where a permanent deformation is not important, this part being usually cut in subsequent phases of manufacture.

[0007] Comme indiqué plus haut, la force de serrage doit être considérable, pouvant atteindre plusieurs dizaines de tonnes dans le cas de câbles de très forte section. Il est donc nécessaire de prévoir une forme des mors dont l’effet n’engendre pas une déformation permanente du câble sous forme de blessures aux extrémités des dits mors. A cet effet leur forme et/ou leur résistance mécanique est réalisée de manière telle que la contrainte sur le câble soit diminuée aux extrémités des dits mors. Le simple enroulement puis déroulement du câble lors des opérations successives qu’il subira ultérieurement devant suffire à rétablir la géométrie prévue sans qu’il n’en résulte des difficultés lors de la pose de l’isolation. Si cette condition ne peut être remplie, la mesure sera faite sur un tronçon de câble en extrémité d’une longueur de fabrication. La description ci-dessus se rapporte à des câbles de section circulaire. Dans le cas de câbles à section non circulaire, la forme des mors doit être adaptée, préférentiellement au moyen de pièces additionnelles spécifiques à une forme et une dimension de câble données, tout particulièrement en ce qui concerne les câbles de section sectorale, rectilignes ou hélicoïdaux mis dans cette forme par le passage dans une filière terminale adéquate de la machine d’assemblage et destinés à être isolés pour constituer des câbles souterrains triphasés ou assemblés avant isolation afin d’en améliorer la souplesse mécanique.As indicated above, the clamping force must be considerable, up to several tens of tons in the case of very strong cables section. It is therefore necessary to provide a shape of the jaws whose effect does not cause permanent deformation of the cable in the form of wounds at the ends of said jaws. For this purpose their shape and / or their mechanical strength is achieved in such a way that the stress on the cable is reduced at the ends of said jaws. The simple winding and unwinding of the cable during successive operations that will undergo later must suffice to restore the expected geometry without resulting in difficulties during the installation of the insulation. If this condition can not be fulfilled, the measurement will be made on a cable section at the end of a production length. The above description refers to circular section cables. In the case of cables with a non-circular cross-section, the shape of the jaws must be adapted, preferably by means of additional parts specific to a given shape and cable size, particularly with regard to sectional, straight or helical cables. put in this form by passing through an adequate terminal die of the assembly machine and intended to be isolated to form three-phase underground cables or assembled before isolation in order to improve the mechanical flexibility.

[0008] Le procédé de connexion d’un câble de forte section selon l’invention est caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes: A - Mise en place de l’appareillage de connexion sur une partie accessible du câble à mesurer (dans le cas d’une mesure en cours d’assemblage sur une machine) ou mise en place d’un échantillon coupé sur l’appareillage (dans le cas d’une mesure en laboratoire). B - Serrage simultané à chacune des extrémités par quatre paires de mors à action hydraulique comprimant simul tanément le câble à une pression suffisante, fonction des caractéristiques du câble, propre à rompre la couche d’oxyde en de multiples points de contact des conducteurs entre eux, mais sans que les conducteurs formant le câble subissent une déformation plastique: b1 - les premières paires de mors effectuent une compression de la corde et créent des points de contact par rupture en de multiples points de croisement des conducteurs entre les différentes couches et assurent la connexion au circuit de courant de l’instrumentation de mesure, préférentiellement par l’intermédiaire d’un transformateur de tension coaxial à la corde, b2 - les deuxièmes paires de mors effectuent l’équipotentialité des conducteurs de la couche extérieure par contact périphérique avec les mors, b3 - les troisièmes paires de mors créent des points de contact supplémentaires entre les conducteurs des couches internes, b4 - les quatrièmes paires de mors réalisent l’équipotentialité finale des conducteurs de la couche extérieure par contact périphérique avec les mors.The method of connecting a strong section cable according to the invention is characterized in that it comprises the following steps: A - Setting up the connection equipment on an accessible part of the cable to be measured ( in the case of a measurement being assembled on a machine) or placing a cut sample on the equipment (in the case of a laboratory measurement). B - Simultaneous tightening at each end by four pairs of hydraulically acting jaws simultaneously compressing the cable at a sufficient pressure, depending on the characteristics of the cable, capable of breaking the oxide layer at multiple points of contact between the conductors , but without the conductors forming the cable undergo plastic deformation: b1 - the first pairs of jaws compress the rope and create points of contact by breaking at multiple points of intersection of the conductors between the different layers and provide the connection to the current circuit of the measurement instrumentation, preferably via a voltage transformer coaxial with the string, b2 - the second pairs of jaws effect the equipotentiality of the conductors of the outer layer by peripheral contact with the jaws, b3 - third jaw pairs create additional points of contact between the conductors of the inner layers, b4 - the fourth pairs of jaws realize the final equipotentiality of the conductors of the outer layer by peripheral contact with the jaws.

[0009] Le dispositif pour la mise en œuvre du procédé est caractérisé par la multiplicité des éléments de serrage: A - Il comprend au total 8 paires de mors, dont deux premières, deux deuxièmes, deux troisièmes et deux quatrièmes paires de mors, les mors de chaque paire étant électriquement connectés entre eux, mais chaque paire étant électriquement isolée par rapport aux autres; a1 - Les premières paires de mors, préférentiellement en forme de V, de longueur suffisante pour être en contact avec chaque conducteur individuel, sont agencées pour la connexion au circuit de courant de l’instrumentation de mesure, a2 - les deuxième et quatrième paires de mors sont semi-circulaires, au diamètre précis du câble, a3 - les troisièmes paires de mors sont préférentiellement en forme de V, de longueur suffisante pour être en contact avec chaque conducteur individuel, B - Le dispositif comprend en outre des moyens assurant un serrage simultané des paires de mors disposées symétriquement aux extrémités opposées du tronçon à mesurer de telle manière que le serrage soit: b1 - suffisant pour rompre la pellicule d’oxyde en de multiples points, b2 - sans que les conducteurs formant le câble soient déformés plastiquement.The device for the implementation of the method is characterized by the multiplicity of clamping elements: A - It comprises a total of 8 pairs of jaws, including two first, two second, two thirds and two fourth pairs of jaws, the jaws of each pair being electrically connected to each other, but each pair being electrically insulated from each other; a1 - The first pairs of jaws, preferably V-shaped, of sufficient length to be in contact with each individual conductor, are arranged for connection to the current circuit of the measurement instrumentation, a2 - the second and fourth pairs of jaws are semi-circular, with the precise diameter of the cable, a3 - the third pairs of jaws are preferably V-shaped, of sufficient length to be in contact with each individual conductor, B - The device further comprises means ensuring a clamping simultaneous pairs of jaws disposed symmetrically at the opposite ends of the section to be measured so that the clamping is: b1 - sufficient to break the oxide film at multiple points, b2 - without the conductors forming the cable are plastically deformed.

[0010] Le dispositif peut être muni de mors d’autres formes que celles décrites ci-dessus ou préférentiellement par l’insertion de pièces de contact intermédiaires entre les mors et le câble, de forme intérieure et de dimensions adaptées à celles de câbles de section sectorale, rectiligne ou hélicoïdale par exemple.The device may be provided with jaws of other shapes than those described above or preferably by the insertion of intermediate contact pieces between the jaws and the cable, of internal shape and dimensions adapted to those of cables. sectoral section, rectilinear or helical for example.

[0011] La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d’un exemple préféré non limitatif de réalisation et des dessins annexés dans lesquels:The present invention will be better understood with reference to the description of a preferred non-limiting embodiment and the accompanying drawings in which:

La fig. 1 représente une vue longitudinale en élévation de l’une des extrémités du tronçon de câble en mesure montrant la juxtaposition des paires de mors principaux et auxiliaires situées symétriquement à chacune des extrémités du tronçon de câble à mesurer (5), la première paire de mors, dits principaux (1) étant le plus à l’extérieur du tronçon de câble en mesure. C’est celle qui est reliée (9) au circuit de courant de l’instrumentation de mesure (non représenté). En deuxième position, la deuxième paire de mors (2), puis la troisième paire de mors (3) et enfin la quatrième paire de mors (4). A l’autre extrémité du tronçon en mesure (non représentée), hors du segment de mesure de la tension, les paires de mors se succèdent dans l’ordre inverse, un intervalle prédéfini étant laissé entre chaque paire de mors.Fig. 1 represents a longitudinal elevational view of one of the ends of the cable section in measurement showing the juxtaposition of the pairs of main and auxiliary jaws located symmetrically at each end of the cable section to be measured (5), the first pair of jaws , said main (1) being the outermost of the section of cable in measurement. It is the one that is connected (9) to the current circuit of the measurement instrumentation (not shown). In second place, the second pair of jaws (2), then the third pair of jaws (3) and finally the fourth pair of jaws (4). At the other end of the measured section (not shown), out of the voltage measuring segment, the pairs of jaws succeed in the reverse order, a predefined interval being left between each pair of jaws.

La fig. 2 représente une vue en plan de la dite juxtaposition. Comme indiqué plus haut, seules les paires de mors principaux (1) sont électriquement connectées (9) au circuit de courant de l’instrumentation de mesure (non représentée), constituant une boucle formée du câble à mesurer (5), d’un circuit de retour (non re-Fig. 2 is a plan view of said juxtaposition. As indicated above, only the pairs of main jaws (1) are electrically connected (9) to the current circuit of the measurement instrumentation (not shown) constituting a loop formed of the cable to be measured (5), a return circuit (not

Claims

presented), the current generator (not shown), the current measuring device (not shown) and the measuring contacts of the voltage drop over a predefined length (not shown), a known configuration and incidentally described in FIG. patent CH 542 447, all the other pairs of jaws being electrically isolated from each other, the assembly being mounted on a common construction (not shown) comprising the contact device of the voltage drop measured over a predetermined distance between the two groups of jaws. Fig. 3 is a cross-sectional view of the pair of V-shaped main jaws (6) in the open state. A similar configuration will preferably be used in third position in FIG. 1. Only the lower part (7) of the support is fixed, the upper part (8) is removable to allow the introduction of the assembled cable to be measured. Fig. 4 represents a cross-sectional view of the first (2) and third (4) pair of jaws in the open state, upper part (8) of the partially raised support. Apart from the dimensions and the mounting method of the assembly on a common construction, the members of FIGS. 1 and 2 are preferably similar to those described in FIG. 1 of patent CH 693 830. Claims

1. Connection method for measuring the linear resistance of a cable of large section, consisting of conductors assembled in layers in concentric helices in each inverted direction, characterized in that it comprises the following steps: Setting up a switchgear comprising two sets of four pairs of hydraulically-acting jaws by placing the assemblies at the ends of an accessible portion of the cable to be measured in the case of a measurement being assembled on a machine or by placing the assemblies at the ends of a sample of said cable in the case of a laboratory measurement. B - simultaneous clamping of the four pairs of jaws of each set to compress the cable to a pressure, depending on the characteristics of the cable, capable of breaking the oxide layer covering each conductor at multiple points of contact of said conductors with each other, but without that the conductors forming the cable undergo a plastic deformation in which: b1 - the first pairs of jaws, connected to the current circuit of a measuring instrumentation, compress the cable and create points of contact between the different layers by breaking of the oxide layer at multiple crossing points of the conductors and providing the connection to the current circuit of the measurement instrumentation, preferably via a voltage transformer coaxial with the cable, b2 - the second pairs of jaws ensure the equipotentiality of the conductors of the outer layer by peripheral contact, b3 - the three Thirty pairs of jaws create, by compression, additional points of contact between the conductors of the inner layers, b4 - the fourth pairs of jaws provide the final equipotentiality of the conductors of the outer layer by peripheral contact.

2. Connection apparatus for carrying out the method according to claim 1 characterized in that it comprises: A - two sets of four pairs of jaws, each formed of a first, a second, a third and a fourth pair of jaws, the jaws of each pair being electrically connected to each other, but each pair being electrically insulated from the others and a1 - the first pairs of jaws, preferably V-shaped, of sufficient length to be in contact with each other; contact with each conductor of the outer layer of the cable to be measured, are arranged for connection to the current circuit of the measuring instrumentation, a2 - the second and fourth pairs of jaws are semicircular, with the precise diameter of the cable to be measured , a3 - the third pairs of jaws, preferably V-shaped, are of sufficient length to be in contact with each conductor of the outer layer of the cable of m the apparatus further comprising means for simultaneously clamping the pairs of jaws of each set symmetrically arranged at the opposite ends of the cable to be measured such that the clamping is: b1 - sufficient to break the oxide layer at multiple points, b2 - without the conductors forming the cable to be measured being plastically deformed.

3. Apparatus for connection according to claim 2 characterized by intermediate contact pieces arranged to be inserted between some of said jaws and the cable, of internal shape and dimensions adapted for example to those sectoral section cables, rectilinear or helical.