FR2486738A1

FR2486738A1 - Electrical underwater communication system - has receiver connected to pins of low voltage plug in which leakage currents are relatively small in event of insulation breakdown

Info

Publication number: FR2486738A1
Application number: FR8015350A
Authority: FR
Inventors: Jacques Nusbaumer
Original assignee: Societe National Elf Aquitaine
Current assignee: Societe National Elf Aquitaine
Priority date: 1980-07-10
Filing date: 1980-07-10
Publication date: 1982-01-15
Also published as: FR2486738B1

Abstract

An electrical transmission system is a conductive medium such as water comprises a supply voltage (uc) typically a battery (1) coupled through twin conductors (5,6) to a receiver typically a relay (2) whose coil (3) controls a pair of contacts (4). The relay connects with the conductors through a two-pin plug (7). The voltage across the relay coil is arranged to be small in relation to the supply voltage and the relay coil resistance is chosen such that any leakage current which develops across the plug pins is low in comparison with the coil operating current. The operating threshold current of the coil is chosen to be equal to or less than the difference between the coil nominal current and the leakage current. The voltage across the plus pins is typically 2.3v with a 1mA leakage current, 10mA nominal coil current and 2v relay operating voltage. The low leakage current reduces corrosion risk. Sensitivity to leakage is reduced.

Description

Système électrique de transmission en milieu conducteur.Electrical transmission system in a conductive environment.

La présente invention concerne un système électrique de transmission en milieu conducteur ou humide et, plus particulièrement, un systeme électrique de transmission comprenant un organe immergédans l'eau. The present invention relates to an electrical transmission system in a conductive or humid environment and, more particularly, an electrical transmission system comprising a member immersed in water.

Un système de transmission entre un poste donneur d'ordre et un poste récepteur d'ordre a pour fonction d'assurer la transmission de signaux de télécommande émis par le poste donneur d'ordre vers le poste récepteur d'ordre et inversement lorsqu'il s'agit de signaux de télésignalisation. A transmission system between an ordering station and an order receiving station has the function of ensuring the transmission of remote control signals transmitted by the ordering station to the order receiving station and vice versa when it these are remote signaling signals.

La transmission est assurée par asservissement de deux contacts associés, l'un au poste donneur d'ordre, et l'autre au poste récepteur d'ordre. Transmission is ensured by slaving of two associated contacts, one at the ordering station, and the other at the ordering station.

Lorsqu'un nombre important de signaux de télécommande et/ou de télésignalisation doit circuler entre les deux postes, on utilise essentiellement deux méthodes de codage série ou parallèle qui permettent de réduire le nombre de fils de liaison. When a large number of remote control and / or remote signaling signals must circulate between the two stations, two methods of serial or parallel coding are essentially used which make it possible to reduce the number of connecting wires.

Dans la méthode de codage série, le système de transmission utilise seulement deux fils de liaison, c'est-a-dire une seule paire, aussi bien dans la voie de télécommande que dans la voie de télésignalisation. In the serial coding method, the transmission system uses only two connecting wires, that is to say a single pair, both in the remote control channel and in the remote signaling channel.

Dans la méthode de codage parallele, plusieurs paires sont nécessaires dans chaque sens de la transmission. I1 s'ensuit que plusieurs paires de contacts sont utilisées, au moins une paire pour chaque voie. In the parallel coding method, several pairs are required in each direction of transmission. It follows that several pairs of contacts are used, at least one pair for each channel.

Dans de très nombreuses applications, au moins un des deux postes est situé dans une ambiance humide ou, tout au moins, la liaison entre lesdites postes est réalisée travers un milieu conducteur, par l'intermédiaire d'un câble électrique multiconducteur et d'une prise électrique de raccordement. In very many applications, at least one of the two stations is located in a humid atmosphere or, at the very least, the connection between said stations is carried out through a conducting medium, by means of a multiconductive electric cable and a electrical connection socket.

Or, le plus souvent, c'est la prise de courant qui constitue le point faible du système. Les difficultés proviennent de ce que l'isolement électrique entre la prise de contact et le poste donneur ou récepteur, raccordé a ladite prise, peut s'averer défectueux. Il s'ensuit, dans ce cas, l'établissement d'un courant de fuite entre les broches de la prise de contact, le courant de fuite ainsi créé, produit une modification du régime des courants et des- tensions qui peut affecter le fonctionnement du système. However, most often, it is the outlet that constitutes the weak point of the system. The difficulties arise from the fact that the electrical isolation between the contact point and the donor or receiver station, connected to said socket, may prove to be defective. It follows, in this case, the establishment of a leakage current between the pins of the contact, the leakage current thus created, produces a modification of the regime of currents and voltages which can affect the operation. of the system.

Certes, on pourrait élever le "seuil de fonctionnement en courant" de l'organe récepteur pour réduire l'influence du courant de fuite, mais cettesolution ne pourrait s'appliquer économiquement qu'à des liaisons de longueur modeste car elle requiert, pour utiliser des organes récepteurs de sensibilité courante (cas des Télésignalisations), des fils de liaison de faible résistance électrique, donc de forte section. Enfin, la pose de câbles multiconducteurs à forte section demande des moyens importants, ce qui aggrave d'autant le cout du système. Admittedly, one could raise the "current operating threshold" of the receiving member to reduce the influence of the leakage current, but this solution could only be applied economically to links of modest length because it requires, to use receiving organs of current sensitivity (case of remote signaling), connecting wires of low electrical resistance, therefore of large section. Finally, laying multicore cables with a large cross section requires significant resources, which further increases the cost of the system.

La présente invention a pour but de pallier aux inconvénients précités et de proposer un système qui soit simple dans sa conception et fiable dans son fonctionnement. The present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks and to propose a system which is simple in its design and reliable in its operation.

Un objet de la présente invention est un système du type comportant une source de tension d'alimentation reliée à travers un contact de commande par des conducteurs à une prise de courant sur les broches de laquelle est connecté un récepteur, ladite prise de courant étant immergée dans le milieu conducteur, et qui est caractérisé en ce qu'aux bornes de la prise de courant est établie-une faible tension et en ce que la résistance du récepteur est telle que le courant de fuite susceptible de s'établir entre lesdites broches de la prise de courant, lorsqu'il se produit un défaut d'isolement dans ladite prise de courant soit faible devant le courant nominal de fonctionnement du récepteur dont le seuil de fonctionnement est inférieur à la différence entre le courant nominal et le courant de fuite. An object of the present invention is a system of the type comprising a supply voltage source connected through a control contact by conductors to a socket on the pins of which a receiver is connected, said socket being immersed in the conductive medium, and which is characterized in that at the terminals of the power outlet is established -a low voltage and in that the resistance of the receiver is such that the leakage current capable of being established between said pins of the outlet, when an insulation fault occurs in said outlet is low compared to the nominal operating current of the receiver whose operating threshold is less than the difference between the nominal current and the leakage current.

Un avantage de la présente invention réside dans le fait que le système est insensible aux défauts d'isolement susceptibles d'apparaître au voisinage de la prise de contact. An advantage of the present invention lies in the fact that the system is insensitive to insulation faults which may appear in the vicinity of the contact.

Un autre avantage est qu'il consomme une très faible énergie, tout en ayant une grande portée, puisqu'il peut être incorporé dans les systèmes ot la distance entre les postes est de l'ordre de plusieurs kilomètres. Another advantage is that it consumes a very low energy, while having a large range, since it can be incorporated in systems ot the distance between the stations is of the order of several kilometers.

Un autre avantage réside dans le fait que la tension entre broches étant faible, il en est de même du courant de fuite, ce qui réduit considérablement les risques de corrosion électrolytique, en cas de défaut d'isolement. Another advantage lies in the fact that the voltage between pins is low, it is the same for the leakage current, which considerably reduces the risks of electrolytic corrosion, in the event of insulation fault.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront à la lecture de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, ainsi que du dessin annexé, sur lequel
la figure 1 est une représentation schématique du système selon l'invention, utilisé dans une télécommande à une seule voie
la figure 2 est une représentation schématique du système selon l'invention, utilisé dans une télésignalisation à une seule voie.Other advantages and characteristics will emerge on reading several embodiments given by way of nonlimiting examples, as well as the appended drawing, in which
Figure 1 is a schematic representation of the system according to the invention, used in a single channel remote control
FIG. 2 is a schematic representation of the system according to the invention, used in a single-channel remote signaling.

En se référant à la figure 1, relative à une télécom- mande, le système comprend un poste donneur d'ordre ou de conduite 1 représenté sous la forme d'une batterie de tension Uc et relié à un poste récepteur ou conduit 2 représenté sous la forme d'un relais comportant une bobine 3 et un contact 4 par deux conducteurs 5 et 6. Le raccordement du poste conduit 2 ou plus exactement de la bobine 3 aux conducteurs 5 et 6 est effectué au moyen d'une prise de courant 7 comprenant deux broches 8. Sur le conducteur 5 est monté un contact 9 dont la fermeture asservit le contact 4 du poste conduit 2. Ainsi, lorsque le contact 9 est fermé, un courant circule dans les conducteurs 5 et 6 et dans la bobine 3. Par contre, lorsque le contact 9 est ouvert, aucun courant ne circule dans les conducteurs et la bobine 3 est désexcitée.Selon l'invention, on monte dans le système une prise de courant dont la tension entre les broches est de l'ordre de quelques volts, par exemple 2,3 V avec un courant de fuite qui dépend de la conductivité du milieu ambiant autour de la prise de courant, de l'ordre du milliampère. De plus, on utilise un relais dans le poste conduit 2 dont la tension de seuil est inférieure à la tension entre les broches 8 de la prise de courant 7, cette tension de seuil étant par exemple égale à 2 V. Referring to FIG. 1, relating to a remote control, the system comprises an ordering or driving station 1 represented in the form of a voltage battery Uc and connected to a receiving station or conduit 2 represented under the form of a relay comprising a coil 3 and a contact 4 by two conductors 5 and 6. The connection of the station leads 2 or more exactly from the coil 3 to the conductors 5 and 6 is carried out by means of a socket outlet 7 comprising two pins 8. A contact 9 is mounted on the conductor 5, the closure of which controls the contact 4 of the conduit station 2. Thus, when the contact 9 is closed, a current flows in the conductors 5 and 6 and in the coil 3. On the other hand, when the contact 9 is open, no current flows in the conductors and the coil 3 is de-energized. According to the invention, a socket is installed in the system whose voltage between the pins is of the order of a few volts, for example 2.3 V with a leakage current q ui depends on the conductivity of the ambient environment around the socket, of the order of a milliampere. In addition, a relay is used in the conduit station 2 whose threshold voltage is lower than the voltage between the pins 8 of the socket 7, this threshold voltage being for example equal to 2 V.

Si R/2 est la résistance de chaque conducteur 5, 6, supposés identiques, r la résistance de la bobine du relais 3, 4, I la somme du courant i qui traverse la bobine (3) du relais (2) et du courant de fuite If entre broches (8) de la prise, alors la tension d'alimentation Ucdu poste conduit est définie par la relation
Uc = V + R i + RI f avec V = R i. If R / 2 is the resistance of each conductor 5, 6, assumed to be identical, r the resistance of the coil of the relay 3, 4, I the sum of the current i which flows through the coil (3) of the relay (2) and the current leakage If between pins (8) of the socket, then the supply voltage Uc of the duct station is defined by the relation
Uc = V + R i + RI f with V = R i.

Dans la première formule, on remplace i par la valeur
V r tirée de la deuxième formule et on obtient la relation
U = R + r V V + RIf
c r f
En remplaçant V et If par les valeurs indiquées précé demment, Uc est alors égale à Uc = R + r . 2,3 + 10 3 R.In the first formula, we replace i by the value
V r taken from the second formula and we obtain the relation
U = R + r VV + RIf
crf
By replacing V and If with the values indicated above, Uc is then equal to Uc = R + r. 2.3 + 10 3 R.

r
En l'absence de défaut d'isolement, c'est-à-dire en absence de courant de fuite, la tension aux bornes de la bobine 3 est égale à
v r 2,3V R -3
v = 2,3 + r+R
Lorsqu'il y a un défaut d'isolement, c'est-à-dire en présence d'un courant de fuite, la tension v' aux bornes de la bobine 3 se déduit de la valeur ci-dessus en retranchant la chute de tension due au courant de fuite qui est égale à R. 3 R. Alors, cette tension v' est égale à 2,3 V. r
In the absence of an insulation fault, that is to say in the absence of leakage current, the voltage across the terminals of the coil 3 is equal to
vr 2,3V R -3
v = 2.3 + r + R
When there is an insulation fault, that is to say in the presence of a leakage current, the voltage v 'across the terminals of the coil 3 is deduced from the above value by subtracting the drop from voltage due to the leakage current which is equal to R. 3 R. Then, this voltage v 'is equal to 2.3 V.

Comme le seuil de fonctionnement du relais 2 a été fixé à 2 v, on peut constater qu'il sera excité après fermeture du contact 9, même en cas de défaut d'isolement, puisque la tension à l'entrée sera de 2,3 V. As the operating threshold of relay 2 has been set at 2 v, we can see that it will be energized after contact 9 is closed, even in the event of an insulation fault, since the input voltage will be 2.3 V.

Le système selon l'invention appliqué à la télésignalisation dont la représentation très schématique est donnée sur la figure 2, se déduit du précédent par le fait que c'est la fermeture du contact 10 du poste conduit qui délivre un signal de télésignalisation sur un relais ou tout autre organe équivalent 11 monté dans le poste de conduite 12 comprenant également une source de tension Us. Lors de la fermeture du contact 10, le relais 11 qui était désexcite, est excité si son seuil de fonctionnement est inférieur à la tension appli quée à ses bornes. The system according to the invention applied to remote signaling, the very schematic representation of which is given in FIG. 2, is deduced from the previous one by the fact that it is the closure of contact 10 of the conduit station which delivers a remote signaling signal to a relay or any other equivalent member 11 mounted in the driving position 12 also comprising a voltage source Us. When the contact 10 is closed, the relay 11 which was de-energized is energized if its operating threshold is lower than the applied voltage at its terminals.

Pour une télésignalisation sous-marine, et pour une tension entre les broches 8 et un courant de fuite respective ment égaux à 2,3 v et 10 3 A, la tension Us est égale à
-3 2,3 v + 10 (R + r). For submarine remote signaling, and for a voltage between pins 8 and a leakage current respectively equal to 2.3 v and 10 3 A, the voltage Us is equal to
-3 2.3 v + 10 (R + r).

I1 est aisé de vérifier qu'en l'absence de défaut ou de courant de fuite, le courant traversant le relais 11 est égal à 2,3 v + 10-3 3 A, alors qu'en présence du courant de
R+r fuite, seul ce dernier traverse ledit relais 11. Pour que le relais puisse fonctionner dans toutes les conditions, il faut que son seuil de fonctionnement soit compris entre 10 -3 A et 2300 < R+r + 1) milliampère. It is easy to verify that in the absence of a fault or leakage current, the current passing through the relay 11 is equal to 2.3 v + 10-3 3 A, while in the presence of the
R + r leakage, only the latter crosses said relay 11. In order for the relay to operate under all conditions, its operating threshold must be between 10 -3 A and 2300 <R + r + 1) milliamp.

Dans tout ce qui précède, on a fait mention d'un relais 2 ou 11. I1 va de soi qu'il peut être remplacé par tout autre organe électronique ou optoélectronique équivalent satisfaisant aux mêmes caractéristiques d'entrée. In all of the foregoing, mention has been made of a relay 2 or 11. It goes without saying that it can be replaced by any other equivalent electronic or optoelectronic device satisfying the same input characteristics.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. Bien que dans la description on ait fait référence à un système alimenté en courant continu, les avantages mentionnés restent valables pour une alimentation en courant alternatif ou, plus généralement, en courant pulsé. Of course, the invention is in no way limited to the example described and shown, it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art, depending on the applications envisaged and without departing from the scope of the invention. 'invention. Although in the description reference was made to a system supplied with direct current, the advantages mentioned remain valid for a supply with alternating current or, more generally, with pulsed current.

Claims

1. An electrical transmission system in a conductive medium of the type comprising a supply voltage source connected by conductors to a socket on the pins of which a receiver is connected, said socket being immersed in the conductive medium, characterized in that at the terminals of the outlet is established a low voltage with respect to the supply voltage and in that the resistance of the receiver is such that the leakage current which is established between said pins of the outlet current, when an insulation fault occurs in said socket, is low compared to the nominal operating current of the receiver whose operating threshold is equal, and preferably lower, to the difference between the nominal current and the current of. flight.

2. System according to claim 1, of the type in which the receiver and the current outlet are immersed in the conducting medium, characterized in that the leakage current is approximately equal to one tenth of the nominal current.

3. Systems according to claim 2, characterized in that the leakage current is equal to one milliampere and the voltage across the terminals equal to 2.3 V.

4. System according to claim 3, characterized in that the voltage of the receiver operating threshold is equal to 2 V.

5. System according to claim 1, of the type in which the receiver is disposed outside of the conductive medium, characterized in that in the event of an insulation fault the current passing through said receiver is equal to the leakage current, the operating threshold then being adjusted between the value of the leakage current and the value of the current passing through said receiver in the absence of an insulation fault.