FR2640845A1 - ELECTRICAL FENCE WITH CONTROLLER INCORPORATED - Google Patents
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Abstract
Description
CLOTURE ELECTRIQUE A CONTROLEUR INCORPOREELECTRICAL FENCE WITH CONTROLLER INCORPORATED
On connaît bien les clôtures électriques envoyant des impulsions de fort voltage, à intervalles réguliers, sur un fil conducteur entourant ou divisant un champ o pâturent des animaux. On sait également que de telles clôtures électriques peuvent être utilisées pour éviter l'intrusion de personnes dans une enceinte. L'efficacité d'une clôture électrique diminue lorsque des herbes touchent le fil; ces herbes court- circuitent les impulsions qui doivent normalement traverser l'animal ou Electrical fences are known to send high voltage pulses at regular intervals over a wire surrounding or dividing a field where animals graze. It is also known that such electric fences can be used to prevent the intrusion of people into an enclosure. The effectiveness of an electric fence decreases when grass touches the wire; these herbs short the impulses that must normally pass through the animal or
la personne venant en contact avec le fil. the person coming into contact with the wire.
Les utilisateurs sont à la recherche de moyens de contrôle pour vérifier l'état de la clôture, c'est-à-dire son isolement par rapport au sol, et être ainsi rassurés sur Users are looking for means of control to check the condition of the fence, ie its isolation from the ground, and thus be reassured about
l'efficacité de la clôture.the effectiveness of the fence.
Une méthode rudimentaire consiste à mettre une main à terre et à toucher le fil au A rudimentary method is to put a hand to the ground and touch the wire at
moyen d'une longue herbe qui amortit le choc électrique. medium of a long grass that dampens the electric shock.
Des moyens plus élaborés existent, consistant en un diviseur de tension à résis- More elaborate means exist, consisting of a resistive voltage divider
tances, associé à un détecteur. L'une des extrémités du pont de résistances est mise à terre par un petit piquet de prise de terre, I'autre extrémité étant posée sur le fil électrifié.Le détecteur associé au pont de résistances (lampes à seuil d'allumage ou voltmètre numérique alimenté par une pile) permet alors d'évaluer le voltage restant associated with a detector. One of the ends of the resistor bridge is grounded by a small ground stake, the other end being placed on the electrified wire. The detector associated with the resistor bridge (ignition threshold lamps or digital voltmeter powered by a battery) allows then to evaluate the remaining voltage
sur le fil de clôture.on the fence wire.
La présente invention décrit un électrificateur comportant un système de mesure d'isolement intégré au boîtier de la clôture électrique et ne comportant aucune source The present invention describes an energizer having an insulation measurement system integrated into the enclosure of the electric fence and having no source
d'énergie auxiliaire.auxiliary energy.
L'électrificateur décrit est du type "à décharge de condensateur", mais il peut être The energizer described is of the "capacitor discharge" type, but it can be
également du type " à injection d'alternances du réseau". also of the type "alternating injection network".
Un schéma permettant de mieux décrire le principe de l'invention est représenté par A diagram for better describing the principle of the invention is represented by
la figure 1.Figure 1.
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Le condensateur C est chargé par un bloc d'alimentation A connecté à la source The capacitor C is charged by a power supply A connected to the source
d'énergie: le secteur, un accu ou une pile. Le condensateur C est déchargé à inter- of energy: the sector, a battery or a battery. Capacitor C is discharged at inter-
valles réguliers, supérieurs à une seconde, au moyen de l'interrupteur I dans le pri- regular valleys, greater than one second, by means of switch I in the
maire du transformateur principal T. Le transformateur T a pour rôle d'élever la tension de l'impulsion et d'assurer, parti- main transformer T. The role of the transformer T is to raise the voltage of the pulse and to ensure, particularly
culièrement dans le cas d'une alimentation par le réseau secteur, I'isolement indis- especially in the case of mains power supply, the indiscriminate isolation
pensable entre la source d'énergie et le circuit de clôture. thinkable between the energy source and the fence circuit.
Un diviseur de tension R1-R2 est composé de plusieurs résistances mises en série afin d'éviter les claquages dus à la haute tension. La tension de sortie de l'impulsion, associée à une certaine notion de durée de l'impulsion, détermine l'énergie restant sur la ligne pour donner une décharge douloureuse à l'animal ou à l'homme touchant le fil. Cette énergie décroît quand l'isolement du fil de clôture par rapport à la terre est A voltage divider R1-R2 consists of several resistors placed in series to prevent breakdowns due to high voltage. The output voltage of the pulse, associated with a certain notion of duration of the pulse, determines the energy remaining on the line to give a painful discharge to the animal or to the man touching the wire. This energy decreases when the isolation of the fence wire from the earth is
dégradé par des végétaux touchant le fil ou par des isolateurs défectueux. degraded by plants touching the wire or by defective insulators.
L'impulsion, divisée par le pont de résistances, est envoyée dans un système de me- The impulse, divided by the resistance bridge, is sent to a control system.
sure M qui a pour rôle: -a- d'intégrer l'impulsion avec une constante de temps suffisante pour éliminer les pics de tension dont la durée est trop brève pour être significative au plan de la douleur ressentie par l'animal touchant le fil; -b- de détecter la valeur crête de la tension ainsi intégrée et de la numériser; -c- d'attaquer un cadran numérique qui affiche à chaque impulsion une valeur sure M whose role is: -to integrate the pulse with a constant time sufficient to eliminate voltage peaks whose duration is too short to be significant in terms of the pain felt by the animal touching the wire ; -b- to detect the peak value of the voltage thus integrated and to digitize it; -c- to attack a digital dial which displays at each pulse a value
proportionnelle à la tension crête détectée. proportional to the peak voltage detected.
La valeur affichée peut aller de 0 à 99 (ou 99,9) et indique alors une sorte de pour- The displayed value can range from 0 to 99 (or 99.9) and then indicates a sort of
centage de l'isolement de la clôture. centage of the isolation of the fence.
L'affichage peut également se faire en utilisant un barre-graphe, ou un système a ai- The display can also be done using a bar-graph, or a system a ai-
guille mobile; la lecture est alors plus intuitive. mobile guille; reading is then more intuitive.
Le module de mesure M est alimenté par un système de redresseurs D, de conden- The measurement module M is powered by a system of rectifiers D, of conden-
sateurs C1,C2... et de résistances R3,R4..., tous ces composants étant connectés suivant un schéma redresseur/stabilisateur de tension bien connu; I'ensemble forme alors un circuit qui est relié d'une part à la sortie "terre" de la clôture, et d'autre part à C1, C2 ... and resistors R3, R4 ..., all of these components being connected according to a well-known voltage rectifier / voltage stabilizer scheme; The ensemble then forms a circuit which is connected on the one hand to the "earth" exit of the fence, and on the other hand to
un point K ou l'on génère une tension alternative ou impulsionnelle ou continue. a point K where an alternating or pulsed or continuous voltage is generated.
Pour les électrificateurs alimentés par un accu ou une pile, la sortie "terre" de la clô- For energizers powered by a battery or battery, the "earth" output of the enclosure
ture peut être reliée à l'une des bornes de l'accu ou de la pile, et le point K à l'autre borne de l'accu ou de la pile. It can be connected to one of the battery or battery terminals, and point K to the other terminal of the battery or battery.
Pour les électrificateurs alimentés par le réseau, il est indispensable d'isoler galvani- For energizers supplied by the network, galvanic isolation is essential.
quement le circuit "terre" + "clôture" du circuit du primaire du transformateur principal qui est lui-même relié au réseau.Le point K ne peut donc être directement relié à only the "earth" + "fence" circuit of the primary circuit of the main transformer which is itself connected to the grid. The point K can not therefore be directly connected to
l'alimentation principale.the main power supply.
L'isolement peut être obtenu de deux manières différentes: -a- Le point K est alimenté par un transformateur T2 comme représenté sur la figure 2. Le primaire du transformateur T2 est relié au réseau alternatif; le secondaire Isolation can be obtained in two different ways: -a- The point K is fed by a transformer T2 as shown in Figure 2. The transformer primary T2 is connected to the AC network; The secondary
est connecté entre la sortie "terre" et le point K. L'isolement entre le primaire et le se- is connected between the output "earth" and the point K. The isolation between the primary and the
condaire de T2 doit être particulièrement soigné afin de garantir une complète sépa- T2 should be particularly cautious in order to guarantee a complete sepa-
ration entre le réseau et le circuit "terre" + "clôture", ce dernier étant soumis à des ration between the network and the "earth" + "fence" circuit, the latter being subject to
impulsions à haute tension pouvant atteindre 10.000 volts. high voltage pulses up to 10,000 volts.
-b- Le point K est relié à une sortie spéciale du secondaire du transformateur principal T suivant le schéma électrique de la figure 1. Le circuit M travaillant sous basse tension (quelques volts), on ne sélectionne que quelques tours entre la sortie "terre" de T et la sortie spéciale o est connecté K. Ces quelques tours permettent de The point K is connected to a special output of the secondary of the main transformer T according to the wiring diagram of FIG. 1. The circuit M working at low voltage (a few volts), only a few turns are selected between the output "earth "T and the special output o is connected K. These few turns allow to
recharger les condensateurs Cl et C2 à chaque décharge électrique, sans consom- recharge the capacitors C1 and C2 with each electric discharge, without
mer beaucoup d'énergie. Un second avantage de cette méthode d'alimentation du module M est de ne nécessiter qu'un seul transformateur très fortement isolé: le transformateur principal T. La figure 3 et la figure 4 se rapportent à une variante de la présente invention o l'on sea a lot of energy. A second advantage of this method of supplying the module M is to require only one very highly isolated transformer: the main transformer T. Figure 3 and Figure 4 relate to a variant of the present invention where
estime le degré d'isolement de la clôture par une mesure faite dans la partie raccor- the degree of isolation of the fence by a measure made in the connecting part
dée au primaire du transformateur principal. primary transformer primary.
Entre les sorties P et Q du primaire du transformateur, est branché un pont diviseur Between the outputs P and Q of the primary of the transformer, is connected a divider bridge
de tension, constitué de résistances ou éventuellement de condensateurs. Une ten- voltage, consisting of resistors or possibly capacitors. A tendency
sion proportionnelle à la tension entre P et Q apparait entre les points R et Q. Cette tension proportionnelle peut également être obtenue sur une sortie intermédiaire prévue à cet effet lors du bobinage du primaire du transformateur, ou encore par un bobinage supplémentaire sur le transformateur T entièrement séparé du primaire et du secondaire. La diode Zener Z et la résistance Rz de charge de Z permettent d'obtenir, entre les proportional voltage to the voltage between P and Q appears between the points R and Q. This proportional voltage can also be obtained on an intermediate output provided for this purpose during the winding of the primary of the transformer, or by an additional winding on the transformer T completely separated from primary and secondary. The Zener diode Z and the load resistance Rz of Z make it possible to obtain, between
point S et Q, une tension Vm = [h(Vp - Vq) - Vz], o Vp et Vq sont les tensions appa- point S and Q, a voltage Vm = [h (Vp - Vq) - Vz], where Vp and Vq are the voltages
raissant aux bornes du primaire, h le rapport de proportionnalité du diviseur de ten- at the primary boundary, h the proportionality ratio of the voltage divider
sion choisi, et Vz la tension de la diode zener. chosen voltage, and Vz the voltage of the zener diode.
La courbe en trait plein de la figure 4 représente la tension h(Vp - Vq) lorsque le fil de clôture électrique est bien isolé. La courbe en tirets de la même figure 4 représente la The solid line curve of FIG. 4 represents the voltage h (Vp - Vq) when the electric fence wire is well insulated. The dashed curve of the same figure 4 represents the
tension h(Vp - Vq) lorsque le fil de clôture est mal isolé. Ces deux courbes sont cou- voltage h (Vp - Vq) when the fence wire is poorly insulated. These two curves are
pées par la droite -en pointillés- de la tension de la diode zener Vz. On constate que la durée de la première alternance pendant laquelle h(Vp Vq) dépasse Vz dépend très largement du degré d'isolement du fil de clôture électrique: tl est beaucoup plus petit que t2. La mesure et l'afficiage de cette durée sont donc un moyen d'informer by the dashed line of the voltage of the zener diode Vz. It is found that the duration of the first alternation during which h (Vp Vq) exceeds Vz very largely depends on the degree of isolation of the electric fence wire: tl is much smaller than t2. The measurement and the afficiage of this duration are thus a means of informing
l'utilisateur sur l'état de sa clôture électrique. the user on the state of his electric fence.
La mesure des temps tl ou t2 peut se faire avantageusement en ouvrant une porte électronique lorsque Vm = [h(Vp - Vq) - Vz] devient positif et en refermant cette porte lorsque Vm repasse par zéro; on maintient alors la porte fermée pendant un temps The measurement of the times t1 or t2 can be done advantageously by opening an electronic gate when Vm = [h (Vp - Vq) - Vz] becomes positive and closing the door when Vm returns to zero; then keep the door closed for a while
de l'ordre de 0,3 à 0,5 secondes pour ne pas prendre en compte les rebonds éven- on the order of 0.3 to 0.5 seconds so as not to take into account any rebounds
tuels du signal. La mesure et l'affichage du temps d'ouverture de la porte sont alors of the signal. The measurement and display of the opening time of the door are then
une indication du degré d'isolement du fil de clôture électrique. an indication of the degree of insulation of the electric fence wire.
L'avantage de cette mesure effectuée dans le circuit du primaire du transformateur, tient en ce que le bloc de mesure et l'afficheur, qui sont complètement séparés du circuit secondaire par la barrière isolante existant entre le primaire et le secondaire The advantage of this measurement made in the primary circuit of the transformer, is that the measurement block and the display, which are completely separated from the secondary circuit by the insulating barrier existing between the primary and secondary
du transformateur T, peuvent être alimentés par un circuit classique de diodes, ré- of the transformer T, can be powered by a conventional diode circuit,
sistances et condensateurs, lui-même branché en direct sur l'alimentation alternative sistances and capacitors, itself connected live on the alternative power supply
du réseau.network.
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On peut également utiliser un transformateur pouvant être à faible isolement. It is also possible to use a transformer that can be in low isolation.
Une autre méthode d'estimation de l'isolement de la clôture électrique consiste à me- Another method of estimating the isolation of the electric fence is to
surer le courant crête traversant le primaire du transformateur T lors de l'impulsion; ce courant crête peut être analysé soit par la mesure de la tension qu'il fait naître aux bornes d'une résistance Rs, de faible valeur, connectée en série avec le primaire de T (figure 5), soit par la mesure de la tension apparaissant aux bornes du secondaire d'un petit transformateur annexe T3 dont le primaire, de faible self inductance, est traversé par le courant de la décharge principale (figure 6). De manière identique à la variante de l'invention décrite précédemment (figures 3 et 4) la partie mesure et affichage du signal caractéristique de l'isolement du fil de clôture, est alimentée par un circuit branché aux bornes du réseau de courant alternatif sans que la sécurité to measure the peak current passing through the primary of the transformer T during the pulse; this peak current can be analyzed either by measuring the voltage it generates at the terminals of a resistor Rs, of low value, connected in series with the primary of T (Figure 5), or by measuring the voltage appearing at the terminals of the secondary of a small annex transformer T3 whose primary, low self inductance, is crossed by the current of the main discharge (Figure 6). Identical to the variant of the invention described above (FIGS. 3 and 4), the measurement and display part of the signal characteristic of the isolation of the fence wire is fed by a circuit connected to the terminals of the AC network without Security
soit remise en cause.be called into question.
Claims (8)
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