FR2709350A1 - Indicateur de circuit défectueux. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un indicateur de circuit défectueux avec un dispositif d'affichage sphérique (22). Un aimant permanent (42), fixé à l'intérieur du dispositif d'affichage (22), est en communication magnétique avec un électro-aimant (40) et est actionné en rotation par celui-ci. Le dispositif d'affichage sphérique (22) a deux hémisphères de couleurs différentes représentant deux états du circuit. L'électro-aimant (40) comporte un noyau magnétique (44) et un assemblage de bobinage (50, 52) et est aimanté par une impulsion de courant reçue en provenance d'un circuit de l'indicateur. Application aux indicateurs pour l'apparition d'un courant électrique défectueux dans un conducteur électrique.

Description

La présente invention concerne des indica-

teurs de circuits défectueux et, plus particulière-

ment, des dispositifs d'affichage pour des indica-

teurs de circuits défectueux.

Divers types d'indicateurs de circuits dé-

fectueux ("FCI") sont bien connus dans l'industrie.

Ces dispositifs sont généralement utilisés pour dé-

tecter des défauts électriques dans des conducteurs aériens. Des exemples de divers FCI comportent les indicateurs de défauts du type à fixation qui se fixent directement sur le conducteur aérien et des indicateurs de défauts du type à point d'essai qui sont placés de manière stratégique en certains

points d'essai sur le conducteur.

De nombreux FCI comportent un dispositif d'affichage binaire pour indiquer la présence d'une condition normale/remise à zéro ou de défaut dans le conducteur aérien. Les dispositifs d'affichage de la

plupart des FCI sont actionnés par un champ électro-

magnétique qui conduit un indicateur à tourner de 90

ou de 180 degrés. Puisque chaque face de l'indica-

teur est colorée ou marquée différemment, la couleur ou la marque affichée sur l'indicateur change lorsque

l'indicateur tourne ou bascule. Un changement de cou-

leur ou de marque de l'indicateur signale qu'il exis-

te un état de défaut. De tels indicateurs peuvent

être soit remis à zéro manuellement après que la con-

dition de défaut a disparu soit remis à zéro électri-

quement lors du rétablissement du courant dans le

conducteur aérien. Les brevets des Etats-Unis d'Amé-

rique n 3 460 038, 3 995 243, 4 157 520, 4 466 042,

4 495 489, 4 661 813, 4 694 599 et 5 159 319 fournis-

sent une vision représentative de certains indicateurs

de circuits défectueux de ce type.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 495 489 enseigne un FCI pour indiquer l'apparition d'un défaut dans un système de distribution d'énergie avec un indicateur monté de façon rotative. L'indicateur est actionné par des positions de déclenchement et de

remise à zéro successive à 90 degrés par un disposi-

tif électromagnétique et est visible à travers une paire de fenêtres d'observation situées sur la face du boîtier FCI. De manière similaire, le brevet des

Etats-Unis d'Amérique n 4 694 599 décrit un indica-

teur électromagnétique pouvant indiquer une condition normale/de remise à zéro ou de défaut. Le dispositif

d'affichage décrit dans cette invention est un assem-

blage d'indicateur semi-circulaire monté de façon rota-

tive qui tourne entre des positions de déclenchement et

de remise à zéro.

Les dispositifs d'affichage des FCI actuelle-

ment sur le marché, tels que ceux décrits ci-dessus,

sont extrêmement difficiles à observer, particulière-

ment lorsqu'ils sont montés sur des conducteurs aériens fournisseurs d'énergie électrique. Les indicateurs ou dispositifs d'affichage de ces FCI sont généralement

configurés sous la forme traditionnelle du type indica-

teur à deux dimensions. Par conséquent, dans des condi-

tions idéales, les anciens FCI nécessitent des monteurs de lignes électriques aériennes pour se positionner eux-mêmes directement sous le dispositif d'affichage

afin de constater l'état du dispositif d'affichage.

Dans des conditions moins favorables, le monteur de li-

gnes électriques aériennes doit quelquefois utiliser des jumelles pour voir le dispositif d'affichage. Ce problème de visibilité masque la possibilité pour le monteur de voir rapidement l'indicateur du dispositif d'affichage pour vérifier l'état du conducteur et peut

souvent conduire à des lectures erronées.

Dans une tentative pour résoudre le problè-

me ci-dessus, certains fabricants de FCI ont ajouté une batterie et une diode lumineuse clignotante (LED)

pour accroître la visibilité du dispositif d'afficha-

ge. Cependant, cette approche s'est montrée inappro-

priée pour diverses raisons (par exemple les batte-

ries se sont montrées inacceptables pour certains

services). D'autres tentatives pour améliorer la vi-

sibilité par des configurations perfectionnées du

dispositif d'affichage ont été également sans succès.

La présente invention comporte un indica-

teur de circuit défectueux ("FCI") qui se fixe à un conducteur aérien par l'intermédiaire d'un mécanisme

de fixation, qui maintient le FCI fermement en place.

Dans le boîtier du FCI se trouve un transformateur de courant, un circuit de déclenchement, un circuit de

remise à zéro, et un électro-aimant. En outre, un ai-

mant permanent est disposé dans un dispositif d'affi-

chage sphérique qui est monté à rotation sur le cou-

vercle du boîtier. Le dispositif d'affichage sphéri-

que tourne par intervalles de 180 degrés pour indiquer

l'état ou la condition du conducteur aérien.

Le transformateur de courant de la présente invention contrôle en permanence le courant dans le conducteur aérien, qui peut constituer une partie d'un

système de distribution électrique plus important.

Conformément à des techniques classiques, le transfor-

mateur de courant alimente le circuit de remise à zéro et le circuit de déclenchement avec de la puissance de

fonctionnement aux bornes d'entrée. Le circuit de re-

mise à zéro et le circuit de déclenchement, qui sont montés sur une carte à circuits dans le boîtier, sont reliés électriquement à l'électro- aimant qui comporte

de préférence un bobinage de déclenchement, un bobina-

ge de remise à zéro et un noyau magnétique ayant deux pôles de polarités opposées. Au cours de la condition sans défaut, le circuit de remise à zéro excite de manière périodique le bobinage de remise à zéro avec une impulsion électrique qui aimante les pôles sur le

noyau magnétique de l'électro-aimant. De manière simi-

laire, lorsqu'une condition de défaut se présente

dans le conducteur aérien, le circuit de déclenche-

ment induit une impulsion dans le bobinage de déclen-

chement, conduisant les polarités des pôles sur le

noyau magnétique à être inversées.

Comme le noyau magnétique de l'électro-ai-

mant, l'aimant permanent a deux pôles de polarités op-

posées. L'aimant permanent est disposé dans le dispo-

sitif d'affichage sphérique de telle sorte qu'il est

couplé magnétiquement à l'électro-aimant. Par consé-

quent, les pôles de l'aimant permanent sont disposés de manière adjacente aux pôles de polarités opposées

sur le noyau magnétique de l'électro-aimant, et ali-

gnés avec ceux-ci, c'est-à-dire que le pôle positif de l'électro-aimant est aligné avec le pôle négatif

de l'aimant permanent et vice versa.

Chaque hémisphère du dispositif d'affichage

sphérique est supporté sur un axe horizontal parallè-

le au conducteur aérien et les extrémités de l'axe

sont montées à rotation sur la face du bottier FCI.

Cette configuration fait en sorte que seul un hémi-

sphère du dispositif d'affichage sera exposé, tandis

que l'autre hémisphère restera disposé dans le bol-

tier. L'aimant permanent est aussi fixé à l'axe du

dispositif d'affichage sphérique et supporté par ce-

lui-ci. Par conséquent, l'aimant permanent est couplé en rotation au dispositif d'affichage sphérique par l'intermédiaire de l'axe. Par conséquent, lors du fonctionnement, la rotation de l'aimant permanent due au champ magnétique de l'électro-aimant actionnera la

rotation du dispositif d'affichage sphérique.

Le dispositif d'affichage sphérique est recouvert d'un revêtement réflecteur non magnétique,

une moitié étant d'une couleur brillante, générale-

ment de l'orange, et l'autre moitié étant d'une cou-

leur terne, généralement du noir. Chaque couleur in-

dique une condition différente dans le conducteur aérien. L'hémisphère noir du dispositif d'affichage est exposé lorsque le conducteur est dans son état

normal ou sans défaut. L'hémisphère orange du dispo-

sitif d'affichage, par ailleurs, est exposé lorsque le conducteur a fonctionné dans son état défectueux

ou déclenché.

Au cours de conditions de fonctionnement

normal, l'impulsion induite dans le bobinage de remi-

se à zéro aimante les pôles sur le noyau magnétique de l'électro-aimant de telle sorte que l'hémisphère noir du dispositif d'affichage est exposé vers l'extérieur à la suite du couplage magnétique de l'électro- aimant avec l'aimant permanent. Lorsqu'il

se produit une condition de défaut, cependant, le cir-

cuit de déclenchement induit une impulsion dans le bo-

binage de déclenchement, conduisant les polarités des

pôles sur le noyau magnétique à être inversées. Lors-

que les polarités sont inversées, les pôles précédem-

ment alignés de l'électro-aimant et de l'aimant perma-

nent s'opposent, conduisant la sphère à tourner de 180

degrés de telle sorte que l'hémisphère orange du dis-

positif d'affichage est alors exposé et que les pôles de l'aimant permanent sont à nouveau alignés avec les pôles de polarités opposées de l'électro-aimant. De

manière similaire, lorsque les conditions de fonction-

nement normales sont rétablies dans le conducteur aé-

rien, le bobinage de remise à zéro est excité par le

circuit de remise à zéro et les pôles du noyau magné-

tique sont encore une fois inversés. Par conséquent, le dispositif d'affichage sphérique tourne de 180

degrés et assume son état indiquant la remise à zéro.

La présente invention offre un perfection-

nement remarquable dans la vision du dispositif d'af-

fichage. Puisque le dispositif d'affichage sphérique est en trois dimensions, le dispositif d'affichage fait saillie de la face du boîtier FCI, ce qui fournit une cible de vision facile. Le revêtement réflecteur du dispositif d'affichage et le contraste important des couleurs dans les hémisphères améliore encore la visibilité du

dispositif d'affichage sphérique. En résumé, la forme de la sphè-

re, son unique couleur, et sa position par rapport au

boîtier se combinent pour rendre le dispositif d'affi-

chage très visible sous tous les angles. Cette visibi-

lité à 360 degrés permet au monteur de lignes électri-

ques aériennes de lire avec plus de facilité et plus de précision l'état du dispositif d'affichage. Par

conséquent, les lectures erronées peuvent être entiè-

rement supprimées.

En plus du perfectionnement important con-

cernant la visibilité, le circuit unique de la présen-

te invention nécessite très peu d'énergie pour fonc-

tionner. Ceci est réalisé en utilisant un réseau mul-

tiplicateur de tension pour amplifier la tension pro-

duite par le transformateur de courant aux bornes

d'entrée. Le fonctionnement à basse puissance est par-

ticulièrement avantageux pour les FCI à cause de la

très faible énergie disponible.

Encore un autre avantage de la présente in-

vention concerne ses faibles coûts de fabrication. En

outre, la simplicité intrinsèque de l'invention con-

duit à des coûts d'entretien inférieurs. Encore d'au-

tres buts et avantages de l'invention apparaîtront à

la lecture de la description suivante.

Pour une description détaillée d'un mode

de réalisation préféré de l'invention, on se réfè-

rera maintenant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un

indicateur de circuit défectueux réalisé conformé-

ment au mode de réalisation préféré de la présente invention et monté sur un conducteur aérien; - la figure 2 est une vue en coupe transversale illustrant la réalisation interne de l'indicateur de circuit défectueux de la figure 1;

- la figure 3 est un schéma de circuit du cir-

cuit de l'indicateur de circuit défectueux des figu-

res 1 et 2; - la figure 4 est une vue en perspective du noyau magnétique et du bobinage de l'électro-aimant

représenté sur la figure 2.

- la figure 5 est une vue en coupe transversale

le long du plan 5-5 de la figure 2 représentant l'ap-

pareil du dispositif d'affichage et l'électro-aimant

de l'indicateur de circuit défectueux.

- la figure 6 est une vue en perspective des

composants principaux de l'indicateur de circuit dé-

fectueux dans un état de remise à zéro; - la figure 7 est une vue en perspective des

composants principaux de l'indicateur de circuit dé-

fectueux dans un état déclenché; - la figure 8 est une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation de l'indicateur de circuit défectueux de la présente invention avec une sphère remplie d'un fluide; la figure 9 est une vue en coupe frontale de l'autre mode de réalisation de la figure 8; - la figure 10 est une vue latérale d'un autre

mode de réalisation d'un indicateur de circuit défec-

tueux avec un aimant permanent extérieur au disposi-

tif d'affichage; - la figure 11 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation de l'indicateur de circuit

défectueux de la présente invention avec un disposi-

tif d'affichage cylindrique.

Si l'on se réfère initialement à la figure 1, il y est représenté un indicateur 10 de circuit défectueux réalisé conformément au mode préféré de réalisation de la présente invention. L'indicateur 10 de circuit défectueux est destiné à être fixé à un conducteur aérien 12 par une pince à ressort 14 ou par tout autre mécanisme approprié. Le conducteur aérien 12 peut constituer une partie d'un système de distribution électrique et comporte un conducteur central 16 enrobé par un revêtement électriquement isolant 18. Les dimensions des conducteurs aériens varient en fonction de la capacité électrique qui

est bien connue des spécialistes. En général, le con-

ducteur aérien 12 peut transporter des courants dans une plage comprise entre moins d'un ampère et pouvant atteindre six cents ampères pour un fonctionnement

normal. L'indicateur 10 de circuit défectueux compor-

te un circuit qui a des plages de déclenchement va-

riables qui peuvent être réglées.

Le boîtier 11 du mode préféré de réalisa-

tion est rectangulaire et est réalisé en une matière plastique renforcée par des fibres de verre, qui est isolée électriquement. Cependant, un spécialiste de la technique considérée reconnaîtra que différentes formes et matériaux de boîtiers peuvent être utilisés en conjonction avec cette invention. Le boîtier 11 est monté sur le conducteur aérien 12 par une pince à ressort 14, qui est fixée au panneau arrière 15 du boîtier 11. La pince à ressort 14 utilise des bras 17

sollicités par ressort montés sur des broches de pivo-

tement 19 qui se fixent vers le bas sur le conducteur

12 au moyen d'un ressort 21. La tension dans le res-

sort 21 maintient les bras 17 fermement en place et

assure une fixation sûre de l'indicateur 10 au con-

ducteur aérien 12. Un spécialiste reconnaîtra que

d'autres mécanismes de fixation, tels que celui dé-

crit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique n 07/951 148 déposée le 25 septembre 1992 et intitulée "Releasable Sensor for Faulted Circuit

Detector" peuvent être également efficaces.

Pour faciliter l'installation réelle de

l'indicateur 10 de circuit défectueux sur le conduc-

teur aérien 12, un élément 20 en crochet à boucle fermée est de préférence positionné sur le couvercle 13 du boîtier 11. L'élément 20 en crochet est apte à recevoir une tige sous tension (non représentée) qui est utilisée dans un but de montage. Au cours de l'installation, la pince à ressort 14, avec son bras 17 en position ouverte, est guidée par une tige sous tension directement sous le conducteur aérien 12. La pince à ressort 14 comporte un mécanisme de blocage 8 qui reçoit un dispositif d'actionnement à barre transversale 9. Lorsque la pince à ressort 14 est

poussée contre le conducteur aérien 12, le conduc-

teur 12 coopère avec la barre transversale 9 et libè-

re celle-ci du mécanisme de blocage 8, libérant ainsi les bras 17. Les bras 17 sont alors actionnés par

ressort autour de la broche de pivotement 19 pour co-

opérer avec le conducteur 12 et le saisir avec une

force suffisante pour maintenir l'indicateur de cir-

cuit défectueux 10 dans la position installée repré-

sentée sur la figure 1. De manière similaire, l'indi-

cateur 10 de circuit défectueux peut être retiré du conducteur aérien 12 en fixant la tige sous tension à l'élément en crochet 20 et en forçant les bras 17 à

s'ouvrir lorsque le bottier 11 est retiré du conduc-

teur 12.

Le dispositif d'affichage sphérique 22,

représenté ici dans son état de non défaut et de re-

mise à zéro, comporte le dispositif d'affichage de l'indicateur 10 de circuit défectueux. La position du dispositif d'affichage sphérique 22 en relation avec le boîtier 11 est telle qu'un hémisphère du dispositif d'affichage 22 fait saillie du couvercle 13 du boîtier 11, l'hémisphère exposé en saillie pouvant être vu depuis le sol. Un dôme transparent

et clair 24, qui peut avoir toute forme qui n'inter-

fère pas avec la rotation du dispositif d'affichage sphérique 22, protège la moitié visible du dispositif d'affichage sphérique 22. Le dôme 24 est réalisé en un verre clair ou en matière plastique et est fixé à la face 13 du boîtier 11 par soudure aux ultrasons par exemple ou par tout autre moyen bien connu dans la technique considérée. La nature transparente du dôme 24 permet à l'hémisphère exposé du dispositif d'affichage 22 d'être visible bien que la ligne de vision soit parallèle à la surface plane du couvercle 13 du boîtier 11. En outre, le dôme 24 protège le

dispositif d'affichage sphérique 22 de toute interfé-

rence ou contamination et corrosion causée par l'en-

vironnement extérieur. Ainsi, le dôme 24 fournit une protection contre les éléments, tout en améliorant

aussi la visibilité du dispositif d'affichage sphéri-

que 22 de telle sorte qu'un monteur de ligne électri-

que aérienne peut vérifier plus rapidement l'état du

conducteur aérien 12.

Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, la réalisation interne de l'indicateur 10 de circuit défectueux y est représentée. Un transformateur de

courant 36 vérifie et détecte en permanence le cou-

il rant dans le conducteur aérien 12 afin de détecter

l'apparition d'un courant défectueux. Le transfor-

mateur de courant 36 est monté de préférence dans une position adjacente à la surface interne 39 du panneau arrière 15 du boîtier 11 afin d'assurer une

détection maximum du courant traversant le conduc-

teur aérien 12. Un écran 46 est disposé entre le

panneau arrière 15 du boîtier 11 et un électro-ai-

mant 40 pour isoler l'électro-aimant 40 et un ai-

mant permanent 42 disposé dans le dispositif d'af-

fichage sphérique 22 du champ magnétique produit

par le conducteur 12. L'écran 46 est réalisé de pré-

férence en un matériau en métal mu qui est très ef-

ficace pour empêcher toute interférence du champ ma-

gnétique qui pourrait affecter le fonctionnement du

dispositif d'affichage sphérique 22.

Dans le boîtier 11, les composants élec-

triques principaux du circuit indicateur sont montés

sur une carte à circuits 26. Les fils 41 et 43 re-

lient électriquement le circuit indicateur sur la carte à circuits 26 au transformateur de courant 36, qui alimente le circuit indicateur avec un signal électrique d'entrée. Quatre fils 28, 30, 32 et 34 s'étendent depuis la carte à circuits 26 pour relier électriquement le circuit indicateur monté sur la carte à circuits 26 et le bobinage de remise à zéro et le bobinage de déclenchement, représentés sur la figure 3, de l'électro-aimant 40. La surface interne 33 de la face 13 supporte de préférence une pièce moulée (non représentée) en matière plastique formant un canal pour recevoir et supporter l'électro-aimant

40. L'électro-aimant 40 est monté de manière straté-

gique dans le boîtier 11 de l'indicateur 10 de cir-

cuit défectueux de telle sorte que les pôles de l'ai-

mant permanent 42 sont en communication magnétique

étroite avec les pôles de l'électro-aimant 40.

Si l'on se réfère maintenant à la figure

3, les composants électriques principaux de l'in-

dicateur 10 de circuit défectueux sont représentés schématiquement. Tous les composants électriques

représentés sur la figure 3, à l'exception du bo-

* binage de déclenchement 50 et du bobinage de remi-

se à zéro 52, sont montés sur la carte à circuits

26, représentée sur la figure 2. Comme décrit ci-

dessus, le bobinage de remise à zéro 52 est relié à la carte à circuits 26 par l'intermédiaire de fils 28 et 30, et le bobinage de déclenchement 50

est relié à la carte à circuits 26 parl'intermédiai-

re de fils 32 et 34. Un spécialiste reconnaîtra que

d'autres circuits peuvent utiliser un bobinage bidi-

rectionnel à la place de bobinages séparés de déclen-

chement et de remise à zéro.

Le circuit illustré sur la figure 3 compor-

te principalement un circuit de remise à zéro 100 et un circuit de déclenchement 200. Le circuit de remise

à zéro 100 excite périodiquement le bobinage de remi-

se à zéro 52 lorsque le conducteur aérien 12 est dans

un état non excité ou sans défaut c'est-à-dire lors-

que le courant dans le conducteur aérien 12 est infé-

rieur à la valeur de déclenchement de l'indicateur 10 de circuit défectueux. Le circuit de déclenchement

, par ailleurs, excitera le bobinage de déclenche-

ment 50 lors de l'apparition d'une condition de dé-

faut dans le conducteur aérien 12. Une condition de défaut apparatt en général lorsque le courant dans le

conducteur aérien 12 excède quatre cents ampères. Ce-

pendant, un spécialiste reconnattra que différents circuits peuvent être réglés pour détecter diverses

plages de conditions de défauts.

Le transformateur de courant 36 est relié au circuit de remise à zéro 100 par l'intermédiaire de bornes d'entrée 60 et 62. La borne d'entrée 60

est reliée à un multiplicateur de tension 150, con-

sistant en une pluralité de condensateurs 152-159

et de diodes 160-167, par l'intermédiaire de l'ano-

de de la diode 160 et d'une borne du condensateur

153. La borne d'entrée 62 est reliée au multiplica-

teur de tension 150 par l'intermédiaire d'une borne du condensateur 152. Le noeud 102 de la borne de sortie du multiplicateur de tension 150 est relié à

la cathode de la diode 167 et à une borne du conden-

sateur 159.

Une résistance 104 relie le reste du cir-

cuit de remise à zéro 100 au noeud 102 de la borne

de sortie du multiplicateur de tension 150. La ré-

sistance 104 relie la cathode d'une diode zener 108, la borne de polarité positive du condensateur 110, l'anode d'une diode zener 112, et une borne 70 du

bobinage de remise à zéro 52. La borne 70 du bobina-

ge de remise à zéro 52, à son tour, est reliée à deux résistances 114 et 116 et à la cathode de la

diode 118.

L'un des principaux composants du circuit de remise à zéro 100 est un transistor unijonction programmable 124, connu couramment sous le nom de PUT. L'anode du PUT 124 relie à la résistance 116, une borne du condensateur 126, et une résistance 128, tandis que la grille du PUT 124 relie à l'anode de la diode 118, la cathode de la diode zener 106,

et la résistance 114. La cathode du PUT 124 est re-

liée à la grille du redresseur au silicium commandé

("SCR") 122 et à une borne 129 de la résistance 130.

L'autre borne 131 de la résistance 130, à son tour,

est reliée à une borne du condensateur 126, à l'ano-

de de la diode zener 106, et aux cathodes du SCR 132 et du SCR 122. L'anode du SCR 122 est reliée à une

borne 72 du bobinage de remise à zéro 52 par l'in-

termédiaire du fil 30 et l'anode du SCR 132 est

reliée à la résistance 128.

Le transformateur de courant 36 est aussi

relié au circuit de déclenchement 200 par l'inter-

médiaire des bornes d'entrée 60 et 62. Les bornes

d'entrée 60 et 62 sont reliées à un réseau consis-

tant en un condensateur 204 et un pont de diodes 205, comprenant les diodes 206 à 209. En outre, la borne d'entrée 60 est reliée à la cathode du SCR

202. Les bornes de sortie 210 et 212 du pont de dio-

des 205 sont reliées aux bornes d'un condensateur 214 et d'un réseau diviseur de tension comportant la

résistance 216 et la résistance 218.

Le noeud 220 de la borne de sortie de ce

réseau est connecté au commutateur unilatéral au si-

licium ("SUS") 222 par l'intermédiaire de sa borne d'anode 221, d'une résistance 226, et d'une borne du condensateur 224. La borne de grille 223 du SUS 222 est reliée à la résistance 226 et la borne de cathode 225 du SUS 222 est reliée à l'anode d'une photodiode 231 d'un coupleur optique 230, comprenant une paire

de transistors de Darlington 240 et 242 et la photo-

diode 231.

Une borne de grille de sortie 236 du cou-

pleur optique 230 est reliée à la borne de polarité

positive du condensateur 120, à la cathode de la dio-

de zener 112, et à une borne 74 du bobinage de dé-

clenchement 50 par l'intermédiaire du fil 32. L'au-

tre borne de grille de sortie 234 du coupleur opti-

que 230 est reliée à une borne de la résistance 238

et aux grilles du SCR 132 et du SCR 202. L'autre bor-

ne de la résistance 238 est reliée à une borne du

condensateur 224 et à une résistance 232, qui est re-

liée à la cathode de la photodiode 231 du SUS 222.

L'anode du SCR 202 est reliée à une borne 76 du bo-

bobinage de déclenchement par l'intermédiaire du

fil 34.

Lors du fonctionnement, le transformateur

de courant 36, conformément à des techniques clas-

siques, induit un courant alternatif dans les en-

roulements du transformateur de courant 36, qui est

proportionnel au courant circulant dans le conduc-

teur aérien 12. Ce courant induit est appliqué aux

bornes d'entrée 60 et 62, produisant un différen-

tiel de tension aux bornes 60 et 62. Le transforma-

teur de courant 36 est disposé de préférence à pro-

proximité immédiate du conducteur aérien 12 afin

d'assurer un fonctionnement maximum.

Dans des conditions normales, sans défaut, une partie de la tension apparaissant aux bornes

d'entrée 60 et 62 circule à travers le multiplica-

teur de tension 150 à quatre étages, consistant en une pluralité de condensateurs 152-159 et de diodes -167. L'agencement de réseau dumultiplicateur

de tension 150 redresse et accroit la tension en pro-

venance des bornes d'entrée 60 et 62. Le but du mul-

tiplicateur de tension 150, par conséquent, est dou-

ble. Premièrement, il redresse le courant d'entrée

aux bornes 60 et 62, ce qui conduit à un courant uni-

directionnel pulsatoire au noeud 102 de la borne de sortie du réseau. Deuxièmement, le multiplicateur de tension 150 capte la tension apparaissant aux bornes d'entrée 60 et 62 et produit une tension amplifiée à

son noeud 102 de la borne de sortie. Cette amplifi-

cation de tension permet au circuit de remise à zéro

de fonctionner dans des conditions de très fai-

ble puissance. Par conséquent, le transformateur de courant 36 nécessite donc uniquement de consommer des nanoampères de courant en provenance du conducteur aérien 12 afin d'alimenter les bornes d'entrée 60 et 62 avec une puissance suffisante pour actionner le

circuit de remise à zéro 100.

La tension produite par le multiplicateur de

tension 150 apparaît aux bornes de la résistance 104.

La fonction principale de la résistance 104 est de li-

miter la quantité de courant circulant dans le reste du circuit de remise à zéro 100. Une diode zener 108 régule la tension maximum aux bornes de la résistance

104. Une partie de la tension aux bornes de la résis-

tance 104, produite par le multiplicateur de tension , chargera directement le condensateur 110 et chargera indirectement un second condensateur 120 par l'intermédiaire de la diode zener 112. La diode zener

108 protege les condensateurs 110 et 120 de la récep-

tion de surtensions potentiellement destructrices.

La tension apparaissant aux bornes de la résistance 104, produite par le multiplicateur de tension 150, apparaîtra aux bornes des résistances 114 et 116 et chargera le condensateur 126. Cette tension apparaîtra aussi à une borne 70 du bobinage

de remise à zéro 52 par l'intermédiaire du fil 28.

Cependant, le bobinage de remise à zéro 52 ne recevra pas de courant à cet instant puisque le redresseur au

silicium commandé ("SCR") 122 n'a pas encore été ac-

tionné. De manière similaire, la tension aux bornes

du condensateur 120 apparaîtra à une borne 74 du bobi-

nage de déclenchement 50 par l'intermédiaire du fil 32. Cependant, comme le bobinage de remise à zéro 52, le bobinage de déclenchement 50 ne recevra pas de

courant à cet instant puisque le redresseur au sili-

cium commandé ("SCR") 202 n'a pas encore été actionné

par le circuit de déclenchement 200.

Le transistor unijonction programmable 124

est l'un des principaux composants du circuit de re-

mise à zéro 100. La résistance 114 et la diode zener 106 établissent une tension de polarisation à la

grille du PUT 124. De manière similaire, la résis-

tance 116 et le condensateur 126 établissent une tension de polarisation pour l'anode du PUT 124. La résistance 130 fournit une stabilisation de grille

pour le SCR 122 et un trajet de décharge pour la ca-

thode du PUT 124. Entre-temps, la diode 118 fournit une stabilisation de température pour maintenir des

points de commutation précis dans la plage de tempé-

ratures de -40 C à +85 C.

Lorsque la tension en provenance du multi-

plicateur de tension 150 croît progressivement aux

bornes de la résistance 116, une tension de polarisa-

tion apparaît à l'anode du PUT 124. De la même maniè-

re, la résistance 114 applique une tension de polari-

sation à la grille du PUT 124. Au cours de l'accrois-

sement de la tension, la diode zener 106, qui est précisément sélectionnée pour son courant de fuite

extrêmement faible au cours du fonctionnement, commen-

cera éventuellement à perdre du courant lorsque la tension aux bornes de la cathode de la diode zener 106

est proche de sa tension régulée. Lorsque la diode ze-

ner 106 commence à fuir, l'accroissement du niveau de

tension à la cathode de la diode zener 106 sera lent.

Cependant, la tension aux bornes de la résistance 116 continuera d'augmenter. Par conséquent, éventuellement, la tension à l'anode du PUT 124 excédera la tension sur la grille du PUT 124. Lorsque ce différentiel de

tension est atteint, le PUT 124 se déclenche.

A ce point, le condensateur 126 se décharge-

ra à travers la cathode du PUT 124. La tension résul-

tante à partir de la décharge du condensateur 126 à

la cathode du PUT 124 apparaîtra aux bornes de la ré-

sistance 130 et fournira une tension de polarisation à la grille du SCR 122. La décharge du condensateur 126 déclenchera donc le SCR 122, fournissant une masse au bobinage de remise à zéro 52 par l'intermédiaire du

fil 30. Par conséquent, lorsque le SCR 122 se déclen-

che, la tension au bobinage de remise à zéro 52 par l'intermédiaire du fil 28 est alors prise à la masse

et le condensateur 110 se décharge à travers le bobi-

nage de remise à zéro 52 vers la masse. La résistance

116 empêche le condensateur 110 de se décharger à tra-

vers le PUT 124 à cause de sa valeur de résistance

élevée. Le bobinage de remise à zéro 52 reste momenta-

nément excité jusqu'à ce que le SCR 122 soit hors cir-

cuit, auquel cas la tension aux bornes du condensateur

110 commence à nouveau à croitre et le procédé se ré-

pète. La tension apparaissant aux bornes d'entrée

et 62 apparaît aussi aux bornes du condensateur 204.

Lors de l'apparition d'un courant défectueux dans le

conducteur aérien 12, la tension apparaissant aux bor-

nes d'entrée 60 et 62 par l'intermédiaire du transfor-

mateur de courant 36 croît, excitant ainsi le circuit

de déclenchement 200. La tension alternative aux bor-

nes du condensateur 204 est aussi présentée au pont de diodes 205, qui redresse le signal de tension. Le condensateur 214 fournit une mise en forme d'onde pour le signal de tension apparaissant aux bornes de sortie 210 et 212 du pont de diodes 205, avant que la tension soit divisée au noeud 220 par les résistances 216 et

218. Lorsque la tension au noeud 220 atteint un cer-

tain niveau, approximativement 7-9 volts continus, le SUS 222 est coupé et le condensateur 224 se décharge

depuis la borne d'anode 221 à travers la borne de ca-

thode 225 du SUS 222. Un signal de tension apparaît

alors à l'anode de la photodiode 231 du coupleur opti-

que 230 et la résistance 232 fournit un trajet de tension de telle sorte que le signal se déplace dans la cathode de la photodiode 231. Lorsque le courant circule dans la cathode de la photodiode 231, la photodiode 231 devient opérationnelle ce qui rend passants les transistors de Darlington 240 et 242. A ce moment, tous les composants du coupleur

optique 230 sont alors excités.

Lors du fonctionnement, le coupleur opti-

que 230 isole le circuit de déclenchement 200 et le circuit de remise à zéro 100 pour assurer que le circuit détecte à la fois un défaut positif et un défaut négatif. Lorsque la paire de transistors de Darlington 240 et 242 est en circuit, le condensateur 120 se décharge à travers les transistors 240 et 242,

qui sont connectés au condensateur 120 par l'intermé-

diaire de la borne de sortie 236 du coupleur optique 230. La paire de transistors de Darlington 240 et 242 conduit la tension déchargée et produit une tension

passant par la borne de sortie 234 du coupleur opti-

que 230. De cette façon, les transistors 240 et 242 déclenchent le SCR 202 en fournissant une impulsion par l'intermédiaire de la borne de sortie 234 à la grille du SCR 202. Une fois déclenché, le SCR 202

crée alors un trajet pour le bobinage de déclenche-

ment 50 vers la masse. Par conséquent, les condensa-

teurs 110 et 120 se déchargent à travers le bobinage de déclenchement 50 vers la masse lorsque le SCR 202 est conducteur, ce qui conduit à une excitation du

bobinage de déclenchement 50.

L'impulsion produite par la paire de tran-

sistors de Darlington 240 et 242 à la borne de sortie

234 déclenche aussi le SCR 132 en fournissant une im-

pulsion à la grille du SCR 132. Ainsi, approximative-

ment à l'instant o le SCR 202 se d é c 1 e n c h e,

le SCR 132 se d é c 1 e n c h e a u s s i.

Lorsque le SCR 132 se déclenche, la résistance 128 fournit un trajet de tension pour le condensateur 126 pour qu'il se décharge à travers la cathode du SCR 132, afin d'empêcher le SCR 122 de devenir

conducteur et afin d'empêcher le courant de circu-

ler dans le bobinage de remise à zéro 52. Par con-

séquent, le SCR 132 empêche une remise à zéro de se

produire au cours de conditions de défauts.

Si l'on se réfère maintenant à la figure 4, les divers composants de l'électro-aimant 40 y

sont illustrés. Le noyau magnétique 44 de l'électro-

aimant 40 consiste en pôles nord et sud de polarités opposées et est formé de matériau magnétique ayant une force coercitive relativement faible tel que

l'acier au manganèse et au silicium. Le noyau magné-

tique 44 est réalisé à partir d'une pièce de matériau magnétique et a une forme générale rectangulaire. Les extrémités 45 et 47 du corps principal 55 du noyau magnétique 44 forment un canal de type en U avec des

bras 51 et 53 s'étendant vers l'extérieur dans le mê-

me plan que le corps principal 55, mais perpendiculai-

res au corps principal 55. Les extrémités 57 et 59 des bras 51 et 53 forment un autre canal de type en U avec des bras 61 et 63 s'étendant perpendiculairement au

plan du corps principal 55.

Le bobinage 48 de l'électro-aimant 40, qui

peut être formé d'une matière plastique non magnéti-

que, comporte une partie de canal 49 qui reçoit le noyau magnétique 44. Les structures uniques du noyau magnétique 44 et du bobinage 48 permettent au noyau 44 et au bobinage 48 d'être fabriqués séparément puis d'être assemblés ultérieurement. Le noyau magnétique 44 est fixé dans le canal 49 du bobinage 48 par une matière adhésive ou autre matériau approprié déposé

dans le canal 49.

Après avoir fixé le noyau magnétique 44 dans le canal 49, le bobinage de déclenchement 50 et le bobinage de remise à zéro 52 (représenté sur

la figure 3) sont enroulés sur le bobinage 48 au-

tour du noyau 44. Comme décrit précédemment, les fils 28, 30, 32 et 34 (représentés sur la figure 3) relient électriquement le bobinage de déclenchement et le bobinage de remise à zéro 52 au circuit de

l'indicateur monté sur la carte à circuits 26. Lors-

que le bobinage de déclenchement 50 ou le bobinage de remise à zéro 52 deviennent excités, les pôles du noyau magnétique 44 sont aimantés. De cette façon, l'orientation magnétique des polarités des pôles sur

le noyau magnétique 44 sont commandées électrique-

ment par des impulsions appliquées au bobinage de

déclenchement 50 et au bobinage de remise à zéro 52.

Puisque le noyau magnétique 44 est formé d'un maté-

riau de faible force coercitive, seule une excitation

momentanée du bobinage de déclenchement 50 ou du bo-

binage de remise à zéro 52 est nécessaire pour éta-

blir la polarité des pôles sur le noyau magnétique 44.

En pratique, le courant circulant dans le bobinage de déclenchement 50 et dans le bobinage de remise à zéro

52 sera appliqué dans des sens opposés. Ainsi, le cou-

rant dans le bobinage de remise à zéro 52 aimantera les polarités des deux pôles sur le noyau magnétique 44 selon une orientation et le courant circulant dans le bobinage de déclenchement 50 aimantera les pôles dans le sens opposé, c'est-à-dire que les polarités

seront inverses.

Si l'on se réfère à nouveau à la figure 2,

on constate qu'un aimant permanent 42 en forme de dis-

que est disposé dans le dispositif d'affichage sphéri-

que 22. Comme le noyau magnétique 44 de l'électro-ai-

mant 40, l'aimant permanent 42 a des pôles nord et sud de polarités opposées. L'aimant permanent 42 est disposé dans le dispositif d'affichage sphérique 22 de telle sorte qu'il est couplé magnétiquement à l'électro-aimant 40. Par conséquent, les pôles de

l'aimant permanent 42 sont disposés de manière adja-

cente aux pôles de polarités opposées du noyau magné-

tique 44 de l'électo-aimant 40 et alignés avec ceux-

ci, c'est-à-dire que le pôle positif de l'électro-ai-

mant 40 est aligné avec le pôle négatif de l'aimant

permanent 42 et vice versa.

L'aimant permanent 42 est réalisé de préfé-

rence en un matériau de type céramique avec une force coercitive élevée et est fixé à l'axe 23 du dispositif

d'affichage sphérique 22 et supporté par celui-ci. Par consé-

quent, l'aimant permanent 42 est couplé en rotation

au dispositif d'affichage sphérique 22 par l'intermé-

diaire de l'axe 23. Par conséquent, lors du fonction-

nement, l'aimant permanent 42 actionne la rotation du dispositif d'affichage sphérique 22 autour de l'axe 23

lorsque les pôles de l'aimant permanent 42 interagis-

sent avec les pôles de l'électro-aimant 40. Cette in-

teraction magnétique conduit l'aimant permanent 42 du

dispositif d'affichage sphérique 22 à aligner ses pô-

les avec les pôles de polarités opposées de l'électro-

aimant 40.

* Si l'on se refère maintenant à la figure 5, l'interaction magnétique de l'électro-aimant 40 et de

l'aimant permanent 42 y est représentée. L'électro-ai-

mant 40 est monté de manière stratégique dans le boî-

tier 11 de l'indicateur 10 du circuit défectueux de telle sorte que les pôles de l'aimant permanent 42

sont en communication magnétique étroite avec les pô-

les de l'électro-aimant 40. En outre, la configuration unique du noyau magnétique 44, avec les bras 61 et 63 s'étendant depuis les canaux de type en U 57 et 59, assure une communication magnétique maximum entre les pôles du noyau magnétique 44 et de l'aimant permanent 42. Cette configuration permet aux pôles du noyau magnétique 44 d'interagir avec les pôles de l'aimant permanent 42 dans le but de polariser

le dispositif d'affichage sphérique 22. Etant don- née cette proximité immédiate, les pôles nord et sud du noyau magnétique 44 et de l'aimant permanent10 42 seront toujours alignés de manière appropriée.

Si l'on se réfère encore une fois à la figure 2, le dispositif d'affichage sphérique 22 de

l'indicateur 10 du circuit défectueux y est repré-

senté. Le dispositif d'affichage sphérique 22 peut avoir toutes dimensions pratiquables et est monté

en rotation sur l'axe 23 à l'intérieur du boîtier 11.

L'axe 23 se déplace perpendiculairement aux pôles de l'aimant permanent 42, et ses extrémités 29 et 31

s'étendent au-delà du dispositif d'affichage sphéri-

que 22 dans les deux directions. Une paire de gorges et 27 formées, par exemple par attaque, sur la

surface interne 33 du couvercle 13 du bottier 11 re-

çoivent les extrémités 29 et 31 de l'axe 23. Des pla-

ques 37 et 38 support en matière plastique ferment les gorges 25 et 27 respectivement, afin de fixer

l'axe 23 au boîtier 11.

La configuration décrite ci-dessus conduit à un hémisphère du dispositif d'affichage 22 faisant saillie du couvercle 13 du boîtier 11, tandis que

l'autre hémisphère reste caché à l'intérieur du boî-

tier 11. La partie exposée du dispositif d'affichage sphérique 22, est donc très visible sous tous les

angles par des observateurs placés au sol. Par con-

séquent, l'état du dispositif d'affichage sphérique 22 peut être aisément et rapidement vérifié avec un

effort minimal. En outre, cette configuration néces-

site très peu d'entretien car le dispositif d'affi-

chage 22 est le seul élément mobile. Ainsi, la pos-

sibilité de panne mécanique est minimale.

Le dispositif d'affichage sphérique 22 est

de préférence recouvert d'un revêtement non magnéti-

que réflecteur, un hémisphère étant coloré de maniè-

re brillante, généralement en orange, et l'autre hé-

misphère ayant une couleur terne, généralement noire.

Le revêtement réflecteur permet à l'état du disposi-

tif d'affichage sphérique 22 d'être rapidement véri-

fié dans des conditions de faible éclairage ou la nuit à l'aide d'une lumière. Chaque couleur indique

une condition différente dans le conducteur aérien 12.

L'hémisphère noir du dispositif d'affichage est exposé lorsque le conducteur 12 est dans son état normal ou

sans défaut. L'hémisphère orange du dispositif d'affi-

chage, par ailleurs, est exposé lorsque le conducteur

12 est actionné dans son état de défaut ou déclenché.

Un spécialiste reconnaîtra que chaque hémisphère du

dispositif d'affichage 22 peut avoir d'autres caracté-

ristiques particulièrement distinguables, telles que

des motifs uniques, au lieu de couleurs.

La configuration décrite ci-dessus, présen-

te donc plusieurs avantages distincts par rapport à

l'art antérieur. Tout d'abord, le revêtement réflec-

teur du dispositif d'affichage sphérique 22 fournit un degré élevé de visibilité pour l'hémisphère exposé du dispositif d'affichage 22. De manière plus importante,

la forme en trois dimensions du dispositif d'affichage 22, cou-

plée avec sa position par rapport au boîtier 11, fait

du dispositif d'affichage 22 une cible de vision excep-

tionnellement remarquable. En fait, cette configura-

tion permet au dispositif d'affichage sphérique 22 d'être facilement visible sous tous les angles et à

des distances importantes, ce qui conduit à des lec-

tures plus précises par les installateurs de lignes électriques aériennes. Un tel accès à la vision est

inégalé par les dispositifs de l'art antérieur.

Lorsqu'il est aligné comme représenté sur la figure 2, le dispositif d'affichage sphérique 22

apparaît dans son état normal ou de remise à zéro.

Dans cette position, l'hémisphère coloré de façon

terne du dispositif d'affichage 22 est exposé, tan-

dis que l'hémisphère coloré de façon brillante reste

latent. Lors de l'apparition d'une condition de dé-

faut dans le conducteur aérien 12, le dispositif d'affichage sphérique 22 tourne de 180 degrés sur l'axe 23 entre la position normale ou de remise à zéro et la position déclenchée. Après la rotation, l'hémisphère coloré de façon brillante du dispositif d'affichage 22 sera entièrement exposé, signalant

l'apparition d'un courant défectueux dans le conduc-

teur aérien 12. Etant données la couleur brillante et l'exposition ouverte du dispositif d'affichage sphérique 22, un observateur au sol peut aisément et rapidement vérifier l'état du conducteur aérien 12

avec un effort minimal.

Lors du fonctionnement, comme décrit pré-

cédemment, le circuit de remise à zéro 100 excite

périodiquement le bobinage de remise à zéro 52 lors-

que le condensateur 110 se décharge à travers le bo-

binage de remise à zéro 52. Cette excitation momenta-

née crée une impulsion à travers le bobinage de remi-

se à zéro 52 qui aimante les pôles sur le noyau ma-

gnétique 44. Puisque le noyau magnétique 44 est formé d'un matériau de faible force coercitive, seule une brève excitation du bobinage de remise à zéro 52 est

nécessaire pour aimanter le noyau magnétique 44.

L'impulsion polarisera les polarités des pôles sur le noyau magnétique 44 conformément à la figure 6. En outre, comme décrit ci-dessus, dans des conditions

normales, sans défaut, le procédé d'excitation mo-

mentanée du bobinage de remise à zéro 52 se produit

périodiquement chaque fois que le SCR 122 se déclen-

che, ce qui permet au condensateur 110 de se déchar-

ger à travers le bobinage de remise à zéro 52. De

cette manière, l'impulsion dans le bobinage de remi-

se à zéro 52 aimante de manière intermittente les pôles du noyau magnétique 44 de telle sorte que l'hémisphère coloré de façon terne de l'indicateur 22 est exposé vers l'extérieur et visible. Cette orientation du dispositif d'affichage sphérique 22,

représentée sur la figure 6, signale à l'installa-

teur que le conducteur aérien 12 fonctionne dans des

conditions normales, sans défaut.

Le bobinage de déclenchement 50 est excité,

comme expliqué ci-dessus, lorsque le SCR 202 se dé-

clenche, ce qui permet aux condensateurs 110 et 120

de se décharger à travers le bobinage de déclenche-

ment 50 vers la masse. Cette excitation momentanée du bobinage de déclenchement 50 inverse les polarités magnétiques des pôles sur le noyau magnétique 44 car

le courant dans le bobinage de déclenchement 50 cir-

cule dans le sens opposé à celui du courant appliqué au bobinage de remise à zéro 52. Par conséquent, les

pôles adjacents de même polarité de l'aimant perma-

nent 42 sont repoussés et le dispositif d'affichage

sphérique 22 tourne de 180 degrés sur son axe 23 de-

puis la position de remise à zéro jusqu'à la position

déclenchée. Par conséquent, les pôles du noyau magné-

tique 44 et de l'aimant permanent 42 sont alors pola-

risés comme représenté sur la figure 7. et l'hémisphè-

re brillament coloré de l'indicateur 22 est alors exposé. Le changement d'état dramatique du dispositif d'affichage sphérique 22 entre une couleur terne et

une couleur brillante alerte effectivement l'instal-

lateur de ligne qu'une condition de défaut est pré-

sente. Peu de temps après l'apparition du courant

de défaut dans le conducteur aérien 12, un disposi-

tif sur le système d'alimentation, tel qu'un fusible

ou un sectionneur, ouvrira le courant dans le con-

ducteur aérien 12. Au cours d'une condition de défaut, par conséquent, aucun courant ne circulera dans le conducteur aérien 12 et aucune tension n'apparaîtra aux bornes d'entrée 60 et 62. Ainsi, le multiplicateur de tension 150 ne recevra pas de tension et le circuit

de remise à zéro 100 assumera un état inopératif.

Tout le circuit restera inactif jusqu'au retour de conditions normales sans défaut et jusqu'à ce que le

courant soit rétabli dans le conducteur aérien 12.

Tandis que la condition de défaut existe, le dispositif d'affichage sphérique 22 restera basculé magnétiquement dans la condition de défaut représentée

sur la figure 7 à cause de l'attraction magnétique en-

tre le noyau magnétique 44 et l'aimant permanent 42.

Par conséquent, l'état du dispositif d'affichage sphé-

rique 22 restera inchangé jusqu'à ce qu'un courant de fonctionnement normal soit rétabli dans le conducteur

aérien 12. Peu de temps après que la condition de dé-

faut soit corrigée et que le courant ait fini de cir-

culer dans le conducteur aérien 12, le bobinage de re-

mise à zéro 52 deviendra momentanément excité et les polarités des pôles du noyau magnétique 44 seront à

nouveau inversées par rapport à l'orientation repré-

sentée sur la figure 6. Ainsi, le dispositif d'affi-

chage sphérique 22 tournera de 180 degrés vers sa po-

sition de remise à zéro indiquant que le conducteur

aérien 12 a été rétabli à la normalité.

Si l'on se réfère à la figure 8, un autre mode de réalisation de la présente invention y est

représenté. Dans ce mode de réalisation, le disposi-

tif d'affichage de l'indicateur 10 de circuit défec-

tueux est un dispositif d'affichage 300 sphérique suspendu à fluide. Comme le dispositif d'affichage

décrit ci-dessus, un aimant permanent 304 est dispo-

sé dans le dispositif d'affichage sphérique 300.

L'aimant permanent 204 est fixé à la surface interne 314 du dispositif d'affichage 300 par adaptation dans une cavité moulée (non représentée) destinée à fixer l'aimant. Un hémisphère du dispositif d'affichage 300 est coloré de façon brillante, tandis que le second

hémisphère est recouvert d'un revêtement coloré de fa-

çon terne, comme décrit précédemment.

Une sphère extérieure plus grande 302 en-

globe complètement le dispositif d'affichage sphéri-

que 300. La sphère extérieure 302 est formée de ma-

tière plastique claire ou d'un autre matériau transpa-

rent pour permettre une vision aisée du dispositif d'affichage sphérique 300. La sphère 302 est montée sur la face 13 du boîtier 11 par l'intermédiaire de

deux saillies 310 et 312 qui fixent la sphère extérieu-

re 302 au boîtier 11. Les dimensions de la sphère 302 dépendront naturellement des dimensions du dispositif

d'affichage sphérique 300. L'espace séparant le dispo-

sitif d'affichage 300 et la sphère 302, c'est-à-dire la largeur du canal 306, fournit une surface pour le fluide qui non seulement agit comme un fluide porteur, mais qui permet aussi un agrandissement considérable

de la sphère interne 300. Le fluide agit pour dispen-

ser la lumière comme le ferait une lentille d'agran-

dissement.

Le canal 306 sépare le dispositif d'affi-

chage 300 et la sphère 302 et est rempli d'une solu-

tion fluide, telle que de l'alcool ou du kérosène.

Le dispositif d'affichage sphérique 300 est enfermé

avec de l'air à l'intérieur. L'air fournit un dispo-

sitif d'affichage 300 avec une flottabilité qui per-

met un mouvement sans frottement du dispositif d'af-

fichage 300 dans la sphère 302. La rotation du dis-

positif d'affichage 300 dans la sphère 302 est à

nouveau commandée par l'utilisation d'un électro-ai-

mant 308, comme expliqué précédemment,

L'attraction magnétique entre l'aimant per-

manent 304 et l'électro-aimant 308 est représentée

sur la figure 9. Comme décrit précédemment, l'élec-

tro-aimant 308 est disposé dans le boîtier 11 à proxi-

mité immédiate de l'aimant permanent 304. Cette confi-

guration permet aux pôles de l'aimant permanent 304 d'être en communication magnétique étroite avec les

pôles de l'électro-aimant 308. Puisque l'aimant perma-

nent 304 est fixé physiquement à la surface interne 314 du dispositif d'affichage sphérique 300, l'aimant

permanent 304 est aussi couplé en rotation au disposi-

tif d'affichage 300. Par conséquent, la rotation de l'aimant permanent 304 due au champ magnétique émis par l'électro-aimant 308 conduira aussi à la rotation

du dispositif d'affichage sphérique 300.

Le fonctionnement de ce mode de réalisation est très similaire au fonctionnement du mode préféré de réalisation. L'impulsion créée dans le bobinage de

remise à zéro 52 (représenté sur la figure 3) aimante-

ra le noyau magnétique 330 de l'électro-aimant 308 selon une orientation et le bobinage de déclenchement

(représenté sur la figure 3) aimantera le noyau ma- gnétique 330 dans l'orientation opposée. Ainsi, lors-

que les polarités des pôles sur le noyau magnétique

330 sont inversées, comme décrit précédemment, le dis-

positif d'affichage 300 tourne de 180 degrés. Puisque le fluide et la flottabilité du dispositif d'affichage 300 permettent une rotation presque sans frottement, cette configuration peut nécessiter moins de forces

extérieures pour faire tourner le dispositif d'affi-

chage. Par conséquent, cette configuration peut fonc-

tionner avec bien moins de puissance que le mode de

réalisation préféré.

Encore un autre mode de réalisation est il-

lustré sur la figure 10. Ce mode de réalisation con-

siste en un dispositif d'affichage sphérique 400 pou-

vant être monté à rotation sur l'axe 402, comme dé-

crit dans le mode préféré de réalisation. Egalement comme décrit plus haut, l'aimant permanent 404 est fixé à l'axe 402 du dispositif d'affichage sphérique 400 et est supporté par celui-ci. Par conséquent,

l'aimant permanent 404 est couplé en rotation au dis-

positif d'affichage sphérique 400 par l'intermédiaire de l'axe 402. Cependant, dans cette configuration, l'aimant permanent 404 est disposé à l'extérieur du dispositif d'affichage sphérique 400, au lieu d'être

disposé dans l'indicateur 400 sphérique.

Puisque l'aimant permanent 404 est placé à l'extérieur du dispositif d'affichage sphérique 400, l'aimant permanent 404 peut être placé sur l'axe 402 à proximité immédiate de l'électro-aimant 406. Cet

agencement particulier améliore et renforce la commu-

nication magnétique entre l'aimant permanent 404 et

l'électro-aimant 406. Ainsi, la rotation du disposi-

tif d'affichage sphérique 400 peut être commandée

plus aisément.

Encore un autre mode de réalisation est il-

lustré sur la figure 11. A l'inverse des configura-

tions précédentes qui utilisent un dispositif d'affi-

chage sphérique, le dispositif d'affichage de ce mode

de réalisation est un dispositif d'affichage cylindri-

que 450. Le dispositif d'affichage cylindrique 450 fonctionne et est actionné précisément de la même manière que le mode de réalisation préféré décrit

plus haut.

Dans le mode de réalisation préféré dé-

crit ci-dessus, les composants électriques suivants sont appropriés pour être utilisés dans le circuit représenté sur la figure 3:

Composant Réf nO Fabricant Description

Résistance 104 Mepco/Centralab 47K, 1/2W Diode zener 106 Motorola part Mgf nO

1N4709

Diode zener 108 Motorola part Mgf n0 iN4754 Condensateur 110,120 Mallory 15pF,50V Diode zener 112 Motorola 39V,part Mgf nOlN4716 Résistance 114,116 Mepco/Centralab 4,75M Diode 118 Motorola part Mgf nO

1N4004

Redresseur au 122 Motorola MCR22-6 Si commandé Transistor 124 Motorola 2N6028 unijonction programmable Condensateur 126 Mepco/Centralab 0,022F Résistance 128,226 Mepco/Centralab 100K Résistance 130 Mepco/Centralab 1M Redresseur 132,202 Motorola MCR22-6 au si commandé condensateur 152-159 Mallory 1pF,250V Diode 160-157 Motorola part Mgf.

1N4004

Condensateur 204,214 Nichicon 0,1pF,400V Diode 206-209 Motorola 1N4004 Résistance 216 Mepco/Centralab 470K Résistance 218 Mepco/Centralab 22K Commutateur 222 Harris part Mgf nO unilatéral 2N4999 au Si Condensateur 224 Mepco/Centralab 0,1pF,50V Photodiode 231 Motorola MOC8021* Résistance 232 Mepco/Centralab 330 Résistance 238 Mepco/Centralab 1K Transistors 240,242 Motorola MOC8021* de Darlington

* Toutes les parties sont contenues dans un boî-

tier tel que décrit par le coupleur optique 230.

Bien qu'un mode de réalisation préféré de

l'invention ait été représenté et décrit, des modifi-

cations apportées à celui-ci peuvent être faites par

un spécialiste sans s'écarter de l'esprit de l'inven-

tion.

Claims (38)

REVENDICATIONS

1. Indicateur pour indiquer un courant normal ou un courant défectueux circulant dans un conducteur (12), comprenant: - un bottier (11); - un moyen de contrôle du courant pour détecter le courant circulant dans le conducteur (12), ledit moyen de contrôle produisant un signal de courant induit proportionnel au courant circulant dans le conducteur;

- un moyen d'excitation électrique relié élec-

triquement audit moyen de contrôle du courant pour recevoir ledit signal de courant induit en provenance du moyen de contrôle du courant et pour produire un premier signal ou un second signal en réponse à la réception dudit signal de courant induit; - un électro-aimant (40; 308; 406) ayant un bobinage normal (52) et un bobinage de déclenchement

(50), ledit bobinage normal (52) étant relié électri-

quement audit moyen d'excitation électrique pour rece-

voir le premier signal et ledit bobinage de déclenche-

ment (50) étant relié audit moyen d'excitation élec-

trique pour recevoir le second signal;

- ledit bobinage normal (52) produisant une pre-

mière polarité dudit électro-aimant lors de la récep-

tion du premier signal en provenance dudit moyen

d'excitation électrique, et ledit bobinage de déclen-

chement (50) produisant une seconde polarité dudit électro-aimant (40; 308; 406) lors de la réception

du second signal en provenance dudit moyen d'excita-

tion électrique; - un aimant permanent (42; 304; 404) monté à

rotation dans une position adjacente audit électro-

aimant (40; 308; 406) de telle sorte que ledit ai-

mant permanent (42; 304; 404) est aligné avec la polarité dudit électroaimant (40; 308; 406); - un dispositif d'affichage (22; 300; 400; 450) couplé en rotation audit aimant permanent (42), ledit dispositif d'affichage (22; 300; 400; 450) ayant un côté normal et un côté de déclenchement chacun avec des caractéristiques uniques et faisant saillie du boîtier (11); et - ledit aimant permanent (40; 308; 406) et le dispositif d'affichage (22; 300; 400; 450) étant positionnés au cours de ladite première polarité de

manière à afficher ledit côté normal et étant posi-

tionnés au cours de ladite seconde polarité de manière

à afficher ledit côté de déclenchement.

2. Indicateur selon la revendication 1 dans lequel ledit moyen de contrôle du courant est un

transformateur de courant (36).

3. Indicateur selon la revendication 2 dans lequel ledit moyen d'excitation électrique comporte un réseau multiplicateur de tension (150) pour augmenter

la tension du signal de courant induit reçu en prove-

nance dudit transformateur de courant (36).

4. Indicateur selon la revendication 1 dans

lequel ledit électro-aimant (40) comporte un noyau ma-

gnétique (44) en une pièce ayant un corps principal

(55) avec une première extrémité et une seconde extré-

mité, lesdites première et seconde extrémités ayant une série de bras (51, 53, 61, 63) s'étendant depuis

ledit corps principal (55) pour assurer la communica-

tion magnétique entre ledit aimant permanent (42) et

ledit électro-aimant (40).

5. Indicateur selon la revendication 1 dans lequel ledit aimant permanent (42; 304) est disposé

dans ledit dispositif d'affichage (22; 300; 450).

6. Indicateur selon la revendication 1 dans

lequel ledit aimant permanent (404) est extérieur au-

dit dispositif d'affichage (400).

7. Indicateur selon la revendication 1 dans lequel ledit dispositif d'affichage (22; 300; 400)

comporte une sphère.

8. Indicateur selon la revendication 1 dans lequel ledit dispositif d'affichage (450) comporte un cylindre.

9. Indicateur selon la revendication 1 dans lequel ledit côté normal dudit dispositif d'affichage

(22; 300; 400; 450) est une couleur terne.

10. Indicateur selon la revendication 9

dans lequel ladite couleur terne est du noir.

11. Indicateur selon la revendication 1

dans lequel ledit côté de déclenchement dudit disposi-

tif d'affichage (22; 300; 400; 450) est une couleur brillante.

12. Indicateur selon la revendication 11

dans lequel ladite couleur brillante est de l'orange.

13. Indicateur de circuit défectueux pour indiquer l'apparition d'un courant défectueux dans un conducteur électrique (12), comprenant: - un bottier (11);

- un dispositif d'affichage (22; 400; 450) mon-

té à rotation sur un axe (23; 406) supporté par ledit boîtier, ledit dispositif d'affichage (22; 400; 450)

faisant saillie partiellement à l'extérieur dudit boi-

tier et comprenant au moins un premier côté d'une pre-

mière couleur et un second côté d'une seconde couleur, ledit premier côté indiquant une condition de remise

à zéro et faisant saillie vers l'extérieur dudit boi-

tier (11) lorsque ledit second côté est disposé dans

ledit boîtier, et ledit second côté indiquant une con-

dition de défaut et faisant saillie vers l'extérieur dudit boîtier lorsque ledit premier côté est disposé dans ledit boîtier; - un moyen électro-magnétique monté dans ledit boîtier (11) comprenant un bobinage de remise à zéro

(52), un bobinage de déclenchement (50), et un assem-

blage à noyau magnétique (44), lesdits bobinages de

remise à zéro (52) et de déclenchement (50) étant en-

roulés autour dudit noyau magnétique (44), ledit noyau magnétique ayant un pôle sud et un pôle nord; - un aimant permanent (42) ayant un pôle sud et

un pôle nord, ledit aimant permanent (42) étant cou-

plé en rotation audit axe (23; 406) dudit dispositif

d'affichage (22; 400; 450) et étant couplé magnéti-

quement audit noyau magnétique (44) dudit moyen élec-

tromagnétique de telle sorte que ledit pôle sud dudit aimant permanent est aligné avec ledit pôle nord dudit

noyau magnétique et ledit pôle nord dudit aimant per-

manent (42) est aligné avec ledit pôle sud dudit noyau magnétique;

- un moyen d'excitation électrique relié électri-

quement audit bobinage de remise à zéro (52) et audit

bobinage de déclenchement (50), ledit moyen d'excita-

tion produisant périodiquement une première impulsion électrique dans ledit bobinage de remise à zéro (52) dans des conditions normales et produisant une seconde

impulsion électrique dans ledit bobinage de déclenche-

ment (50) lors de l'apparition d'une condition défec-

tueuse, ladite première impulsion dans ledit bobinage

de remise à zéro (52) polarisant magnétiquement les-

dits pôles dudit noyau magnétique (44) selon une

orientation de telle sorte que ledit premier côté du-

dit dispositif d'affichage fait saillie vers l'exté-

rieur dudit boîtier pour indiquer ladite condition de remise à zéro et ladite seconde impulsion dans ledit

bobinage de déclenchement polarise magnétiquement les-

dits pôles dudit noyau magnétique (44) selon une se-

conde orientation de telle sorte que ledit second côté dudit dispositif d'affichage (22; 400; 450) fait saillie vers l'extérieur dudit bottier (11) pour

indiquer ladite condition de défaut.

14. Indicateur de circuit défectueux selon

la revendication 13 dans lequel ledit noyau magnéti-

que (44) a un corps principal avec une première extrémité et une seconde extrémité, lesdites première et seconde extrémités ayant une série de bras (51, 53, 61, 63) s'étendant depuis ledit corps principal

(55).

15. Indicateur de circuit défectueux selon

la revendication 13 dans lequel ledit aimant perma-

nent (42) est disposé dans ledit dispositif d'affi-

chage (22).

16. Indicateur de circuit défectueux selon

la revendication 13 dans lequel ledit aimant perma-

nent (404) est extérieur audit dispositif d'afficha-

ge (400).

17. Indicateur de circuit défectueux selon

la revendication 13 dans lequel ledit dispositif d'af-

fichage (22; 400) comporte une sphère, ledit premier côté ayant une couleur terne et ledit second côté

ayant une couleur brillante.

18. Indicateur de circuit défectueux selon

la revendication 13 dans lequel ledit dispositif d'af-

fichage (450) comporte un cylindre, ledit premier cô-

té ayant une couleur terne et ledit second côté ayant

une couleur brillante.

19. Indicateur de circuit défectueux pour indiquer l'apparition d'un courant défectueux dans un conducteur électrique (12) comprenant: - un bottier (11); - une enceinte (302) remplie d'un fluide fixée audit bottier (11);

- un moyen de dispositif d'affichage (300) sus-

pendu dans ladite enceinte remplie d'un fluide, ledit moyen de dispositif d'affichage (300) comprenant au moins deux côtés, le premier côté ayant une première couleur et le second côté ayant une seconde couleur;

- un moyen électromagnétique comprenant un bobi-

nage de déclenchement (50), un bobinage de remise à zéro (52), et un assemblage à noyau magnétique (44), ledit noyau magnétique ayant un pôle sud et un pôle nord; - un aimant permanent (304) ayant un pôle sud et

un pôle nord, ledit aimant permanent (304) étant cou-

plé en rotation audit moyen de dispositif d'affichage

(300) et étant couplé magnétiquement audit noyau ma-

gnétique dudit moyen électromagnétique de telle sorte que ledit pôle sud dudit aimant permanent (304) est aligné avec le pôle nord dudit noyau magnétique (44) et ledit pôle nord dudit aimant permanent (304) est aligné avec ledit pôle sud dudit noyau magnétique (44); - un moyen d'excitation connecté électriquement

audit bobinage de remise à zéro (52) et audit bobina-

ge de déclenchement (50), ledit moyen d'excitation produisant périodiquement une première impulsion électrique dans ledit bobinage de remise à zéro (52)

dans des conditions normales et produisant une secon-

de impulsion électrique dans ledit bobinage de déclen-

chement (50) lors de l'apparition d'une condition de défaut, ladite première impulsion dans ledit bobinage

de remise à zéro (52) polarisant magnétiquement les-

dits pôles dudit noyau magnétique (44) selon une orientation de telle sorte que le premier côté dudit moyen de dispositif d'affichage (300) est visible et

ladite seconde impulsion dans ledit bobinage de dé-

clenchement (50) polarisant magnétiquement lesdits pôles dudit noyau magnétique (44) selon une seconde orientation de telle sorte que ledit second côté dudit

moyen de dispositif d'affichage (300) est visible.

20. Indicateur de circuit défectueux selon

la revendication 19 dans lequel ledit moyen de dispo-

sitif d'affichage (300) est une sphère.

21. Indicateur de circuit défectueux selon la revendication 20 dans lequel ladite enceinte est

une sphère (302) plus grande englobant ladite sphère.

22. Indicateur de circuit défectueux selon la revendication 20 dans lequel ladite sphère est

remplie d'air.

23. Indicateur de circuit défectueux selon la revendication 19 dans lequel le fluide dans ladite

enceinte remplie de fluide est de l'alcool.

24. Indicateur de circuit défectueux selon la revendication 19 dans lequel le fluide dans ladite

enceinte remplie de fluide est du kérosène.

25. Indicateur de circuit défectueux selon

la revendication 19 dans lequel ledit noyau magnéti-

que (44) a un corps principal (55) avec une première extrémité et une seconde extrémité, lesdites première et seconde extrémités ayant une série de bras (51, 53,

61, 63) s'étendant depuis ledit corps principal (55).

26. Indicateur de circuit défectueux selon la revendication 19 dans lequel ledit premier côté dudit moyen de dispositif d'affichage (300) indique

une condition de remise à zéro et a une couleur terne.

27. Indicateur de circuit défectuex selon la revendication 26 dans lequel ladite couleur terne

est du noir.

28. Indicateur de circuit défectueux selon

la revendication 19 dans lequel ledit second côté du-

dit moyen de dispositif d'affichage (300) indique une

condition de défaut et a une couleur brillante.

29. Indicateur de circuit défectueux selon

la revendication 28 dans lequel ladite couleur bril-

lante est de l'orange.

30. Indicateur de circuit défectueux selon

la revendication 19 dans lequel ledit moyen de dis-

positif d'affichage (300) fait saillie partiellement vers l'extérieur du boîtier (11) de telle sorte que

soit le premier côté soit le second côté est visible.

31. Indicateur de circuit défectueux pour indiquer la présence d'un défaut dans un conducteur électrique (12), comprenant: - un circuit (150) multiplicateur de tension

connecté audit conducteur électrique (12) pour rece-

voir un courant électrique en provenance dudit con-

ducteur, et en réponse à celui-ci, pour fournir un signal de sortie avec une tension accrue; - un circuit de déclenchement (200) connecté audit conducteur électrique (12), ledit circuit de déclenchement comprenant: un bobinage de déclenchement (50) connecté électriquement audit multiplicateur de tension (150)

pour recevoir ledit signal de sortie dudit multipli-

cateur de tension (150); et

- un moyen pour détecter une condition de dé-

faut dans ledit conducteur électrique (12), ledit

moyen de détection étant connecté électriquement au-

dit bobinage de déclenchement (50); - dans lequel ledit moyen de détection fournit un signal de défaut lorsqu'un défaut est détecté dans ledit conducteur électrique (12), et ledit signal de défaut active ledit bobinage de déclenchement; - un circuit de remise à zéro connecté audit

multiplicateur de tension (150) et audit moyen de dé-

tection, ledit circuit de remise à zéro comprenant: - un bobinage de remise à zéro (52); et - un moyen pour activer ledit bobinage de remise à zéro; - dans lequel ledit moyen d'activation reçoit le signal de sortie dudit multiplicateur de tension (150) pour exciter le bobinage de remise à zéro, et dans lequel ledit moyen d'activation reçoit aussi

le signal de défaut en provenance dudit moyen de dé-

tection et, en réponse au signal de défaut, ledit

moyen d'activation est désactivé.

32. Indicateur selon la revendication 31, dans lequel ledit bobinage de déclenchement (50) est excité par le signal de sortie dudit multiplicateur

de tension (150) une fois que le bobinage de déclen-

chement (50) est activé par le moyen de détection.

33. Indicateur selon la revendication 32, dans lequel ledit moyen de détection comporte: - un premier commutateur (222) et un second commutateur (202); - dans lequel ledit premier commutateur (222) est activé lorsque la tension sur ledit conducteur

électrique excède une tension maximum prédéterminée.

34. Indicateur selon la revendication 33,

dans lequel ledit premier commutateur (222), lors-

qu'il est actionné, met en circuit ledit second com-

mutateur (202), conduisant le signal de sortie dudit

multiplicateur de tension (150) à actionner le bobi-

nage de déclenchement.

35. Indicateur selon la revendication 33, dans lequel ladite tension maximum prédéterminée est déterminée par un diviseur de tension (216, 218)

dans ledit moyen de détection.

36. Indicateur selon la revendication 32, dans lequel ledit moyen d'activation comporte:

- un premier commutateur (122) et un second com-

mutateur (132); et - dans lequel ledit premier commutateur (122) est en circuit périodiquement pour permettre au signal

de sortie du multiplicateur de tension (150) de remet-

tre à zéro le bobinage de remise à zéro.

37. Indicateur selon la revendication 36,

dans lequel ledit moyen d'activation comporte en ou-

tre:

- une diode zener (106) pour mettre périodique-

ment en circuit ledit premier commutateur (122).

38. Indicateur selon la revendication 37,

dans lequel ledit second commutateur (132) est action-

né en réponse à un signal de défaut en provenance du-

dit moyen de détection, conduisant le moyen d'activa-

tion à être désactivé.