FR3017960A1 - Dispositif de detection de defaut sur une ligne electrique aerienne a haute tension - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de détection de défaut sur une ligne électrique (3) haute tension, comportant un capteur (2) installé sur chaque phase de ladite ligne, ces capteurs (2) étant conçus pour mesurer une pluralité de paramètres liés au fonctionnement de la ligne, le dispositif (1) comportant en outre une base (5) située au voisinage du sol à proximité des capteurs, les capteurs (2) et la base (5) étant pourvus de moyens (10,12,17) de communication radio pour envoyer des données desdits capteurs (2) vers ladite base (5), caractérisé en ce que chaque capteur (2) comporte des moyens (6,7) pour capter sans contact l'énergie nécessaire à son fonctionnement, à partir de la ligne haute tension, et des moyens (9,11) pour détecter un défaut sur la ligne, sous la forme d'une variation de courant et/ou de tension mesurés au-delà d'un seuil prédéterminé.

Description

Dispositif de détection de défaut sur une ligne électrique aérienne à haute tension La présente invention concerne les dispositifs de détection de défauts ou d'incidents pouvant intervenir sur une ligne électrique à haute tension, notamment une ligne électrique aérienne. lo CONTEXTE DE L'INVENTION Dans le contexte actuel de la distribution d'énergie, en France, il survient entre 5 et 10 défauts sur une ligne électrique aérienne par jour et par département, en temps normal. Ce chiffre passe à 20 ou 50 défauts par jour lors d'une canicule ou de périodes de surconsommation, en hiver par exemple. La situation est similaire dans 15 d'autres pays. Le coût représenté par une panne, par la coupure et la non alimentation d'un secteur géographique, et par le temps d'intervention des équipes de maintenance, se chiffre à plusieurs centaines de milliers d'Euros par an, montants auxquels s'ajoute l'ensemble des coûts logistiques directs et indirects liés aux interventions des opérateurs en zone rurale, ainsi que les conséquences 20 économiques pour les clients privés d'électricité. Le coût annuel direct des défauts de ligne pour un opérateur de réseaux électriques se chiffrera donc à plusieurs millions d'Euros par an, sans même tenir compte des différents coûts indirects. En outre, le problème de l'accrochage de capteurs de détection de défauts sur 25 un réseau de haute tension HTA (20kV) sous tension est une contrainte forte. On utilise à cet effet un équipement particulier, à savoir une perche isolante munie d'un dispositif à crochet qui autorise l'accroche sous tension du capteur de détection par une manipulation faite par une équipe spécialisée depuis une nacelle élévatrice. Le monteur positionne alors chaque capteur de détection de défaut directement sur le 30 conducteur sous tension (20 kV). Par ailleurs, l'exploitation des dispositifs de détection de défaut de ligne dans leur environnement opérationnel est très contraignante. Elle doit être garantie dans des conditions d'exploitation hostiles combinant des températures dans des gammes étendues (environ -30° C à +80° C), des vents forts (160km/h), la possibilité de formation de glace autour des capteurs, etc. Enfin, il existe une évolution réglementaire du régime de neutre des réseaux électriques de distribution HTA, d'un régime dit de neutre impédant vers un régime dit de neutre compensé, dans lequel la possibilité de signaler les défauts de ligne devient un problème plus difficile à résoudre et plus crucial pour les exploitants. Cette évolution vers un régime de neutre compensé a pour conséquence que les systèmes de détection existants sur le marché mondial deviennent pour la plupart obsolètes, notamment par manque de sensibilité de la détection de défaut.

ETAT DE LA TECHNIQUE On connaît bien entendu dans l'Etat de la Technique plusieurs dispositifs de détection de défauts sur des lignes électriques à haute tension, permettant de détecter et de localiser la survenance d'un défaut afin de pouvoir y remédier au plus vite et de minimiser les impacts économiques et de sécurité tels qu'exposés plus haut. Ainsi, on connaît de par le document US 5,565,783 Al un dispositif de détection de défauts de ligne haute tension qui est pourvu d'une alimentation des capteurs de ligne, indépendante du courant de ligne, et réalisée par exemple à l'aide de cellules photovoltaïques. Or il est loin d'être établi que des cellules photovoltaïques puissent faire face dans la durée à un environnement agressif, et qu'elles permettent d'assurer une durée de vie suffisante des capteurs, à moins d'interventions de maintenance répétées et coûteuses. Ce type de dispositif ne sera donc pas compatible avec les exigences actuelles et futures des opérateurs de réseaux électriques, qui exigent pour les capteurs placés sur les lignes, des garanties de fonctionnement sans défaut et si possible sans intervention, supérieures à 15 ans. Un autre problème rencontré sur les systèmes connus est celui de la consommation électrique des capteurs situés sur la ligne par rapport à l'énergie captée localement. Cette consommation nécessite une récupération d'énergie importante (de l'ordre de 30mW) qui n'est pas compatible avec l'installation du système sur des lignes dont le courant permanent est faible (de l'ordre de 3A). En effet, dans les capteurs pourvus d'un tore, l'énergie récupérée est proportionnelle au courant passant sur le conducteur, par conséquent l'énergie récupérée pour alimenter les capteurs est largement suffisante lorsque le courant de ligne est de quelques dizaines d'ampères, mais est insuffisante lorsque le courant de ligne est faible. De plus, certains systèmes connus sont équipés de modules radio pour la communication entre les capteurs et une unité au sol. Ces systèmes connus utilisent des liaisons radiofréquence permanentes qui sont généralement soumises à autorisation préalable, alors que des systèmes utilisant des liaisons radio de faible puissance et à débit limité pourraient être déployés sans ces autorisations (norme ETSI EN300-220). De façon générale et en résumé, les dispositifs de détection connus présentent un ou plusieurs inconvénients qui les rendent de plus en plus impropres à remplir l'ensemble des nouvelles contraintes techniques imposées par les opérateurs de réseaux électriques. Parmi ces inconvénients des dispositifs connus figurent notamment un ou plusieurs parmi les suivants: - Le manque de sensibilité de détection des capteurs de ligne pour la détection d'un défaut - Un défaut d'autonomie de l'électronique associée au capteur, ou à tout le moins une consommation électrique trop élevée de cette électronique Une tenue insuffisante dans le temps, qui entraine des interventions trop rapprochées et trop coûteuses.

BUTS DE L'INVENTION L'invention a pour but général de proposer un dispositif de détection de défauts sur des lignes électriques à haute tension, qui soit à même de résoudre l'ensemble 30 des problèmes et inconvénients précédents attachés aux dispositifs connus dans l'état de la technique.

L'invention a également pour but de proposer un dispositif de détection de défauts susceptible de réduire le coût d'exploitation des lignes HTA. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif pouvant être aisément intégré aux réseaux électriques intelligents du futur (dits « smart grid » en 5 terminologie anglo-saxonne), et donc de proposer des capteurs de défauts qui puissent s'interfacer avec tous les dispositifs de gestion à venir permettant ainsi de transformer le capteur de défaut en un point de mesure intelligent. Le capteur donnera alors des indications précises des paramètres de courant et de tension en un point du réseau. Cette évolution est indispensable pour les nouveaux réseaux de 10 distribution électrique intégrant des sources d'énergie renouvelables (fermes de panneaux photovoltaïques, éoliennes,...). RESUME DE L'INVENTION 15 Le dispositif selon l'invention repose sur les principes et objectifs suivants : - La récupération d'une partie de l'énergie transitant sur la ligne HTA afin d'alimenter les capteurs. L'enjeu est une autonomie totale en alimentation des capteurs, avec pour objectif une durée de vie supérieure à 15 ans sans intervention humaine après la pose d'un capteur sur la ligne HTA. 20 - La récupération d'énergie par un système inductif (par utilisation du courant qui transite sur la ligne, via le champ magnétique émis). - La transmission radio des données recueillies sur la ligne vers la base de traitement, avec une consommation d'énergie de cette transmission très réduite. Le choix technologique pour cette transmission se fera parmi des solutions actives 25 classiques (par exemple les normes dites Wifi, Bluetooth, ZigBee, Ultra Wide Band...) ou passives (du type transmission RFID), et sera guidé par la recherche d'une adéquation optimale entre les contraintes de consommation, de niveau d'énergie récupérable via la ligne HTA, de quantité de données et de débit de données à transmettre. 30 - Une conception mécanique du capteur optimisée du point de vue de son système d'accrochage sur le câble HTA. - La sensibilité du capteur pour la mesure des courants, et son adéquation avec les normes en vigueur, notamment la norme EN NF 60044-8 qui définit le cadre technique et normatif pour la conception des capteurs transformateurs électroniques de courant. Dans son principe, la solution retenue par l'invention pour atteindre les buts fixés consiste à instrumenter les trois câbles aériens d'une ligne HT avec des capteurs autoalimentés spécifiques disposés sur chaque conducteur, et d'installer une base au niveau d'un pylône permettant de communiquer par radio avec les 3 modules intégrant les capteurs. Un autre aspect de la solution retenue consiste à faire des calculs portant sur 10 une série de paramètres relevés par les capteurs, et de faire ces traitements directement au niveau des modules électroniques intégrés aux capteurs, ce qui permet de minimiser la quantité de données à transmettre en temps réel à la base, et par voie de conséquence, la consommation des modules électroniques des capteurs. Selon l'invention, la mesure en temps réel par les capteurs porte sur 4 15 paramètres clés des réseaux d'énergie, à savoir la tension, le courant, la fréquence, et la forme d'onde sur chaque phase. Ces mesures sont transmises par liaison radio sécurisée à la base de calcul située au pied des pylônes, pour un traitement de type temps réel. La transmission radio sécurisée entre capteurs et base est réalisée pour être à 20 très faible consommation, c'est-à-dire qu'un module radio consommera de l'ordre de 20 à 60 mW en émission ou réception continue. En limitant la durée des échanges radio, on pourra réduire ce chiffre à 5 mW ou moins. Par ailleurs, l'invention prévoit que pour chaque capteur, l'extraction de l'énergie nécessaire à son alimentation se fait à partir de son environnement 25 immédiat, notamment directement à partir du champ magnétique généré par le courant de ligne. Grâce à ces caractéristiques, le dispositif selon l'invention permettra d'obtenir des temps moyens entre pannes (notés MTBF) de l'ordre de 130 000 heures, soit 15 ans de durée de vie dans un environnement hostile. 30 L'invention a donc pour objet un dispositif de détection de défaut sur une ligne électrique haute tension, comportant un capteur installé sur chaque phase de ladite ligne, ces capteurs étant conçus pour mesurer une pluralité de paramètres liés au fonctionnement de la ligne, le dispositif comportant en outre une base située au voisinage du sol à proximité des capteurs, les capteurs et la base étant pourvus de moyens de communication radio pour envoyer des données desdits capteurs vers ladite base, caractérisé en ce que chaque capteur comporte des moyens pour capter sans contact l'énergie nécessaire à son fonctionnement, à partir de la ligne haute tension, et des moyens pour détecter un défaut sur la ligne, sous la forme d'une variation de courant et/ou de tension mesurés au-delà d'un seuil prédéterminé. Afin de capter l'énergie à partir de la ligne, chaque capteur comporte un tore électromagnétique entourant le conducteur de la phase qui le porte, ce tore étant disposé et dimensionné de façon à constituer un transformateur fonctionnant en régime saturé, dont le primaire est constitué par le câble de la ligne, et dont le secondaire est constitué par un enroulement dans lequel est induit un courant représentatif du courant circulant dans ledit conducteur. L'invention prévoit que l'enroulement secondaire du tore est connecté à un circuit d'alimentation du capteur, qui alimente un circuit électronique de traitement des mesures prélevées par le capteur, et un étage de transmission de données par voie radio vers la base. Dans un mode de réalisation avantageux, le circuit d'alimentation comporte deux selfs inductances d'adaptation connectées sur chaque brin de l'enroulement secondaire du transformateur, une diode de protection connectée entre les deux selfs d'adaptation, un étage redresseur du courant alternatif en courant continu, et la sortie de l'étage redresseur est connectée à un dispositif de stockage de l'énergie électrique captée, qui alimente un régulateur de tension suivi du circuit électronique de traitement.

De façon avantageuse, ledit dispositif de stockage d'énergie comporte deux parties, à savoir une première partie à faible capacité pour un stockage très rapide d'énergie permettant un démarrage quasi instantané de l'alimentation du circuit électronique, et une seconde partie à plus forte capacité de stockage permettant le maintien de l'alimentation du circuit électronique pendant plusieurs secondes en cas de coupure de courant sur la ligne. Dans un mode de réalisation, ledit dispositif de stockage d'énergie comporte deux capacités, à savoir une première capacité de l'ordre de 2,2 mF, et une seconde capacité de l'ordre de 22 mF.

De façon avantageuse, le dispositif selon l'invention comporte des moyens pour synchroniser la transmission des données captées par plusieurs capteurs, vers la base. De préférence, le tore du capteur comporte un demi tore supérieur et un demi tore inférieur, le demi tore supérieur étant configuré de manière que son évidement puisse s'accrocher sur une ligne électrique, et il est fixé sur la partie supérieure d'une armature du capteur, cette armature comportant en outre deux côtés latéraux et une partie inférieure qui comporte un alésage fileté dans lequel s'engage une vis filetée terminée par un anneau de manipulation. La partie inférieure de l'armature porte également une tige sur laquelle coulisse un ressort qui est solidaire du demi tore inférieur, cette tige filetée étant connectée à une plaque sur laquelle reposent deux mâchoires, de sorte que lorsque la tige filetée est vissée, elle se déplace vers le haut ce qui entraine les deux mâchoires qui viennent enserrer la ligne électrique. De façon avantageuse, ladite plaque qui porte les deux mâchoires est configurée pour que lors de sa remontée, elle entraine la tige et le ressort portant le demi tore inférieur, de sorte que les deux demi tores se rejoignent et forment un tore fermé entourant la ligne électrique. L'invention sera mieux comprise et décrite plus en détail en relation avec les figures, dans lesquelles : - la Figure 1 représente un schéma de principe global montrant les différents composants du système selon l'invention installés sur une ligne haute tension ; - la Figure 2 représente un schéma fonctionnel d'un capteur de ligne et 25 de la base correspondante installée sur un pylône ; - la Figure 3 représente un schéma électrique plus détaillé d'un capteur et de son étage de transmission radio vers la base ; - la Figure 4 représente une vue en perspective d'un capteur de ligne selon l'invention; 30 - les Figures 5A, 5B représentent respectivement une vue de face et une vue de côté du capteur de ligne de la figure 4, en position ouverte du tore ; - les Figures 6A, 6B représentent respectivement une vue de face et une vue de côté du capteur de ligne de la figure 4, en position fermée du tore ; - les Figures 7A, 7B représentent respectivement une vue de face et une vue de côté du capteur de ligne de la figure 4, en position de pincement du câble. - la figure 8 représente une vue en perspective d'un capteur de ligne selon l'invention, pourvu d'une coque de protection. On se réfère à la figure 1. Le système 1 selon l'invention comporte 3 capteurs 2, un par phase, fixés aux conducteurs 3. Ces capteurs 2 s'autoalimentent par récupération d'une partie de l'énergie magnétique générée par le courant de ligne. Les différents capteurs 2 communiquent par radio avec des bases 5 respectives, fixées au pied des pylônes 4. Les capteurs 2 sont donc autonomes et sans entretien. Les bases 5 sont alimentées soit par un élément externe (commutateur ITI), soit par pile, soit par batterie et panneau solaire. A partir des informations fournies par les capteurs 2, les bases déterminent la présence d'un défaut sur la ligne, et son sens (en amont ou en aval du point de mesure). On se réfère à la figure 2 qui représente un schéma fonctionnel d'un capteur de ligne 2 et de la base 5 correspondante installée sur un pylône 4. Pour récupérer à partir de la ligne HTA 3 l'énergie nécessaire au fonctionnement du capteur 2, on utilise un tore 6 permettant de capter de l'énergie par induction. De préférence, on gère la saturation du matériau magnétique constituant le tore afin de limiter l'énergie captée et de protéger l'électronique associée des sur courants. L'ensemble conducteur HTA 3 - tore 6 et enroulement secondaire 7 constitue alors un transformateur permettant le transfert d'une partie de l'énergie du conducteur HTA vers un système électronique 8,9 destiné au traitement des mesures délivrées par le capteur. Le tore 6 est choisi pour être saturé dès les faibles courants. L'énergie transférée est ainsi réduite et il n'est pas nécessaire de «consommer» l'énergie excédentaire qu'un transformateur non saturé délivrerait sur son circuit secondaire. Cette saturation est gérée automatiquement par deux selfs d'adaptation 18 (représentées en figure 3) connectées aux bornes du circuit secondaire 7 du transformateur, si le courant délivré par cet enroulement secondaire augmente suite à une augmentation du courant sur le conducteur HTA. Le circuit d'alimentation 8 qui récupère l'énergie de l'enroulement secondaire 7 permet d'alimenter électriquement les autres composants du capteur 2, à savoir un dispositif 11 de mesure de courant et de tension (connu en soi), un microcontrôleur 9 configuré pour effectuer un certains nombre de traitements, à l'intérieur même du capteur 2, portant sur les mesures de courant et de tension récupérées à partir du dispositif de mesure 11, et un étage 10 de transmission radio des informations du capteur 2, vers la base 5. Avec cette conception, l'énergie nécessaire au capteur 2 pour fonctionner 10 est très faible (par exemple inférieur à 10 mW) et le courant parcourant le conducteur HTA 3 a une grande amplitude de variation (par exemple de quelques ampères à plusieurs centaines d'ampères pouvant dépasser les 10 000 ampères lors d'un défaut). 15 Synchronisation des capteurs Dans un mode préférentiel de mise en oeuvre de l'invention, comme schématisé en figure 2, on prévoit des moyens pour synchroniser les différents capteurs 2 par une liaison radio 12 de communication afin d'obtenir une information synchrone 20 provenant de différents capteurs, qui sont des éléments indépendants et sans liaisons mutuelles. La base 5 comporte une alimentation électrique 13 qui dispense son énergie à un circuit d'interface 15, un microcontrôleur 16 et un étage d'émission/réception radio ou modem 17. La base 5 est alimentée électriquement et pilotée, de façon connue, 25 par un élément de télé conduite 14. Le circuit d'interface 15 est notamment constitué par un relais de communication destiné à gérer la communication entre l'élément de télé conduite 14 qui sert à ouvrir ou fermer des lignes, et la base. L'information d'un défaut éventuel sur une ligne est prise en compte par l'élément de télé conduite 14 qui fait alors remonter l'information de défaut de ligne vers l'exploitant. Le micro 30 contrôleur 16 sert à gérer la transmission radio entre la base 5 et l'étage de transmission 10 du capteur, et à faire un certain nombre de calculs et de traitements portant sur les données transmises par les 3 capteurs de ligne situés à proximité de la base, afin de déterminer l'existence et la nature d'un défaut de ligne. Ces traitements sont connus en soi et ne seront pas détaillés. L'échange de données entre l'étage de transmission 17 de la base 5 et les étages de transmission 10 des capteurs 2 est réalisé par des liaisons radio 12 transférant des trames de données. Il peut être nécessaire de synchroniser les différents modules électroniques 9,10,11 de différents capteurs 2 sur une horloge commune générée par un des modules (qui alors appelé module base). Une simple synchronisation basée sur la réception d'un message donné provenant de la base 5 ne permet pas une bonne synchronisation entre les différents modules électroniques des capteurs. Le temps de transfert d'une trame de données est dépendant : - de la durée nécessaire au transfert de la trame du microcontrôleur 16 au module radio 17 de la base (si les 2 éléments sont dissociés), - de la durée de la transmission RF sur la liaison 12, qui peut être dépendante de demandes de répétitions, - de la durée nécessaire au transfert de la trame du module radio 10 des capteurs au microcontrôleur 9 (si les 2 éléments sont dissociés), - du temps d'analyse par le microcontrôleur 9 de chaque capteur, de la trame reçue à partir du capteur. Dans le fonctionnement initial d'un modem radio, une trame est transmise du microcontrôleur 16 vers le modem 17. Elle est émise par voie RF dès que reçue par le modem 17. Dès réception RF par le modem distant 10, la trame de données est reconstituée et fournie au microcontrôleur distant 9 dès que disponible. Selon l'invention, on modifie ce mécanisme grâce aux étapes suivantes : - Transfert d'une trame du microcontrôleur 16 vers le modem 17 et stockage (pas 25 d'émission RF immédiate) - Sur changement d'une entrée-sortie du modem 17 (horloge de base), émission de la trame sur la liaison RF 12. - Pour le modem distant 10 situé dans le capteur 2, dès reconnaissance d'un entête spécifique (les premiers octets de la trame), pilotage d'une entrée-sortie du modem 30 10 (horloge locale) et transmission des données vers le microcontrôleur 9. - La trame complète est transmise au microcontrôleur distant 9 dès que disponible en réception par le modem 10.

Ce mécanisme permet d'améliorer la stabilité de l'horloge locale du capteur dans un rapport 10. Cette « contrainte » sur les échanges radio entre modules électroniques des capteurs 2 et module électronique de la base 5 permet de diminuer la consommation des modules radios 10 des capteurs, dans la mesure où les modules des capteurs n'ont pas de consommation sensible lorsqu'ils ne sont pas utilisés. Cela permet aussi de respecter les normes RF limitant les durées des émissions. On se réfère à la figure 3 représentant de façon plus détaillée les circuits électriques du module électronique d'un capteur 2, en particulier les étages de récupération et de gestion de l'énergie. Gestion de l'énergie L'énergie captée à partir de la ligne 3 est stockée par un système capacitif 8 pourvu de capacités (C1,C2) de taille suffisante pour que le capteur 2 puisse fonctionner pendant un certain temps après arrêt de la source d'énergie, lors d'une coupure sur la ligne. A cet effet, on utilise 2 capacités, l'une de relativement petite taille, C1, permettant à l'électronique en aval de démarrer rapidement, l'autre, C2, relativement plus grosse et dimensionnée pour permettre le fonctionnement du circuit électronique en aval pendant plusieurs secondes (ou plus) après arrêt de la source d'énergie. La capacité Cl (par exemple de 2,2 mF) filtre la tension redressée provenant du pont de diodes 20 et fournit l'énergie au circuit électronique 25 (par l'intermédiaire de l'alimentation, par exemple un régulateur de tension 23). La tension aux bornes de Cl augmente avec la quantité d'énergie disponible. Cl est dimensionnée pour un démarrage « rapide » du circuit électronique 25. Par démarrage rapide, on entend un démarrage en quelques millisecondes lorsque le courant conducteur est important (> 10A), ou un démarrage en moins de 2 s lorsque le courantsur la ligne 3 est de quelques ampères.

Lorsque l'énergie accumulée est suffisante (tension aux bornes de Cl dépassant un seuil fixé), une partie de cette énergie peut alors être transférée (par pilotage par un commutateur 26) à la capacité C2 (qui est par exemple de 22 mF). Lors de l'apparition d'une perte de courant sur le conducteur HTA, l'énergie permettant le fonctionnement du circuit électronique 25 provient alors de l'ensemble des capacités Cl et C2. L'ensemble self 21 et commutateur 26 (par exemple un transistor FET) de la figure 3 permet, lorsque la tension aux bornes de Cl est suffisante, de charger C2 5 en permanence ou par impulsions. La diode 22 permet de transférer l'énergie de C2 vers le régulateur de tension 23 lorsque l'énergie provenant du tore 6 n'est plus suffisante pour alimenter l'électronique. Les bobines 18 permettent d'accélérer la saturation du tore 6 lorsque la 10 ligne 3 est parcourue par un courant important. Le composant de protection 19 permet d'écrêter la tension de sortie du tore 6 en cas de fort courant dans la ligne 3. Le condensateur 24 filtre la tension d'alimentation présentée au circuit électronique 25 par le régulateur de tension 23. 15 On se réfère maintenant aux figures 4 à 8 pour décrire un exemple de réalisation de la partie mécanique d'un capteur 2. Chaque capteur 2 comporte un tore 6 réalisé en deux parties, à savoir un demi tore supérieur 6a et un demi tore inférieur 6b. Le demi tore supérieur 6a est 20 configuré de manière que son évidement central puisse s'accrocher sur une ligne électrique 3. Le demi tore supérieur 6a est fixé sur la partie supérieure d'une armature 40 du capteur 2. Cette armature 40 comporte en outre deux côtés latéraux 41, 42 et une partie inférieure 43. La partie inférieure 43 comporte un alésage fileté (non représenté) dans lequel s'engage une vis filetée 44 terminée par un anneau de 25 manipulation 45. La partie inférieure 43 de l'armature porte également une tige 46 (figure 5A) sur laquelle coulisse un ressort 47 qui est solidaire du demi tore inférieur 6b. La tige filetée 44 est connectée à une plaque 48 sur laquelle reposent deux mâchoires 49,50. De cette manière, lorsque la tige filetée 44 est vissée, elle se déplace vers le haut ce qui entraine les deux mâchoires 49,50 qui viennent serrer la 30 ligne électrique 3. Lorsque la plaque 48 qui porte les deux mâchoires 49,50 remonte, elle entraine la tige 46 et le ressort 47 portant le demi tore inférieur 6b, de sorte que les deux demi tores 6a,6b se rejoignent et forment un tore fermé 6 enserrant la ligne électrique 3. Les deux ressorts 47 permettent de plaquer le demi tore inférieur 6b contre le demi tore supérieur 6a, tout en permettant à la mâchoire inférieure de continuer à monter pour serrer le câble de la ligne 3. La perche de manipulation 56 (figure 8) utilisée pour l'accrochage du capteur 2 sur la ligne 3 comporte un limiteur de couple de serrage. Les ressorts 47 ont donc tous deux, deux fonctions différenciées: la fermeture du tore, et le serrage adaptatif de la mâchoire en fonction des diamètres de câble. En figures 5A, 5B on a représenté le capteur 2 respectivement en vue de face et de côté, en position ouverte. L'espace entre les deux demi tores 6a,6b permet d'accrocher le demi tore supérieur 6a sur la ligne électrique 3. En figures 6A, 6B on a représenté le capteur 2 en vue de face et de côté, en position fermée du tore, mais avant serrage des mâchoires 49,50. Pour arriver à cette position, on a actionné l'anneau de manutention 45 en le vissant dans le sens des aiguilles d'une montre, ce qui fait remonter le demi tore inférieur 6b vers le demi tore supérieur 6a, jusqu'à la fermeture complète du tore autour de la ligne électrique 3. Le tore 6 est donc accroché sur la ligne, mais dans cette position, le capteur 2 n'est pas encore verrouillé sur la ligne. En continuant à visser la tige de manutention 44, on actionne les deux mâchoires latérales 49,50 qui se déplacent vers le haut jusqu'au contact de la ligne, ce qui verrouille le capteur sur la ligne, comme représenté en figures 7A, 7B. Afin de protéger les éléments mécaniques mobiles du capteur, il est avantageux de les disposer à l'intérieur d'une coque 51, comme représenté en figure 8. Cette coque comporte alors une fente longitudinale 52 au niveau de l'espace situé entre les deux demi tores 6a,6b en position ouverte du tore. La coque 51 est en 3 parties de préférence clippées entre elles. La partie centrale 53 est fixée sur la mécanique du capteur par des moyens de fixation adaptés, par exemple par clippage. Les deux parties latérales 54 viennent se clipper sur la partie centrale de la coque.

De cette manière, pour mettre en place le capteur 2 sur la ligne 3, il suffit de saisir l'anneau de préhension 45 de la tige 44 à l'aide de l'extrémité 55 d'une perche de manutention 56, puis de remonter le capteur 2 au bout de la perche, de positionner la fente longitudinale 52 de la coque 51 en face de la ligne 3, et d'accrocher la coque 51 et par conséquent le capteur 2 sur la ligne. Ensuite, il suffit de visser la tige de manutention 44 à l'aide de la perche 56, pour solidariser le capteur avec la ligne, comme expliqué précédemment.

AVANTAGES DE L'INVENTION L'invention telle que décrite répond aux buts fixés. Le dispositif selon l'invention présente au moins trois avantages significatifs par rapport à ceux connus : - L'absence de lien physique entre les capteurs 2 et l'unité centrale 5 posée sur un poteau, un tel lien étant toujours mal perçu par les exploitants (délicat à mettre en 10 oeuvre sous tension, problème d'isolation entre les capteurs fixés au conducteur et les pylônes 4 reliés à la terre); - L'absence de mesure de tension, cette mesure étant toujours pénalisante à cause des capteurs coûteux et volumineux qu'elle nécessite et qui ne peuvent être posés que hors tension ; 15 - L'auto alimentation des capteurs, qui supprime l'obligation de maintenance périodique sur les capteurs, c'est-à-dire le remplacement de piles ou le nettoyage de cellules photovoltaïques par exemple, ce qui permet d'obtenir des temps de fonctionnement sans panne de 10 ans ou plus. En outre le système tel que décrit permet d'obtenir une consommation réduite 20 des capteurs. Par exemple, la consommation sera comprise entre 20 et 60 mW en fonctionnement continu, et sera de l'ordre de 1 mW en fonctionnement intermittent de 1 milliseconde par seconde. En outre, le système de capteur tel que décrit permet un fonctionnement pour des courants de ligne faibles, à partir de 3A sur le conducteur HT. 25

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de détection de défaut sur une ligne électrique (3) haute tension, comportant un capteur (2) installé sur chaque phase de ladite ligne, ces capteurs (2) étant conçus pour mesurer une pluralité de paramètres liés au fonctionnement de la ligne, le dispositif (1) comportant en outre une base (5) située au voisinage du sol à proximité des capteurs, les capteurs (2) et la base (5) étant pourvus de moyens (10,12,17) de communication radio pour envoyer des données desdits capteurs (2) vers ladite base (5), caractérisé en ce que chaque capteur (2) comporte des moyens (6,7) pour capter sans contact l'énergie nécessaire à son fonctionnement, à partir de la ligne haute tension, et des moyens (9,11) pour détecter un défaut sur la ligne, sous la forme d'une variation de courant et/ou de tension mesurés au-delà d'un seuil prédéterminé.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque capteur (2) comporte un tore électromagnétique (6) entourant le conducteur de la ligne qui le porte, ce tore étant disposé et dimensionné de façon à constituer un transformateur fonctionnant en régime saturé, dont le primaire est constitué par le câble de la ligne, et dont le secondaire est constitué par un enroulement (7) dans lequel est induit un courant représentatif du courant circulant dans ledit conducteur.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enroulement secondaire (7) du tore (6) est connecté à un circuit d'alimentation (8) du capteur, qui alimente un circuit électronique (9) de traitement des mesures prélevées par le capteur, et un étage de transmission (10) de données par voie radio vers la base (5).
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit circuit d'alimentation (8) comporte deux selfs inductances d'adaptation (18) connectées sur chaque brin de l'enroulement secondaire (7), une diode de protection (19) connectée entre les deux selfs d'adaptation (18), un étage redresseur (20) du courant alternatif en courant continu, et en ce que la sortie de l'étage redresseur (20) est connectée àun dispositif de stockage (C1,C2) de l'énergie électrique captée, qui alimente un régulateur de tension (23) suivi d'un circuit électronique de traitement (25).
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit dispositif de stockage d'énergie comporte deux parties, à savoir une première partie (C1) à faible capacité pour un stockage très rapide d'énergie permettant un démarrage quasi instantané de l'alimentation du circuit électronique de traitement (25), et une seconde partie (C2) à plus forte capacité de stockage permettant le maintien de l'alimentation du circuit électronique (25) de traitement, pendant plusieurs secondes en cas de coupure de courant sur la ligne.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit dispositif de stockage d'énergie comporte deux capacités (C1,C2), à savoir une première capacité (C1) de l'ordre de 2,2 mF, et une seconde capacité (C2) de l'ordre de 22 mF.
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (12) pour synchroniser la transmission des données captées par plusieurs capteurs, vers la base.
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tore (6) est composé d'un demi tore supérieur (6a) configuré de manière que son évidement central puisse s'accrocher sur une ligne électrique (3) et est fixé sur la partie supérieure (40) d'une armature du capteur, cette armature comportant en outre deux côtés latéraux (42) et une partie inférieure (43) qui comporte un alésage fileté dans lequel s'engage une vis filetée (44) terminée par un anneau de manipulation (45).
9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie inférieure (43) de l'armature (40) porte également au moins une tige (46) sur laquelle coulisse un ressort (47) qui est solidaire du demi tore inférieur (6b), cette tige (46) étant connectée à une plaque (48) sur laquelle reposent deux mâchoires (49,50), de sorteque lorsque ladite vis filetée (44) est vissée, elle se déplace vers le haut ce qui entraine les deux mâchoires (49,50) qui viennent enserrer la ligne électrique (3).
10. 10. dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite plaque (48) qui porte les deux mâchoires (49,50) est configurée pour que lors de sa remontée, elle entraine la tige (46) et le ressort (47) portant le demi tore inférieur (6b), de sorte que les deux demi tores (6a,6b) se rejoignent et forment un tore (6) fermé entourant la ligne électrique.10