CIRCUIT D'ALIMENTATION POUR UN DISPOSITIF ELECTRONIQUE SOUMIS A UN POTENTIEL ELECTRIQUE ELEVE

POWER CIRCUIT FOR AN ELECTRONIC DEVICE SUBMITTED TO A HIGH ELECTRIC POTENTIAL

French Abstract

PRECIS DE LA DIVULGATION:
Un circuit d'alimentation pour un dispositif
électronique soumis à un potentiel électrique élevé par
rapport au sol comporte un générateur place au potentiel
du sol et délivrant sous la forme d'un signal à fréquence
élevée l'énergie nécessaire à l'alimentation du dispositif
électronique. Cette énergie est transmise au dispositif
électronique par l'intermédiaire d'un premier transforma-
teur à faible isolement comportant un enroulement primaire
connecte aux bornes du générateur et un enroulement
secondaire dont une extrémité est portée à un faible
potentiel par rapport au sol, et par l'intérmediaire d'un
deuxième transformateur à faible isolement ayant son
enroulement secondaire connecte à l'entrée d'alimentation
du dispositif électronique et une extrémité de son enrou-
lement primaire portée au potentiel élevé. Un circuit est
également prévu pour assurer un couplage, à la fréquence
du générateur entre l'enroulement secondaire du premier
transformateur et l'enroulement primaire du deuxième
transformateur, ce circuit comportant deux condensateurs
intercales entre les extrémités de ces enroulements dont
ils assurent l'isolement galvanique.

Claims

6.
REVENDICATIONS
1/ Circuit d'alimentation pour un dispositif électronique (2) soumis à
un potentiel électrique élevé par rapport au sol caractérisé en ce qu'il
comporte
- un générateur (7) placé au potentiel du sol délivrant sous la forme
d'un signal à fréquence élevée l'énergie nécessaire à l'alimentation du
dispositif électronique (2),
- un premier transformateur à faible isolement (8), comportant un enrou-
lement primaire connecté aux bornes du générateur (7) et un enroulement
secondaire dont une extrémité (9) est portée à un faible potentiel par
rapport au sol,
- un deuxième transformateur à faible isolement (10) comportant un
enroulement secondaire connecté à l'entrée d'alimentation du dispositif
électronique (2) et un enroulement primaire dont une extrémité (11) est
portée au potentiel élevé
- et un circuit assurant le couplage, à la fréquence du générateur (7)
entre l'enroulement secondaire du premier transformateur (8) et l'enrou-
lement primaire du deuxième transformateur (10) et comportant deux
condensateurs (4, 12) intercalés entre las extrémités de ces enrou-
lements dont ils assurent l'isolement galvanique.
2/ Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit
assurant le couplage comporte en outre une self inductance
ajustable (13) intercalée en série à la suite de l'un des condensa-

7.
teurs (12) et réglée de manière à faire résonner à la fréquence du
générateur (7) la boucle formée de l'enroulement secondaire du premier
transformateur à faible isolement (8), de l'enroulement primaire du
deuxième transformateur à faible isolement (10) et des éléments du cir-
cuit de couplage.
3/ Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le secondaire
du premier transformateur (8) et le primaire du second transforma-
teur (10) sont équipés de parafoudres (16, 17) les protégeant contre les
surtensions.
4/ Circuit salon la revendication 1, caractérisé en ce que le secondaire
du premier transformateurs (8) et le primaire du second transforma-
teur (10) sont équipés d'éclateurs (16, 17) les protégeant contre les
surtensions.
5/ Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur
(7) fonctionne à une fréquence de l'ordre de 1,5 Mhz.
6/ Circuit selon la revendication 1 pour l'alimentation d'un dispositif
électronique (2) soumis à un potentiel élevé et placé au voisinage d'un
transformateur condensateur de tension utilisé par ailleurs pour la sur-
veillance du potentiel élevé caractérisé en ce que l'un (4) des conden-
sateurs appartient au transformateur condensateur de tension et en ce
que l'autre a une valeur plus faible d'au moins un ordre de grandeur.
7/ Circuit selon la revendication 1, pour l'alimentation d'un dispositif

8.
électronique (2) soumis à un potentiel élevé d'une ligne électrique
haute tension et placé au voisinage d'un coupleur capacitif utilisé par
ailleurs pour effectuer des télétransmissions sur la ligne caractérisé
en ce que l'un (4) des condensateurs appartient au coupleur capacitif.

Description

i 371~35
BREVET D1INVENTION
CIRCUIT D'ALIMENTATION POUR UN DISPOSITIF ELECTRONIQUE SOUMIS
A UN POTENTIEL ELECTRIQUE ELEVE
Invention de Pierre AUMONT et Jean-Pierre DUPRAZ
Société Anonyme dite
ALSTHOM-ATLANTIQUE
La présente invention concerne 1'alimentation d'un dispositif
électronique 30umis à un potentiel électrique elevé par rapport au 301
tel que par exemple un dispositi~ électronique placé au potentiel d'une
ligne électrique à haute ten~ion.
L'alimentation d'un disposit.if électronique porté au potentiel
d'une ligne électrique haute tension doit se faire meme en l'absence de
tension sur la ligne. Elle s'obtient, de manière connue, soit à l'aide
d'une batterie et d'un chargeur portés aupotentiel de la ligne
électrique mais alors son entretien néce~site une mise hors ten~ion de la
~k

~ 1 7~ ~3$
ligne, soit à partir du sol à l'aide d'un transformateur
d'isolement mais le -transformateur d'isolement prend des
dimensions considerables, eu egard à la puissance de quel-
ques watts qu'il transmet, des que la tension de la ligne
a-tteint plusieurs kilovolts.
La presente invention a pour but d'eviter ces
inconvenients tout en permettant l'alimentation du dispo-
sitif electronique independamment de la présence ou de
l'absence du potentiel electrique éleve. Elle a egalement
pour but un circuit d'alimentation simple à mettre en
oeuvre notamment en presence d'un transformateur condensa-
teur de tension utilise par ailleurs pour la surveillance
du potentiel eleve.
Plus particulièrement la presente invention a -
pour objet un circuit d'alimentation pour un dispositifelectronique soumis à un potentiel electrique eleve par
rapport au sol caracterise en ce qu'il comporte:
un génerateur place au potentiel du sol delivrant
sous la forme d'un signal à frequence elevee l'energie
necessaire à l'alimentation du dispositif electronique;
un premier transformateur a faible isolement
comportant un enroulement primaire connecte aux bornes du
generateur et un enroulement secondaire dont une extremite
est portee a un faible potentiel par rapport au sol;
un deuxième transformateur a faible isolement ~-
comportant un enroulement secondaire connecte à l'entree
d'alimentation du dispositif electronique et un enroulement
primaire dont une extremite est portee au potentiel eleve;
et
un circuit assurant le couplage, à la frequence
du generateur entre l'enroulement secondaire du premier
transformateur et l'enroulement primaire du deuxieme trans-
formateur et comportant deux condensateurs intercales entre
les extremites de ces enroulements dont ils assurent l'iso-
lement galvanique.
Le secondaire du premier transformateur et le
~,;. .
A -- 2 --

- l~71~3~
primaire du second transformateur peuven-t avantageusemen-t
êtrc munis d'eclateùrs ou de paraEoudres les proteyeant
contrc ] C5 surtensions.
Selon un mocle de rea].isation preferé de l'invcn-
tion, l'un des condensateurs est constitue par la colonnecapacitive d'un transEormateur condensateur de -tension
utilisé p~r ailleurs pour la surveillance du potentiel
élevé, l'autre condensa-teur ayant alors une valeur d'au
moins un ordre de grandeur plus faible afin de ne pas
perturber le fonctionnement du transformateur condensateur
de tension.
Le générateur peut Eonctionner par exemple a une
fréquence voisine de 1,5 Mhz.
D'autres caractéristi.ques et avantages de l'in-
ven-tion ressortiront de la description ci-après d'un mode
de realisation preféré de celle-ci donné à titre d'exemple.
Cette description sera faite en regard de la Eigure unique
du dessin qui represente le schéma électrique d'un circuit
d'alimentation conforme à l'invention destine à un reducteur
de courant haute tension.
On distingue sur la figure une ligne haute tension
1 avec un dispositif électronique de mesure de courant 2
et un transformateur condensateur de tension classique
consistant en un diviseur de tension capacitif avec sa
capacité de base 3 et sa colonne capacitive 4 connectées
en série entre la ligne haute tension 1 et le sol, et en un
circuit à moyenne ou basse tension raccordé à la capacité
de base 3 et forme d'une inductance 6 et d'un transformateur
intermédiaire 5. Ce dernier circuit à moyenne ou basse
tension est accordé sur la frequence nomi.nale de l'onde
- haute tension parcourant la ].igne 1. L'a].imentation du
dispositif électronique de mesure de courant 2 qui es-t
soumis au potentiel elevé de la ligne 1 es-t fournie par
un génerateur à frequence _ __
_
. - 3 -
, . . .

1 37~35 4.
élevée 7 situé au potentiel du sol. Le ~ignal de ce générateur 7 e3t
transmi~q au di3poqitif électronique de mesure de courant 2 par l'inter-
médiaire d'un premier tran~formateur haute fréquence 8 à faible
isolement mi9 au potentiel de la terre par une première extrémité 9 de
son enroulement ~econdaire et conneoté par les extrémité~ de _on errou-
lement primaire aux borne3 du générateur 7, d'un deuxième trarsformateur
haute fraquenoe 10 mi3 au potentiel de la li~ne 1 par une première extré-
mité 11 de ~qon enroulement primaire et conne¢té par les extrémités de 30n
en~oulement secondaire à l'entrée d'alimentation du dispo~itif électro-
rique de mequre de courant, et d'un oircuit a~qurant l'isolement galva-
rique et le couplage haute ~réquence de l'enroulement 3econdaire du
premier tran3formateur haute Préquence 8 et de l'enroulement primaire du
deuxième tran~formateur haute fréquence 10. Ce circuit de couplage
comporte d'une part la colonne capaoitive 4, et sa capacité de ba3e 3 qui
relient leq premièreq extrémité~ 9 et 11 de l'enroulement secondaire du
premier tranqformateur haute fréquence 8 et de l'enroulement primaire du
deuxième transformateur haute fréquence 10 et, d'autre part une
capacité 12 et une self inductance ajustable 13 connectées en 3érie
entre les deuxième~ extrémités 14 et 15 de 1'enroulement secondaire du
- 20 premier tran3formateur haute ~réquence 8 et de l'enroulement primaire du
deuxième transformateur haute fréquence 10. La self inductance
aju~table 13 e3t réglée de manière à rendre le circuit de couplage réson-
nant 30us forme série à la fréquence de travail du générateur 7.
Le3 tran3formateurg haute fréquence ~ et 10 qui ont tout au
plu9 à assurer un isolement de faible ten3ion sont facile3 à réaliser.
Ceux-ci sont pas exemple de~ transformateur~ à large bande à noyau en
ferrite.
La colonne capacitive a~ure déjà l~i301ement galvanique au

~ ~ 7 ~ :1 3;~
~ein du trans~ormateur condensateur de tension et son utilisation dan3
le circuit d'alimentation ne lui apporte pas de contrainte supplémen-
taire. Le condensateur 12 doit supporter les mêmes contraintes de
tension que la colonne capacitive 4, Sa con~titution est analogue à
celle de la oolonne oapacitive mais la valeur de qa capacité est au moins
un ordre de grandeur plU9 faible de manière à ne pas perturber le
fonotionnement de la oolonne capacitive 4 dans le diviseur de tension.
Leq transformateurs haute fréquence 8 et 10 ~ont munis d'écla-
teurs ou de parafoudres 16 et 17 qui les protègent contre les
~urtensions dues aux ondes de tension à front raide qul affectent la
ligne notam~ent lors des mise~ ~ous et hors tension.
Le générateur 7 est avantageusement un émetteur de quelques
watts fonctionnant à la fréquence de 1,5 Mhz.
Pour la conception du cirouit d'alimentation, on peut également utiliser
un oondensateur 9péoial à la place de la colonne capacitive 4 ou encore
utiliser un condensateur appartenant à un coupleur capacitif utilisé
pour des télétransmissions sur la ligne haute tension 1. ~ien évidemment
la fréquence de travail du générateur 7 est choisie dans une zone
éloignée de celles deQ télétran~missions.
On peut, sans ~ortir du cadre de la présente invention
modi~ier certaines dispoqitions ou remplacer certains moyens par des
moyens équivalents.