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DISPOSITIF D'INJECTION D'UN SIGNAL ELECTROMAGNETIQUE DANS
UN CONDUCTEUR El.ECTRIQUE
L'invention concerne un dispositif d'injection d'un signal
électromagnétique dans un conducteur électrique, en
particulier pour tester ses caractéristiques d'isolement et
de protection à l'égard des pertubations électromagnétiques.
Il est déjà connu d'injecter, dans un câble électroconduc-
teur de liaison entre des installations ou équipements
électriques ou électroniques, des signaux simulant soit la
foudre, soit des pertubations électromagnétiques résultant
d'une explosion nucléaire. On utilise pour cela une pince
annulaire ouvrable en deux parties, qui comprend un fil
conducteur bobiné sur un tore de ferrite et relié à un
générateur de signal approprié, et qui est placée autour du
câble à tester.
Les résultats sont assez peu satisfaisants, car ce
dispositif connu présente une imp~dance de charge trop
élevée, un mauvais rendement de l'ordre de 10~ (le signal
induit dans le câble à tester est faible par rapport au
signal fourni par le générateur), et la gamme de fréquences
utilisables est limitée.
L'invention a pour objet un dispositif d'injection d'un
signal sur un conducteur électrique, qui permette d'éviter
ces inconvénients.
Le dispositif selon l'invention, qui comprend une pince
annulaire en deux parties destinée à être placée autour du
câble conducteur, et des moyens de liaison à un générateur
de signal, est caractérisé en ce que la pince comprend un
conducteur cylindrique tu- _
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bulaire interne de faible epaisseur, entouré d'un cylindre inter,me-
diaire de matière à proprietés ferromasnetiques, et d'un conduc~
teur cylindrique tubulaire externe de forte épaisseur, les conduc-
teurs externe et interne etant, à une première extremite, relies
aux moyens de liaison au genérateur de signal et, à leur seconde
extremité, raccordés l'un à i'autre.
Le dispositif selon l'~nvention presente une impedance ae charge
faible, et un bon rendement, superieur à 50~ et pouvant atteindre
80 à 85% De plus, le choix de la section et de la longueur du cy-
10 lindre intermédiaire à propriétes ferromagnétiques, qui es~ parexempie en ferrite permet de determiner la frequence de cou~-re
basse du dispositi' en fonction de l'application en~isagee.
~n pratique, la bande passante d'un dispositif selon l'invention
est comprise entre quelques kilonertz et cent mesahertz environ.
15 De préférence, selon une caractéristique de l'invention, la pince comprend
ésalement des cylindres de matière dieiectrique places entre les
trois cylindres précités, ainsi qu'à l'interieur du conducteur cy-
lindrique interne et à l'exterieur du conducteur cylindrique exter-
ne.
20 De préférence, les conducteurs cylindriques de la pince compren
nent, à leur première extrémité, des rebords annulaire~ de forte
épaisseur par iesqueis ~ls sont rel'es aux moyens de liaison au gé-
nérateur de signal.
Cn di...inue ainsi l'impédance de ces moyens de 'iaison, de fa$on à
25 ce que ia tenslon du sisnal ourni par le génerateur 30~t appil-
auée es3entiellement aux extremit2s du conducteur cyiindri~ue tubu
iaire i.,~er..e de .a ince, et non aux extrémités de l'ensemDle con--
, . ~ ....
,. ~30l26a3
ducteur cylindrique interne - conducteur cylindrique externe.
De préférence, selon encore une caractéristique de l'invention, les moyens
de liaison au genérateur de signal comprennent au moins un, et de
préférence deux câbles à deux conducteurs coaxiaux, dont les con-
ducteurs internes et externes sont respectiJement relies aux con-
ducteurs cylindriques interne et externe de la pince.
Ainsi, par alimentation de la pince par des câbles coaxiaux en pa-
rallèle, on diminue l'impédance de la source qui alimente la pince
d'inJection.
10 De préférence selon encore une earactéristique de l'invention, le disposi-
tif comprend de~ cylindres conducteurs de faible épai3seur, amovi-
bles, permettant d'adapter la pince au diamètre du câble à testér.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractêristiques, de-
tails et avantases de celle-ci apparaitront à la lecture de la des-
15 cription qui suit, faite à titre d'exemple en reference aux des--
sir.s annexés, dans lesquels:
- la figuré 1 est une demi vue schématique en coupe axiale du dis-
positif selon l'invention;
- la fisure 2 est une vue schematique en perspective, représentant
20 ce dispositif en partie ouvert.
Le dis?ositif représenté schematiquement dans les fi~ures 1 et 2
se présen.e essentie'lement sous ia forme d'une pince cylindrique
annuiaire 10 en deux parties 12 et .4 sensiblemen~ identiques, re-
.iees entre~ elles par des articulations du type à charnières, non
25 reDresen~ees. C2s aeux parties semi cylindriques 12, 4 sont esale~
...en~ associees à des moyens de verrouillage en position fer...ee au-
tour a'un cab.e electroconducteur à tester.
. . .
~ ~r~
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.
I Chaque partie 12, 14 de la pince comprend, de l'intérieur vers
l'extérieur, un de~i-cylindre 16 de matière diélectrique à faible
pouvolr inducteur, un conducteur semi-cylindrique tubulaire 18, de
faible épaisseur, réalise par exem?le en cuivre, un demi-cylindre
intermédiaire 20 de matière à propriétés ferroma~nétiques, telle
que de la ferri'e, ou tout autre matière ~ perméabilité masnéticue
élevee, un c~lindre 22 de matière diélectrique du même type que
celle du c~lindre 18, et un conducteur semi-cylindrique tubulaire
extérieur 24 d'épaisseur relativement forte.
I0 Ce conducteur externe 24 comprend, a ses extrémités, des rebords
annuiaires ^6 orientes radialement vers l'intérieur. L'un de ces
rebords 26 comprend des plots ou des bornes 28 de liaison, tandi-
~que l'autre rebord annulaire 26 est raccordé a l'extrémité corres-
pondante du conducteur cylindrique interne 18.
lS A son autre extrémité, correspondant au rebord annulaire 26 por-
tant les bornes 28, le conducteur interne 18 comprend ou est rac-
cordé a un rebord annulaire 30 oriente vers l'extérieur et portant
des plots ou des bornes de liaison 3~, correspondant aux bornes 28
du rebord 26 du conducteur ex~err,e 24.
20 ~es Dornes 28 et 32 sont par exempie argentées et servent à la con-
nexion, comme représenté en .isure 2 de càbles coaxiaux 34 dont les
conducteurs extérieurs 36 vont ètre reilés par les bornes 28 au
conducteur exterr.e 24 de la pince 10 et dont les conducteurs in-
ternes 38 vont etre ~elies par ies bornes 32 au conducteur interne
25 18 de ia ?ince 10.
Les rebora3 annuiair2s 26 et :~0 des conucteurs 24 et 18 sont iso--
lés l'un de i'au~re par une epaisseur '0 ce .,.atière diélectr,qu2,
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1 qui peut egale.,~ent former isolation entre le cylindre 20 de ferri-
te et le conducteur interne 1~.
Un cylindre exterieur 42 en matiere plastique recouvre et protese
le conducteur externe 24 et les extre".i~es de la pince.
Co~.e représente en fisure 2, selon une variante de realisation,
les extremites de la pince peu~ent être protegees par des de...i dis-
ques 44 de matière plasti~ue, qui sont visses ou fixes par tout
moyen approprie sur les extremites du cylindre 42.
Les conducteurs interne 18 et externe 24 de la pince sont en cui-
10 vre, en aluminiu3, ou en tout autre matière electroconductrice ap-
propriee. Le contact entre le rebord annulaire 26 du conducteur ex-
~erne 24 et l'extremite du conducteur interne 16 est realise par
soudure lorsque le conducteur interne 18 n'est pas amovible, ou
bien par appui avec interposition d'un conducteur compressible, par
15 exemple une fine tresse de fils de cuivre, de bronze, d'aluminium,
ou de cuivre argente.
Ce dispositif est utilise de la façor. suivante:
Les câbles coaxiaux 34, branches comme indique sur les bornes 28 et
32 des conducteurs 24 et 18 de la pince, sont relies à un genera-
20 teur de sisnal approprie, et la pince est placee autour d'un càb;;econducteur à tester~ ses deux parties 12, .4 etant appliquees l'u-
ne sur l'autre et ~erroui'lees dans cet'e posit-on par tout .~oyen
approprie.
Tl es~ essentiel qu'il y ait un bon contact entre les bord-- ces
25 deu~ de...i cylindres 20 de ferrite, pour que .e circui~ .,.as..etique
soit fer3e. ~our a...e iorer ce con~ac-, on ?eut c.euser un peu les
borcs des cy.ina.es conducteurs , et ~4 pour y p acer un conduc-
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teur souple et cos.pressible, tel qu'une tresse de fils conducteurs.On est alors assuré, a la fers.eture de la pince, d'obtenir a la
fois une bonne lia,son des bords des demi cylindres de ferrite 20,
et une bonne liaison entre les bords en regard des demi cylindres
conducteurs 18 et 24.
Le disposit~f selon l'invention presente une impedance de charge
relativement faible grâce à la disposition des câbles coaxiaux 34
en parallèle, ce ~ui permet de diviser leur impedance commune par
deux, et à l'impedance faible des rebords conducteurs 26 et 30 et
lO du conducteur externe 24. Il en resulte que la majeure partie de
l'impedance de charse est constituee par le conducteur interne 18,
aux extremites duquel est appliquee la quasi totalite de la diffe-
rence de tension entre les conduc"~'eurs externe 36 et interne 38 des
câbles coaxiaux 34.
15 Cela explique gue le rendement du dispositif selon l'invention est
superieur à 50% et peut atteindre 80 à 85~.
Pour fixer les id~es, on indique ci-dessous, à t~tre d'exemple non
limitatif, les principales caract~ristiques du dispositif selon
l'invention:
20 - bande passante: de quelques kilohertz à cent mégahertz environ.
- courant d'inject.on : de 10 à 100-200 ampères
- mpédance : de 5-6 à 25-50 o;n5~s,
- tensio,. : jusqu'a ~ 500-3 000 volts crete a vide (le cable a tes-
ter n'etant pas en piace)
25 - renaement : 5C--85~
- epaisseur au conduc~eur exte.ne 24: 3......
- e?ai3seur du conducteur interne ~8: 0,3...m
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1 - epaisseur du cylindre 20 de ferrite: 10 à 20mm
-- longueu- du cylinGre 20 de ferrite: par exemple 150mm ,
