LIGNES TÉLÉGRAPHIQUES. 3Ç

pourvue d'une clef d'inversion et une clef de court-circuit empêche le courant de charge *de détériorer le galvanomètre. On règle la résistance des boites jusqu'à ce que le galvanomètre ne dévie plus. La résistance du défaut étant intercalée dans la diagonale de la pile n'influence pas la mesure par ses variations. Lorsque l'équilibre est atteint, on peut poser

On détermine, d'autre part, L + L' = r par la méthode ordinaire du pont. Ces deux relations font connaître L et L'. Si le tronçon L' est très court, on ajoute une résistance connue à sa suite, afin de permettre une exactitude plus grande dans la mesure. Lorsqu'on dispose de plus d'un conducteur sain entre les mêmes postes, on répète la mesure avec chacun d'eux et l'on prend des moyennes.

Communication entre deux lignes voisines. — Dans le cas d'un contact entre deux lignes, on isole à l'un des postes l'extrémité de l'une d'entre elles et l'on met l'extrémité de la seconde à la

Fig. 194.

terre ; à l'autre poste, on complète un pont de Wheatstone par les

connexions indiquées sur la fig. 194. L'essai parle pont permet

de déterminer le rapport , , tandis que les mesures périodiques

font connaître x + y.

Cette méthode élimine complètement l'influence de la résistance du contact. Cette résistance variable est reportée sur une diagonale du pont et sa valeur n'affecte en rien l'équilibre.

Si l'on dispose d'un troisième fil en bon état entre les mêmes postes, on peut adopter la méthode de la boucle en utilisant l'un des fils défectueux à la place du retour par la terrç,

Interruption d'une ligne. — Lorsque le conducteur d'un câble est rompu et que les deux tronçons restent isolés dans la gaîne de gutta-percha, on détermine successivement la capacité de ceux-ci par Tune des méthodes de zéro recommandées pour les câbles. Les mesures périodiques faisant connaître la capacité kilométrique, on arrive ainsi à établir l'endroit de la rupture.

Souvent, dans le cas d'interruption d'une ligne sous-marine, la gaîne isolante est également rompue et le conducteur est en contact avec l'eau de mer, au moins par un bout. On utilise alors avec avantage la méthode de Kennely, décrite ci-dessus, pour déterminer la résistance du conducteur jusqu'à l'endroit défectueux.

ESSAIS DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES

Isolement des réseaux. Méthode du voltmètre. — Les

canalisations électriques urbaines transportant des courants de basse tension possèdent une résistance d'isolement assez faible. Le réseau à 3 conducteurs de Berlin, qui est constitué par des câbles armés du système Siemens et Halske, comportait, en 1894, 700 kilomètres de câbles souterrains , débitant un courant total de 80 000 ampères sous la tension de 220 volts entre les conducteurs extrêmes. L'isolement total n'était que de 14 ohms environ. Les installations d'abonnés raccordées à un tel réseau présentent un développement dont il est impossible de déterminer exactement la longueur et sont médiocrement isolées. On ne peut donc, dans ce cas , baser le calcul de la résistance d'isolement sur la longueur réelle des conducteurs.

Afin de tourner la difficulté, M. Picou a proposé de considérer l'étendue de la canalisation comme proportionnelle à l'intensité du courant total circulant dans le réseau. Si Ton admet, en outre, que Tisolement doit croître comme la tension, la résistance d'isolement totale d'un réseau peut être exprimée par la formule

e étant la différence de potentiel desservant le réseau et 1 le courant total débité par celui-ci. Le coefficient de proportionnalité reste à déterminer. Dans l'exemple de Berlin, il a pour valeur

. ir 80000 X 14 t

k = — = = 5ooi.

On peut déterminer ainsi l'isolement que doit présenter une portion quelconque d'un réseau , pourvu qu'on connaisse la tension et le courant correspondants.

Dans le cas idéal d'une machine alimentant un réseau parfaitement isolé, la distribution des potentiels absolus dans le réseau est indéterminée , attendu que les lois du courant ne s'occupent que des potentiels relatifs. Mais si un point de la canalisation est mis à la terre, ce point doit prendre immédiatement le potentiel du sol; sinon un courant permanent s'écoulerait du point considéré vers le sol, ce qui est impossible puisque dans ces conditions le circuit de la terre n'est pas fermé. Il en résulte que le potentiel en tous les points du réseau est alors déterminé. S'il existe deux fautes, un courant permanent circule de l'une à l'autre par le sol; l'un des points défectueux prend donc un potentiel positif et l'autre un potentiel négatif; ces potentiels sont en raison des résistances des fautes, ce qui permet de trouver les points du réseau au potentiel nul, qui se trouvent nécessairement entre les fautes considérées.

La résistance à l'isolement d'un réseau à 2 conducteurs est celle qu'on mesurerait entre ceux-ci et la terre. Si les 2 conducteurs ont séparément des résistances à l'isolement r et r', le réseau présente la résistance combinée

Lorsque le réseau n'est pas en service, là mesure de l'isolement peut se faire par une des méthodes étudiées précédemment, par celle de 1'ohmmètre par exemple. La résistance ainsi trouvée comporte non seulement la valeur de l'isolement des câbles, mais aussi celle de tous les appareils intercalés dans les circuits. Par suite de la complexité de ces appareils, il n'est pas intéressant , en général, de déterminer séparément l'isolement de chacun des conducteurs du réseau; il suffit de déterminer périodiquement la valeur globale

ESSAIS DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES. 399

de risolement, afin de juger du moment où une chute sérieuse en dessous de là valeur normale exigera une réparation.

Dans les réseaux à courant continu, la détermination delà résistance d'isolement se fait aisément pendant le service par la méthode du voltmètre.

La somme des dérivations vers la terre peut être considérée comme due à une faute unique d'une résistance R qu'il convient de déterminer journellement.

Soient V et V les potentiels des points de raccordement de la canalisation avec les dynamos. En reliant le voltmètre de résistance r d'une part à la terre, d'autre part au pôle de potentiel V, l'appareil est traversé par un courant qui, si l'on désigne par v le potentiel du câble à l'endroit du défaut, a pour expression

Le nombre de volts marqué par l'instrument est

V~ v n = ir=z — ■— - r.

En raccordant ensuite le voltmètre au pôle de potentiel V, on

obtient de même

Enfin, les bornes de l'appareil étant reliées aux deux pôles, le voltmètre accuse une tension

De là on tire

La détermination de l'isolement par le voltmètre est applicable à un réseau de conducteurs multiples, attendu que la démonstration ne comporte aucune hypothèse qua:nt à la disposition des récepteurs, qui peuvent être groupés en série, en dérivation ou suivant des combinaisons mixtes.

La méthode ne convient pas si les circuits sont alimentés par des courants alternatifs , à cause du courant de capacité des câbles.

Localisation des défauts d'isolement. Méthodes applicables lors d'un arrêt du service. Méthode de sectionnement. Méthode de la boucle. Méthode de Fauteur. — Lorsqu'un arrêt du service de distribution de l'énergie électrique est possible, on peut appliquer à la recherche des défauts quelques unes des méthodes générales utilisées dans le cas des câbles télégraphiques. Le dérangement qui se produit le plus souvent est une dérivation à la terre.

Nous supposerons qu'aucune partie du réseau n'est raccordée intentionnellement à la terre, ce qui est souvent le cas du conducteur neutre des distributions à fils multiples. Si une liaison de ce genre existe, une faute importante sur l'un des autres câbles occasionne immédiatement la production d'un courant excessif qui fait fondre les sûretés protégeant la partie défectueuse. Dans le cas où une connexion du fil neutre avec le sol a été faite à l'usine, on la rompt au moment de l'essai.

Dans la méthode de sectionnement, on localise la position de la perte à la terre en détachant successivement les divers tronçons et en vérifiant chaque fois l'isolement avec un instrument tel qu'un ohmmètre. Lorsque la section défectueuse est séparée, l'isolement redevient satisfaisant.

Il arrive parfois qu'on ait à localiser une perte à la terre dans une canalisation formée de deux conducteurs bien définis , tels que deux feeders ou deux fils rattachant directement une station génératrice à une station réceptrice. Si l'on peut interrompre le service de ces conducteurs , la méthode de la boucle (chap. XXVI ■ est applicable.

L'auteur s'est bien trouvé (') du procédé suivant, qui permet de localiser aisément un défaut dans une canalisation intérieure

(fis- 195).

Supposons, pour plus de simplicité, qu'il s'agisse de rechercher l'emplacement de la perte sur un conducteur ab présentant une terre. On isole une des extrémités du fil et l'on relie l'autre extré-

(«) Bull, d* l'Académie de Belgique, i885.

ESSAIS DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES

mité à un interrupteur propre à envoyer sur la section défectueuse des courants intermittents. On suit cette section, à partir de la

uthijffp

Fig. 195.

pile, en présentant transversalement au conducteur et le plus près possible de ce dernier une bobine droite à noyau divisé comme celui des petites bobines d'induction. L'enroulement de cette bobine est relié à un téléphone que l'opérateur tient à l'oreille. Les courants intermittents provoquent dans la bobine des courants induits accusés par le téléphone. Au moment où Ton dépasse la section défectueuse, le bruit cesse brusquement. On peut ainsi transporter la bobine parallèlement à la direction de fils placés sous des moulures ou dissimulés dans des cloisons.

Localisation des fautes d'un réseau pendant le service. Méthodes de M. Frôlich et de M. Hering. — Dans les distributions, on est le plus souvent obligé de déterminer les dérivations à la terre pendant le service.

La méthode du voltmètre, décrite précédemment, permet de localiser l'endroit .du défaut dans le cas d'un circuit simple, comme celui de la fig. 196. Désignons par jcet^ les résistances des deux tronçons de conducteur séparés par 1a faute. L'un de ceux-ci peut comprendre un groupe de lampes en série ou en dérivation. Soit I le courant total circulant dans la canalisation. On

a, d'après la seconde loi de Kirchhoff , en supposant les courants i et ï qui traversent le voltmètre négligeables devant I,

Ijt — i (r+R) = o,

Ijr-f (r + R) = o,

La méthode suivante, proposée par M. Frôlich pour localiser le défaut, est analogue à celle de la boucle, à cette différence près qu'elle utilise le générateur en service au lieu d'une pile auxi-

Fig. 196.

liaire. Des résistances réglables a , b et un galvanomètre sont dérivés aux bornes du générateur (fig. 197.) Lorsque l'équilibre du galvanomètre est établi, on a

La résistance x peut comprendre des lampes en dérivation,

ZZtt

comme l'indique le croquis. Ce dispositif est applicable à la recherche d'un défaut sur Tune des branches d'un réseau à 3 ou à

ESSAIS DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES

5 conducteurs, pourvu que le conducteur neutre ne soit pas à la terre.

Ces méthodes ne permettent pas de localiser très exactement un dérangement, mais simplement de déceler la région où le défaut existe.

Pour préciser l'endroit défectueux, divers procédés sont employés. Le plus fréquent consiste à constater, à l'aide d'une lampe à incandescence ou mieux d'un voltmètre, les différences de potentiel entre les conducteurs fautifs et la terre, en touchant, dans les boîtes de jonction, d'une part le câble et d'autre part son armature ou le tuyau dans lequel il est posé. A mesure qu'on approche du défaut, la différence de potentiel diminue. On peut ainsi déterminer deux boîtes entre lesquelles le défaut existe. Pour trouver exactement la distance de Tune des boîtes au défaut, la

£X£Ugjg£

l*ff/W

Fig. 198.

méthode suivante, due à M. Hering, est applicable (fig. 198). On emploie une boîte de résistance raccordée à la section défectueuse AB, en se servant, pour la liaison avec l'extrémité B, d'un fil auxiliaire qui peut être un fil pilote, et l'on constitue un pont de Wheatstone avec les deux tronçons de câble m, h, séparés par la faute, le circuit auxiliaire a b et un galvanomètre relié au sol. Lorsque le galvanomètre est en équilibre sous l'action du courant de service, on a

Si l'on a détaché la section défectueuse du réseau, on peut se servir d'une pile d'essai et de deux circuits auxiliaires: un circuit pour les résistances de proportion et un circuit comprenant le galvanomètre (fig. 199).

Dans ces deux dispositifs, il est possible de substituer un téléphone au galvanomètre, si Ton intercale dans la diagonale correspondante un interrupteur.

Indicateurs de terre et dispositifs automatiques pour la localisation des fautes dans les réseaux en service. — Dans les réseaux électriques peu étendus, on adopte souvent le dispositif suivant, propre à accuser immédiatement un défaut d'isolement. Soient deux conducteurs en relation avec les deux pôles d'un générateur développant une différence de potentiel constante (fig. 200). Deux

Fig. 200.

lampes à incandescence, L et L', réglées chacune pour cette tension, ne fournissent, quand elles sont disposées en série comme l'indique le croquis, qu'une lumière rougeâtre de faible intensité. Le fil de jonction des lampes est relié à la terre par l'intermédiaire d'une sonnerie trembleuse, mise en dérivation sur une résistance non inductive pour éviter les fortes étincelles d'extra-courant.

Dès qu'un défaut d'isolement sérieux se produit dans la canalisation, la sonnerie entre en activité, grâce au courant de perte ; celui-ci, traversant l'une des lampes, lui donne un éclat supérieur

ESSAIS DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES. 405

à celui de la lampe voisine. Dans le cas d'un contact du conducteur supérieur avec la terre, c'est la lampe L dont la lumière devient la plus vive.

Souvent, on se contente d'une seule lampe témoin, dont une des bornes est reliée convenablement à la terre et qu'un commutateur permet de raccorder successivement aux deux pôles des générateurs. L'éclat de la lampe est différent pour les deux positions, si le circuit présente une terre accidentelle.

Lorsque les conducteurs sont alimentés par des courants alternatifs de haute tension, on peut appliquer la méthode précédente en substituant à la lampe la bobine à fil fin d'un transformateur réducteur, dont l'enroulement à gros fil est fermé sur une lampe ou sur un voltmètre.

Fig. 201.

M. Picou a imaginé un autre dispositif applicable aux circuits à courants alternatifs. Les deux conducteurs de la distribution sont réunis à des condensateurs formés de deux plaques (fig. 201). Les armatures libres communiquent avec un téléphone relié à la terre. Le fil de jonction est parcouru par des courants alternatifs ; le téléphone Test également s'il se déclare une terre dans le circuit. L'appareil est à indications continues et le bruit du téléphone peut être rendu assez intense pour être entendu à distance.

Les moyens précédents ne conviennent pas pour les réseaux étendus qui présentent toujours des pertes plus ou moins importantes et qui exigent une localisation rapide des défauts lorsque ceux-ci sont graves.

Dans le réseau urbain de Berlin, on a adopté des dispositions automatiques propres à déceler immédiatement une perte importante à la terre et à localiser cette perte (fig. 202 et 2o3). Indépendamment du réseau général d'alimentation des récepteurs, on a constitué de petits réseaux partiels, au moyen de fils pilotes enfermés dans les

câbles et séparés de ceux-ci par une légère couche isolante. Le fil pilote d'un câble positif A (fig. 202) est connecté dans la boite de jonction à la borne négative par l'intermédiaire d'une résistance r,

Ifl

Fig. 202.

destinée à diminuer éventuellement la différence de potentiel entre le câble et un plomb fusible/. Inversement, le fil pilote du câble négatif correspondant est relié à la borne positive de la boîte.

A l'usine électrique, ces fils pilotes sont raccordés à un voltmètre V, ainsi qu'à un relais R. Si un défaut d'isolement se produit en<i, par exemple, un courant intense naît entre le fil pilote négatif et le câble positif, ce qui amène la fusion du plomb qui protège le fil pilote. Les deux bornes du relais sont alors ramenées sensiblement au même potentiel, l'armature rendue libre ferme le circuit d'une sonnerie d'avertissement, faisant ainsi connaître la partie du réseau dans laquelle le défaut s'est produit.

Pour localiser le défaut, le système suivant est adopté dans les réseaux à trois conducteurs (fig. 2o3). Le conducteur neutre de la

ESSAIS DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES

distribution est pourvu d'un fil pilote, relié d'une part à la terre par sa connexion avec l'armature du câble, et d'autre part à un relais dont la seconde borne est aussi à la terre. Si une dérivation au sol se produit en a, par exemple, la terre et l'armature du câble prennent, au voisinage du défaut , un potentiel positif suffisant pour provoquer dans le fil pilote un courant capable d'attirer la palette du relais et de mettre ainsi une sonnerie en jeu. A l'aide

irtutu

Fig. 2o3.

d'un galvanomètre substitué au relais, on détermine alors la différence de potentiel et partant l'importance du défaut. En multipliant suffisamment les fils d'épreuve, on peut déterminer sur quelle section d'un câble se trouve le défaut. On applique ensuite une méthode semblable à celle de M. Hering pour préciser l'endroit du dérangement.