X -ir y y X -iy i

en désignant par R la résistance combinée xy,'(x 4- v), qui' mesure l'isolement du réseau. On trouverait de même

ESSAIS DES KÉSEAL'X ÉLECTRIQUES. 50I

Si l'on raccorde à la borne gauche un galvanomètre de résistance g, relié d'autre part à la terre, on met g en parallèle avec x et le potentiel de la borne en question devient

Semblablement, en dérivant g sur v, il vient

On tire des dernières équations

Quand le galvanomètre employé est gradué en voltmètre, ses indications donnent directement E, V, et V». Par suite, si w, «1 , «2 sont les trois lectures relevées, assez vite pour éviter des changements de tension du générateur, successivement entre les pôles de celui-ci, entre sa borne gauche et la terre, entre sa borne droite et la terre, on peut écrire

tlî

La formule (l) peut être étendue à un réseau à distributeurs

So*

multiples. C'est ainsi que dans un réseau à 3 fils, dont le neutre a été momentanément détaché de la terre s'il y est normalement relié, on appréciera la résistance d'isolement R de l'ensemble en mesurant la tension m entre un des fils extrêmes et le fil neutre, ainsi que les diflerences de potentiel Wi et n, entre ces deux fils et le sol. Lorsque le neutre est à la terre sur toute son étendue, on ne peut pas faire l'essai en charge et il faut recourir aux modes de signalisation des fautes indiqués plus loin.

Méthode de la dérivation. — On raccorde un galvanomètre

de résistance g à !a terre et à un point du réseau examiné, de manière à mesurer la tension E, existant entre ce point et le sol. On dispose ensuite, à côté du galvanomètre, une dérivation r, fig. 246; on obser\e ainsi une différence de poten-

FiK- 246-

tiel El. La résistance d'isolement R cherchée est donnée par la formule

I I Es i^

R ~ 'r El - Et J'

Il est commode de varier r jusqu'à ce que Es = E1/2; on 3 alors

Si, de plus, g est très grand, il vient R = r. Cette méthode convient aussi aux réseaux à distrilniteurs

multiples.

ESSAIS DES RÉSEALTC ÉLECTRIQUES

Mesure de Tisolement des réseaux à courants alternatifs en charge. — La méthode du voltmètre est applicahle aux réseaux à courants alternatifs de basse tension avec un électrod\'namomètre, dont la bobine fixe est parcourue par un courant dérivé emprunté à l'installation essayée et dont la bobine mobile est emploj'ée comme le voltmètre ci-dessus. Toutefois, les effets de capacité peuvent apporter des perturbations dans les expériences.

On préfère ordinairement superposer aux courants alternatifs de service un courant continu d'essai, fourni par une pile ou une magnéto, et utiliser un galvanomètre à aimant, tel qu'un voltmètre W'eston ou Arnoux et Chauvin de grande résistance. On commence par déterminer le voltage du générateur continu. On intercale ensuite l'instrument de mesure dans un circuit formé par la source auxiliaire, une sûreté /, une selfinduction i? et un raccord avec un point du réseau, fig. 247. On

Fig. 247.

obtient ainsi deux déviations, qui permettent de calculer la faute résultante R, comme lorsqu'il s'agit de la recherche de la résistance d'isolement d'une installation inactive. Il faut avoir soin de s'assurer que la tension du générateur d'essai n'est pas modifiée dans la dernière expérience.

L'isolement des réseaux à courants alternatifs de haute tension doit être très élevé. On le surveille généralement au moyen d'indicateurs permanents, dont il sera question plus

loin. On peut cependant recourir à la méthode précédente, en faisant usage d'un galvanomètre sensible shunté et mis en série avec une résistance de l'ordre du mégohm, qui sert à déterminer la constante de l'appareil et reste en circuit lorsque ce dernier est relié au réseau étudié. Ce procédé est utilisé dans certains réseaux à 2000 volts.

Localisation des défauts d'isolement. Méthode de sectionnement. Variantes de la méthode de la boucle. Méthodes de la chute de potentiel et du voltmètre. Méthode de la boussole. Méthode de l'auteur. — Lorsqu'un arrêt du service de distribution de l'énergie électrique est possible, on j.>eut appliquer à la recherche des dérangements quelques-unes des méthodes indiquées à propos des lignes télégraphiques.

Le défaut le plus fréquent est une dérivation à la terre.

Nous supposerons qu'aucune partie du réseau n'est raccoi dé< intentionnellement au sol, ce qui est souvent le cas du fil neutre des distributions à conducteurs multiples. Si une liaison de l'ospècc existe, une faute importante sur un des autrei cÀbles occasionne imniéiliatement un courant exxessif, qui faii tondre les sûretés protégeant la partie défectueuse. Quand une connexion du neutre a\ ec la terre est réalisée normaleoieni il l'usine, on la rompt au moment des essais.

Hans la méthode de sectionnement, on détermine le circuit où se trouve la perte en détachant successivement les divers^H tronci'»"* *'^ *"" vérifiant chatjue fois l'isolement du systt-me^^

• un instrument tel qu'un ohmmétre. Lorsque la section "1 Mccturuse est séparée, l'isolement redevient satisfaisant.

11 arrive qu'on ait à localiser une perte à la terre dans une

alisation fonnée de deux conducteurs bien définis, tels que

,' fctdcrs ou deux fils rattachant directement une station

l,~»nce «k un poste récepteur. Si l'on peut interrompre le

• .1» rfs conducteurs, la méthode de la boucle étudiée

. ^.j.^ applicable, à condition de prendre des précautions

• " \f< avec les gros câbles de faible résistance pour éviter ^ s auxquelles exposent des contacts imparfaits. C'est

le calvanomètrc doit être dérivé directement sur les |

ESSAIS DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES

câbles, comme le montre la fig. 248, de manière que les raccords AC et BD de ceux-ci avec le fil divisé s'ajoutent à ce dernier, aucjuel on peut donner une résistance relativement grande. Ces raccords peuvent, au besoin, être estimés en divisions du fil AB. Le procédé convient aussi lorsqu'un essai de sectionnement a décelé une faute dans un câble entre deux trous d'homme, tels que C et D. A défaut de conducteurs de réserve entre ces points, on utilise «les connexions temporaires déroulées sur le sol. Si les tronçons essayés sont constitués de bouts de sections inégales, les résistances comparées ne sont plus proportionnelles aux distances correspondantes, mais il est facile, connaissant les longueurs des divers types de câbles

Fig. 248.

en jeu, d'apprécier les résistances individuelles de ceux-ci et de trouver ainsi la position du défaut cherché. Quand la ligne examinée est étendue, il est parfois nécessaire de taire la correction pour l'isolement indiquée au chayiitre précédent. m Lorsqu'on ne dispose que d'un conducteur de retour trop résistant, tel qu'un fil pilote, on peut s'en servir pour tenter la méthode de la chute de potentiel, décrite plus haut.

Dans les distributions, on est ortlinairement obligé de localiser les pertes à la terre pendant le service.

La méthode du voltmètre, p. 409, permet de déterminer l'endroit défectueux dans le cas d'un circuit simple, comme

et V les résistances de

celui de la fig. 249. Désignons pa deux ti"on<,-ons de canalisation se ceux-ci peut comprendre un groupe de lampes en série ou en

Fig. 249.

dérivation. Soit I le courant circulant dans le système. D'après la seconde loi de Kirchhofi", on a, en supposant les courants et T* à travers le voltmètre négligeables devant I,

Ix- i{^+ R) = 0, \y-i'{g^R) = o\ d'où l'on tire

La méthode suivante, proposée par M. Frôlich, est analogue à celle de la boucle, avec cette différence qu'elle utilise le gér

Fig. 25o.

rateur de service au lieu d'une pile auxiliaire. Des rhéosrae réglables a et b, ainsi qu'un galvanomètre, sont raccordés au

ESSAIS DES RÉSEAtTC ÉLECTRIQUES.

générateur comme le montre la fig. 25o. Lorsque l'équilibre est établi,

La résistance .v, par exemple, peut comprendre les lampes alimentées. Ce dispositif est applicable à une distribution à 3 ou 5 conducteurs, pourvu que le neutre n'en soit pas à la terre. Pour préciser l'endroit défectueux d'un réseau, un moyen fréquemment employé consiste à relever, à l'aide d'un voltmètre ou même d'une lampe à incandescence, les différences de potentiel entre le tronçon fautil et la terre, en touchant, dans les boîtes de jonction, d'une part le cuivre et d'autre part l'armature des câbles. A mesure qu'on approche du défaut, les tensions diminuent. On peut déterminer ainsi deux lioîtes entre lesquelles existe la perte. La distance exacte de l'une des boîtes à la faute peut alors être trouvée par le procédé ci-après, dû à M. Herin^j, fig. 25 1. On raccorde une caisse

Fig. 25 I.

de résistances à la section endommagée A B, en se servant, pour la liaison avec l'extrémité éloignée B, d'un fil auxiliaire, tel qu'un fil pilote, et l'on constitue un |>ont de Wheatstone avec les deux bouts de càbie m et it séparés par la pfaute, le circuit auxiliaire a i et un galvanomètre connecté au sol. Lorsque le galvanomètre reste au zéro malgré le passage du courant de service, on a la relation

Une boussole peut au besoin suffire pour localiser une terre

dans un réseau à courant continu inactif ou dans une distribution à courants alternatils en charge. Un générateur de courant continu est relié à la canalisation par un pôle et au sol par l'autre pôle. Son courant, qui se ferme à travers la faute et la terre, est obser.'é au moyen d'une boussole approchée des, conducteurs aux endroits accessibles, tels que les boîtes dej jonction. Les diverses dérivations du courant d'essai conver* géant toutes vers le point défectueux, quelques tâtonnements^ permettent de trouver te tronçon qui présente celui<i.

L'auteur s'est bien trouvé du procédé de recherche suivant ('). Soit à déterminer l'emplacement d'une perte à la terre sur un conducteur a b, fig. 252. On isole une des extrémités du fil et on

Fig. 252.

relie l'autre bout à une pile, par l'intermédiaire d'un interr teur permettant d'envoyer des courants intermittents sur le tronçon limité au défaut. On suit la ligne à partir de l'interrupteur, en présentant transversalement au ctmducteur et ICi plus prés possible de ce dernier une bobine droite à noyau j «livisé comme celui des petites bobines d'induction. L'enroulement est raccordé à un téléphone iju'on tient à l'oreille. I

{') Bttll. de l'Acadcmit de Belgique, i885.

ESSAIS DES RÉSEAUX. ÉLECTRIQl'ES.

Les courants intermittents provoquent dans la bobine des courants induits accusés par le téléphone. Au moment où l'on dépasse la faute, le bruit cesse brusquement. Ce mode d'investigation s'applique aisément à une installation intérieure d'abonné, dont le branchement a été interrompu au préalable et dans laquelle il est facile de transporter la bobine le long des fils logés dans des moulures ou des tubes isolants, ou dissimulés dans des cloisons ou des planchers.

La méthode a été étendue aux canalisations souterraines. Si les câbles n'ont pas d'armature métallique, l'efl'et est très net. On peut, par exemple, opérer la recherche sur un fceder défectueux de réseau à courant continu en charge. Il suffit de mettre à l'usine génératrice un autre feeiler à la terre par l'intermédiaire d'un interrupteur à marche continue et d'une résistance telle qu'une batterie de lampes à incandescence en parallèle. On provoque ainsi, sur la partie ilu conducteur fautif opposée à l'usine, des variations de courant susceptibles d'influencer le téléphone. Comme interrupteur il est possible d'utiliser une pièce de machine quelconque animée d'un mouvement périodique, notamment une manivelle. On peut aussi superposer au courant continu de service un courant d'essai variable, produit par un alternateur ou une bobine d'induction. La bobine exploratrice a rei;u des formes variées. Parfois les spires sont enroulées sur un grand triangle équilatéral en bois, de I m de côté environ et dont la base est promenée parallèlement à la ligne examinée. On les a également disposées autour d'un noyau en fer laminé, articulé comme une pince pouvant se refermer sur les conducteurs aux endroits accessibles.

Lorsqu'il s'agit d'un càble armé, le courant auxiliaire passe la terre, en partie, à l'endroit du défaut et, en partie, en suivant l'armature sur les deux tronçons délimités par la faute. Il s'ensuit que, dans l'un de ceux-ci, le courant inducteur apable d'agir sur le téléphone est égal au courant d'essai i dans le cuivre diminué du courant i' revenant par l'armature autour ce dernier et que, dans l'autre, le courant inducteur, qui traverse l'armature seule, n'est pas très diflérent de / — i', si

le contact direct entre le cuivre et la terre est assez résistant. Dans CCS conditions, l'altération du bruit téléphonique n'est pas nettement perçue au moment du passage par le point défectueux. On se contente alors d'approcher la bobine aux trous <1 'homme, où le câble est dépourvu d'armature, et de déterminer la section de canalisation endommagée.

La localisation d'une perte à la terre est d'autant plus aisée que la résistance du défaut est plus faible relativement à la résistance d'isolement de l'installation. Il arrive qu'une faute indiquée par les appareils signalisateurs n'est pas suffisante pour pouvoir être facilement localisée. Il peut y avoir intérêt à l'accentuer pendant un arrêt du service, pour éviter que son aggravation soudaine ne provoque une interruption à un moment de pleine charge du réseau, accident particulièrement à craindre avec les distributions à haute tension.

Il y a divers moyens de renforcer ainsi un défaut. On peut, par exemple, appliquer une surtension entre le conducteur défectueux et le sol, de manière à percer le diélectrique à l'endroit fautif. Quand il s'agit d'une distribution à 3 fils, dont un des ponts accuse un léger défaut, on relie souvent le pôle extrême île l'autre pont à la terre par l'intermédiaire d'une sûreté fusible, qu'on choisit d'abord très mince. Si celle-ci fond par l'effet du courant de perte, on la rempilace successivement par des sûretés de diamètres croissants. Pour l'une d'elles, on n'observe plus la fusion, mais une des sûretés protégeant le branchement défectueux saute, en mettant par le fait la position de la faute en évidence. Il arrive aussi que le courant d'essai brûle le point endommagé, ce qui rend le procédé assez dangereux lorsque les raccordements d'abonnc.*; sont compris dans le réseau examiné.

Il est à remarquer que, si l'on établit la communication avec le sol à travers une résistance décroissante, telle qu'une solution a<]ueuse de bicarbonate de soude dans laquelle on enfonce progressivement des électrodes, les deux pôles du Rénérateur de service acquièrent la même différence de potentiel par rapport à la terre à l'instant où la résistance auxiliaire devient égale à celle de la faute, ce qui donne le moyen d'apprécier cette dernière.

ESSAIS DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES

Fig. 253.

Sîg^nalisation des pertes à la terre dans les réseaux en service. — Dans les ruseaux peu étendus, on adopte souvent le dispositif suivant, propre à signaler immédiatement un défaut d'isolement, fig. 253. Soient deux conducteurs en rela-

I tion avec les pôles du générateur de service développant une I diflerence de potentiel constante. Deu.x lampes à incandes- ^K cence L et L', fabriquées chacune pour cette tension et dispo- ^V sées en série comme l'indique le croquis, ne fournissent qu'une lumière rougeâtre de faible intensité. Le fil de jonction de ces lampes est mis à la terre par l'intermédiaire d'une sonnerie trembleuse, sur laquelle est dérivée une résistance non inductive pour éviter de fortes étincelles d'extra-courant. Dès qu'un défaut d'isolement sérieux se déclare dans la canalisation, la sonnerie entre en activité grâce au courant de perte et celui-ci, en traversant l'une des lampes, lui donne un éclat supérieur à celui de l'autre lampe. Si la faute se produit sur un conducteur négatif par exemple, c'est la lampe L qui se met à briller plus vivement.

Souvent on se contente d'une seule lampe témoin, dont une des bornes est connectée au sol et qu'un commutateur permet de raccorder par l'autre borne successivement aux deux pôles générateurs. L'éclat de la lampe est difl'érent pour les deu.x positions du commutateur, si l'installation présente une terre. Lorsqu'il s'agit de courants alternatifs à haute tension, on substitue à la lampe le primaire d'un transformateur réducteur, dont le secondaire est fermé sur une lampe ou sur un voltmètre, fig. 254.

M. Picou a imaginé une autre combinaison convenant au.x courants alternatifs. Les conducteurs alimentant la distribution

CHAPITU XXVI.

sont réunis à deux condensateurs en cascade, formés chacun d'une paire de plaques, fig. 255. Les armatures intermédiaires communiquent avec un téléphone relié au sol. Le récepteur téléphonicjue vibre s'il existe un défaut d'isolement. Les indications sont continues et le bruit peut être rendu assez fort pour la perception à distance.

mïïïïm Fig. 254.

Fig. 255.

Dans un réseau à 3 distributeurs, un ampèremètre dis()osé entre le neutre et la terre accuse un courant quand l'état d'isolement des deux ponts n'est pas le même.

Des voltmètres électrostatiques dérivés, au tableau de distribution d'un réseau à haute tension, entre les barres collectrices et le sol signalent une perte sur un des pôles par la diminutitjn de la déviation de l'appareil correspondant.

Dans les réseaux poh'phasés à haut voltage, on intercale habituellement entre chaque phase et la terre un limiteur de tension formé d'un tube isolant à circulation d'eau. Pour la signalisation des fautes, il suffit de ménager des milli-ampèremètres entre les barres distributrices et les tubes. Le disp)Ositif de la fig. 256 est construit par MM. Brown et Boveri. Le récipient servant de déversoir aux tubes verticaux communique avec le sol. Toute perte anormale sur une phase est accusée par un affaiblissement relatif de l'indication du milli-ampèremètre qui y correspond.

Dans la distribution à basse tension de Berlin, on a adopté des arrangements propres à déceler et à localiser approxima-

ESSAIS DES RÉSEAUX- ÉLECTRIQUES

tivement une perte importante à la terre. Indépendamment du réseau général alimentant les récepteurs, on a constitué de

p ^p ip

thi^hj'^

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Fig. 256.

petits réseaux partiels au moyen de fils pilotes enfermés dans

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Fig. 257.

les câbles de distribution et séparés de ces derniers par une

légère couche isolante. Le fil pilote d'un câble positif A, fig. 257, est connecté, dans une des lioîtes de jonction, au pôle négatif par l'intermédiaire d'une résistance r et d'une sûreté fusible/. Le fil pilote du câble négatif B correspondant est relié semblablcment au pôle positif. A l'usine, ces fils pilotes sont raccordes à un voltmètre V, ainsi qu'à un relais R. Si un défaut d'isolement se déclare en a par exemple, un courant intense naît entre le câble distributeur positif et le fiî pilote négatif joignant, ce qui détermine la fusion de la sûreté protégeant celui-ci. Les deux bornes du relais sont alors ramenées sensiblement au même

Fig. 358.

potentiel et l'armature, rendue libre, ferme le circuit d'une sonnerie d'avertissement, en faisant ainsi connaître la région de la canalisation où la faute s'est produite.

Quand la tension de service est supérieure à 220 volts, il est dangereux d'introduire dans les câbles distributeurs des fils indicateurs de polarité opposée. Il vaut mieux, dans ce cas, effectuer le raccordement dans la boite de jonction considérée de manière à donner à chacun des fils pilotes la polarité du câble auquel il appartient, en interposant des résistances suffisantes pour empêcher l'attraction de l'armature du relais

ESSAIS DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES. 515

tant qu'une d'elles n'est pas mise en court-circuit par le fait d'un défaut d'isolement amenant un contact direct entre le fil correspondant et son distributeur.

Le système suivant a été appliqué dans un réseau à 3 distributeurs. Les divers tronçons de câble neutre sont pourvus chacun d'un fil d'épreuve relié, d'une part, au sol par sa connexion avec l'armature protectrice et, d'autre part, à un relais dont la seconde borne est aussi mise à la terre, fig. 258. Si une faute se manifeste en a par exemple, l'armature et le sol prennent, dans son voisinage, un potentiel positif suffisant pour provoquer dans le fil auxiliaire un courant capable d'attirer la palette du relais et de mettre ainsi une sonnerie en branle. A l'aide d'un galvanomètre substitué au relais, on peut déterminer la différence de potentiel pour juger de l'importance du défaut.