Mise en évidence de la capacité d'un câble de transport électrique

[invite58026aa8]

Bonjour,
nous faisons actuellement moi et mes camarades de classes des essais sur les câbles de transport électrique sous-terrain.

Nous avons réussi pour l'instant à faire des expériences sur les résistances et trouver leurs valeurs qui est de 0.328 milliOhm pour un mètre de câble.
nous avons entreprit de trouver la capacité d'un câble entre son âme et son blindage (feuille d'aluminium entourant la gaine du câble).

Pour cela nous avons mit en place une expérience trouvé sur les technique de l'ingénieur nous permettant de relever deux tensions. Ensuite avec leur déphasage T on souhaite trouver la valeur de capacité avec la relation T=RC. La capacité donné par le constructeur 0.300 mircoF/km et sa résistance 0.2O6 Ohm/km.
D'après les valeurs théoriques du constructeur nous devrions trouver un déphasage de 6*10^-14 s ce qui est très petit.

Mais voila en faisant nos test nous avons énormément de bruit, et même en ajoutant un cage de faraday autour de notre câble pour supprimer le bruit venant de l'environnement extérieur nous n'avons pas eu de meilleur résultats.La bande passante de notre oscilloscope est de 100 MHz

Nous avons donc utilisé un pont RLC pour trouver la valeur de capacité (0.220pF) mais nous aimerions mettre en place une expérience à partir d'un câblage pour trouver cette capacité.

J'aimerai savoir si quelqu'un avez une idée de montage électrique permettant de trouver cette capacité.

Merci
-----

[gwgidaz]

Bonjour,
Je ne vois pas pourquoi vous faites intervenir la résistance du câble pour trouver la capacité d'un mêtre de câble. Il faut utiliser d'autres méthodes.
Et la valeur de 0,220 pf est certainement trop faible pour être juste.

Il faut considérer l'âme et la gaine comme les deux connexions d'un condensateur à mesurer.
Les ponts de mesures sont délicats à utiliser pour les faibles valeurs de l'ordre de quelques pF. La gaine devra être bien sur côté masse du pont.

Ou bien par exemple vous pouvez construire un oscillateur LC vers 10 Mhz, et connecter votre câble en parallèle sur le condensateur de l'oscillateur ( gaine côté masse) , ce qui va produire une baisse de fréquence . Le delta F trouvé vous permettra de calculer le delta C correspondant, avec la formule de Thomson.

[gcortex]

Bonjour et bienvenue sur Futura,

Si c'est de la HT, tu devrais capter un champ électrique avec un les deux faces d'un circuit imprimé et un oscillo 1Mohm

[invite58026aa8]

En effet je me suis trompé c'est 0.220nF pour la capacité entre l'âme et la couche d'aluminium.

Nous utilisons la résistance de l'âme pour calculer le Tau nous avons besoin d'avoir la résistance et la capacité.
Notre méthode serait de trouver la valeur de Tau pour calculer la valeur de capacité.

Nous ne pouvons pas travailler en HT.
nous travaillons en TBT.

Pour le pont de mesure la doc nous donne la plage d'utilisation de 0.00001pF au 99 999microF.
Donc normalement les mesures prise correspondent à la capacité réel.
Merci pour la solution avec la formule de Thomson nous allons essayer mais je ne comprend ou cabler l'autre extrémité du cable on peut la laisser à l'air libre ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[gwgidaz]

Bonjour,

Il est plus commode de mesurer séparément la résistance et la capa.

Oui, l'autre extrémité du câble doit être libre... puisque le conducteur intérieur et la gaîne métallique sont les 2 armatures du condensateur à mesurer !

" plage d'utilisation de 0.00001pF..." ça métonnerait que vous puissiez mesurer facilement des capas de cette valeur....Le moindre fil de connexion possède une capacité propre bien supérieure.

[f6bes]

En effet je me suis trompé c'est 0.220nF pour la capacité entre l'âme et la couche d'aluminium.

Nous utilisons la résistance de l'âme pour calculer le Tau nous avons besoin d'avoir la résistance et la capacité.
Notre méthode serait de trouver la valeur de Tau pour calculer la valeur de capacité.

Nous ne pouvons pas travailler en HT.
nous travaillons en TBT.

Pour le pont de mesure la doc nous donne la plage d'utilisation de 0.00001pF au 99 999microF.
Donc normalement les mesures prise correspondent à la capacité réel.
Merci pour la solution avec la formule de Thomson nous allons essayer mais je ne comprend ou cabler l'autre extrémité du cable on peut la laisser à l'air libre ?

Bjr à toi,
Me parait étrangement bizarre qu'un pont de mesure soit capable d'une résolution de 0.00001 pf.
T'es sur qu'il n'y a pas une ERREUR d'unité ?
Rien que les VARIATIONS du sytéme de raccordement et tes 0.0001pf sont dans les choux.
Rien que ta présence va modifier cette valeur (0.00001pf)
Je veux bien qu'on fasse un calibrage au départ, mais tout de meme !

Un bout de cable, un générateur HF, une self de valeur connue et on trouve la valeur de la capacité.
Bonne soirée

[jiherve]

Bonsoir
Pour une telle géométrie il vaut mieux calculer :https://ics.utc.fr/Electricite/Elect...ercice_25.html.
JR

[nornand]

Attention a la fréquence de test : ce cable est prévus pour du 50hz , le diélectrique est conçu pour cette fréquence si vous monter trop haut les propriétés du diélectrique seront complètement fausses et de fait les mesures aussi.

[invite58026aa8]

bonjour, et merci pour vos réponse.


Non en effet nous calculons la valeur de résistance avant celle de la capacité. Mais nous utilisons cette valeurs de résistance pour trouver la capacité Tau=RC)

Pour la plage de mesure du pont j'ai trouver les valeurs sur le document constructeur.
Pour les mesures nous utilisons des câbles avec pinces et un petit boitier, qui sont fait pour s'auto corriger.

nos test ce font pour l'instant à un fréquence de 50Hertz.

Dans les formule utilisé https://ics.utc.fr/Electricite/Elect...ercice_25.html ils utilisent la permittivité du vide cependant entre notre âme et l'armature nous n'avons pas du vide mais des matériaux dont nous ne connaissons pas les caractéristiques. On sait qu'elles sont à peu près les matériaux mais si nous voulons éviter de faire un maximum d'approximation afin d'avoir une valeur la plus proche de la réalité.

[bobflux]

Ce qui est indiqué est le "display range" c'est-à-dire les spécifications de l'affichage. Cela ne te donne aucune information sur ce que l'appareil est réellement capable de mesurer...

[invite58026aa8]

Ce qui est indiqué est le "display range" c'est-à-dire les spécifications de l'affichage. Cela ne te donne aucune information sur ce que l'appareil est réellement capable de mesurer...

Du coup c'est la précision et qu'elle autre valeur qui me permette de trouer sa plage de mesure ?

Notre problème viens surtout du fait que nous avons beaucoup de bruit au niveau de l'oscilloscope. La mesure de Tau (déphasage) étant faible nous ne pouvons le voir sur les courbes.

[Antoane]

Bonjour,

Tu ne devrais pas chercher le tau correspondant au RC réparti de ton câble, justement car ce RC est très faible (i.e. correspond à des "très" hautes fréquences).
Tu devrais utiliser une autre méthode :
- celles proposées plus haut, avec un LC ;
- observer une mesure de charge de RC, en utilisant une résistance externe et en négligeant la résistance interne du câble ;
- etc.

Du coup c'est la précision

C'est peut-être la résolution (et encore... Rien ne le prouve a priori), mais surement pas la précision.

[invite58026aa8]

Bonjour,

Il est plus commode de mesurer séparément la résistance et la capa.

Oui, l'autre extrémité du câble doit être libre... puisque le conducteur intérieur et la gaîne métallique sont les 2 armatures du condensateur à mesurer !

" plage d'utilisation de 0.00001pF..." ça métonnerait que vous puissiez mesurer facilement des capas de cette valeur....Le moindre fil de connexion possède une capacité propre bien supérieure.

Nous allons mettre en place ce montage afin de relevé la capacité, pouvez-vous nous donner une source afin que l'on puisse s'appuyer dessus pour faire nos test.

[f6bes]

REmoi,
Tu fais un circuit résonnant avec la capacité de ton cable et une bobine ( self ) dont tu connais la valeur.
Cela donne un circuit LC. Reste plus qu'à connecter un générateur sur le cicuit LC et faire varier la fréquence du géné
juqu'à trouver le pic de surtension
Tu connais la F tu connais L . Tu calcules C.
Le probléme va consister à avoir une idée de la capcité et de l'utilisation de la self associé à un générateur.
A priori faut le GENERATEUR qui va bien ( BF , HF suivant le cas )

[gwgidaz]

Bonjour,

Je n'ai pas d'oscillateur LC de quelques MHz sous la main, mais c'est un excellent entraînement que d'en réaliser un. Il faut, bien sur, un fréquencemètre.

Sinon, la mesure du Tau en mettant une 10 KOhms de charge de la capacité doit être assez facile. Bien sur, il faut tenir compte de la capa de l'ocillo ou mieux de la sonde qu'on met en parallèle sur la capa à mesurer...Le mieux c'est alors d'appliquer des signaux carrés assez longs de façon à avoir un phénomène récurrent facile à voir avec un oscillo standard.

Ou encore, mesurer la fréquence de coupure à -3 dB du filtre RC, avec un géné sinusoïdal. .

Ou encore réaliser l'oscillateur de f6bes...


etc....

[jiherve]

Bonsoir
pour mesurer un dephasage avec un oscillo : Methode de Lissajous
Mais dans tous les cas dégrossir par un calcul !!
JR