Brevet FR2115104A1 — publié le 19720707

L'invention est relative à un dispositif de séchage sur place des noyaux bobinés de transformateurs électriques. On sait que l'isolement des conducteurs d'un transformateur est réalisé à la fois par les isolants constitués en grande partie par du papier cellulosique et par le diélectrique liquide dans lequel la partie active du transformateur est baignée. La rigidité diélectrique des isolants solides est liée directement à leur teneur en eau. I1 en va de même pour les diélectriques liquides. C'est donc finalement de la teneur en eau des uns et des autres que dépend en grande partie la valeur diélectrique du complexe isolant plus diélectrique liquide. Ces appareils peuvent prendre de l'humidité pour différentes raisons telles que par exemple -l'exposition prolongée en atmosphère humide du liquide dans lequel bai gnent les noyaux bobinés. - manque d'étanchéité de de la partie supérieuledu réservoir d'expansion du ditliquide, dans le cas d'un transformateur extérieur, l'eau de pluie s'in filtrant alors dans ce réservoir. - absorption d'humidité par le noyau bobiné lors d'une intervention telle que transformation, réparation, etc... Dans tous les cas, cette humidité du noyau entraine un abaissement d'iso lement des bobinages et de la rigidité diélectrique du liquide isolant. Lorsque les valeurs de ce dernier critère sont amenées à un taux inférieur aux règlements en vigueur, il est nécessaire de sécher l'ensemble ; le simple rempla cement ou le séchage du diélectrique du transformateur ne sont pas suffisants, étant donné que, mis en présence des isolants tels que papier cellulosique et autres chargés d'humidité, le diélectrique liquide reprendrait très vite un taux d'humidité excessif. I1 est donc nécessaire de sécher les noyaux bobinés de transformateur électrique, qui renferment la plus grande partie de l'eau à éliminer. I1 est préférable de sécher le transformateur sur place étant donné que son démontage poserait des problèmes de transport ou d'exploitation. Pour ce séchage, il est connu de faire circuler de l'huile en circuit fermé entre un transformateur et un déshydrateur, à chaque passage dans le transformateur, le liquide enlevant un peu d'humidité aux isolants, humidité qu'il abandonne dans le déshydrateur. Cette déshydration des isolants cellulosiques ne commence à être efficace que lorsque lthuile est déjà parfaitement séche. Le déshydrateur doit donc être assez puissant pour, qu'auprès quelques rotations, le diélectrique revienne du transformateur avec une bonne rigidité les deux éléments pouvant conduire à un résultat satisfaisant sont la température et la durée du traitement.Malheureusement, la lenteur de cette opi- ration entraîne une immobilisation prolongée du transformateur nuisant à son exploitation maxima, I1 existe d'autres procédés de séchage sur place tels que par exemple insufflage d'air chaud dans une étude improvisée constituée par des panneaux isolants disposés autour du noyau bobiné ; un autre procédé consiste à chauffer le noyau en alimentant sous tension convenable, soit les bobinages haute tension, soit les bobinages basse tension, les autres étant alors court-circuités enfin, comme autres procédés connus, on enlève l'huile et fait un vide dans la cuve ; ces deux derniers procédés peuvent même éventuellement être employés simultanément. Toutes ces méthodes demandent quand même un temps de mise en oeuvre assez long pour un résultat souvent médiocre. Au cours d'expérience, les principes suivants ont pu être dégagés a) la perfection du séchage dépend de la tension de vapeur dteau du fluide qui baigne où traverse le corps à sécher. b) la rapidité du séchage dépend, en plus du critère ci-dessus - en ce qui concerne le fluide sécheur : de la rapidité de son renouvellement sur toute la surface de contact - en ce qui concerne le corps à sécher : de l'apport et de la transmission de la chaleur nécessaire à l'évaporation de lteau, ainsi que de la surface de contact rapportée au poids du corps. La présente invention a pour objet un dispositif appliquant ces principes et à laide duquel le noyau bobiné à sécher est placé dans un courant de vapeur d'intensité maxima. A cet effet, le dispositif tel que cité plus haut est caractérisé en ce qu'il comprend une cuve de préférence celle du transformateur, fermée par son couvercle, dans laquelle se logent le noyau et ses enroulements, autour desquels est placée une enveloppe en matériau isolant ouverte en haut et en bas, cette enveloppe ayant une hauteur sensiblement égale à celle du noyau et étant disposée de façon à laisser quelques centimètres entre sa partie inférieure et le fond de la cuve, cette cuve étant traversée par trois tubes de dimensions convenables dont un amenant légèrement au dessous des bobinages un liquide à vaporiser, l'autre débouchant au fond de la cuve pour reprendre ce même liquide et le recycler, et le dernier descendant entre l'enveloppe et la cuve du transformateur et dont l'orifice est situé à une certaine distance au dessus du liquide présent dans le fond de la cuve est relié à un groupe à vide. Elle sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci annexé qui représente - figure 1 vu en coupe d'un transformateur en cours de séchage - figure 2 vu de dessus, le même transformateur, supposé coupé au dessus du noyau. Ce transformateur comprend une cuve 1 fermée par un couvercle 2 dans laquelle se loge le noyau 3 avec ses enroulements 4. Pour le séchage, la cuve 1 est vidée et le noyau 3 soulevé. On place alors autour du noyau, et de ses bobinages, une enveloppe 5 ouverte en haut et en bas cette enveloppe peut être constituée par du carton bakélite ou du prespahn. Ensuite, on redescend le noyau et referme soigneusement le transformateur. L'enveloppe 5 à une hauteur sensiblement égale à celle du noyau. Elle est disposée de façon à laisser quelques centimètres entre sa partie inférieure et le bas de la cuve. La cuve I est traversée par trois tubes de dimensions convenables dont - un tube 6 amenant le liquide à vaporiser (7) nettement au dessus du fond de la cuve 1 - un tube 8 reprenant ce même liquide au ras du fond pour le recycler - un tube 9 descendant entre lrenveloppe isolante 5 et la cuve 1 du transformateur ; ltorifice de ce tube 9 se situe à une cettaine distance au dessus du niveau du liquide. Le tube 9 est relié à son autre extrémité à une pompe à vide poussé. Si l'appareil comporte un réfrigérateur capable de résister au vide, le tube 9 peut également être branché au bas de ce réfrigérateur. Le liquide à vaporiser doit être choisi de façon à ce que sa tension de vapeur soit nettement inférieure à celle de l'eau On peut prendre de l'huile de transformateur ; on pourrait également choisir un liquide tel qu'un kerosin dont la tefflion de vapeur est comprise entre celle de liteau et celle de llhuile de transformateur et peut se mélanger à cette huile sans altérer ses propriétés? On place donc dans la cuve 1 le liquide choisi jusqu a ce qu'il atteigne un niveau légèrement au dessous des bobinages. Ce liquide est alors mis en mouvement par une pompe 1 1 et traverse un réchauffeur 12 et éventuellement un filtre (non représenté). Le fluide est porté à une température supérieure à la température d'ébullition correspondant à la pression absolue réalisée par les paarnpes à vide dans la cuve. I1 s'ensuit qu'unie partie du liquide se vaporise au niveau 13. Cette vapeur se condense tout d'abord fortement sur le noyau mais dès que celui-ci a atteint la température du fluide, la vapeur vient se condenser presque uniquement sur les parois de la cuve ; cette cuve constitue un condenseur dont l'effica- cité peut encore être augmentée en répandant de l'eau à sa surface extérieure. I1 est à remarquer qu' après l'opération on peut généralement laisser ltenveloppe 5 en place ce qui évite un nouveau décuvage. Au lieu de vaporiser le liquide, à llintérieur, on peut envoyer directement de la vapeur, mais cela conduit à des canalisations et des orifices très importants. Dans le cas où il serait impossible de placer ltenveloppe 5, on peut également dans une autre variante, calorifuger le bas de la cuve 1 jusqu'à la hauteur des bobinages. Seuls le couvercle et la partie supérieure de cuve servent alors de condenseur ; le tube 9 devra, dans ce cas, aspirer dans la partie supérieure de la cuve. Si la cuve du transformateur ne peut tenir le vide, on peut employer une autre cuve capable de contenir le noyau. Si on désire augmenter la puissance de condensation de la cuve, c'est à dire le débit de vapeur, il faut ajouter un condenseur à la sortie du transformateur, mais cela n'est pas absolument nkcessaire. Toutefois, dans un mode préféré, une régulat i o n de la condensation pourra être obtenue à l'aide d'un dispositif tel que décrit dans la demande de brevet déposée conjointement à la présente, au nom du demandeur. REVENDICATIONS 1) Dispositif de mise en oeuvre du procédé de séchage sous vide d'un noyau bobiné par courant de vapeur caractérisé en ce qulil comprend une cuve, de préférence celle du transformateur, fermée par son couvercle, dans laquelle se logent le noyau et ses enroulements, autour desquels est placée une enveloppe en matériau isolant ouverte en haut et en bas, cette enveloppe ayant unehauteur sensiblement égale à celle du noyau et étant disposée de façon à laisser quelques centimètres entre sa partie inférieure et le fond de la cuve, cette cuve étant traversée par trois tubes de dimensions convenables dont un amenant légèrement au dessous des bobinages un liquide à vaporiser, l'autre débouchant au fond de la cuve pour reprendre ce même liquide et le recycler, et le dernier descendant entrelenveloppe et la cuve du transformateur et dont l'orifice est situé à une certaine distance au dessus du liquide présent dans le fond de la cuve est relié à un groupe à vide. 2) Dispositif de séchage selon la première revendication, caractérisé en ce que l'enveloppe isolante étant remplacée par un calorifugeage extérieur de la cuve limité à la hauteur des bobinages, et en ce que le tube relié au groupe à vide descend seulement un peu au dessus des bobinages. 3) Dispositif selon les première et deuxième revendications; caractérisé en ce que le liquide est de l'huile de transformateur.