Brevet FR2141542A1 — publié le 19730126

Le secteur technique de l'invention est celui de la transformation et de la distribution de l'énergie électrique. Pour les réseaux souterrains d'alimentation de foyers d'éclairage extérieurs, par exemple, des avantages notables sont apportés par disposition sur place de transformateurs abaisseurs de tension, acceptant des tensions d'entrée de 3 à 6 kilovolts et fournissant des tensions de sorties en 220 ou 380 volts. La présente invention concerne principalement, dans ce domaine, des transformateurs susceptibles de neutraliser, même en cas d'imperfection d'herméticité, les dangers résultants d'introduction d'eau ainsi que ceux qui auraient pour origine une fuite de diélectrique. Elle concerne à cet effet un transformateur à cuve contenant une diélectrique liquide offrant une densité différente de celle de 11 eau, cuve pourvue d'isolateurs de traversée à extrémités internes noyées dans le diélectrique de ladite cuve et dont les extrémités externes sont soit contenues dans au moins un compartiment hermétique, accolé à ladite cuve, pourvu d'entrées de cibles étanches, ledit compartiment contenant également un diélectrique liquide ou visqueux à la température ambiante, dont le niveau noie aussi bien les extrémités correspondantes des isolateurs de traversée que les conducteurs desdits cabales, soit surmoulées sur le chantier d'installation à l'aide d'une matière isolante plastiquZetSWermodureissable par exemple. I1 peut s' agir de matières ayant A es caractéristiques que celles--qui sont utilisées dans la réalisation de dérivations dans les réseaux souterrains de distribution. Dans une azyme d'exécution d'un tel transformateur, il y a intérêt à maintenir des poches d'air au dessus des niveaux de diélectrique à l'intérieur de la cuve et du compartiment, le cas échéant, pour amoindrir des débits de fuites éventuelles par limitation élastique de la pression, notamment à chaud. De préférence, cette cuve est hermétiquement close. Le ou les compartimentsren?ertnet les accessoires de raccordement de moyenne et basse tensions, les entrées de câbles s'y faisant par presse-étoupe ou bottes à câbles, les conducteurs desdits cules restant ainsi isolés jusqu'aux bornes de raccordement sur les isolateurs de traversée. On y prévoit aussi un accès aux connexions par couvercles avec joints d'étanchéité. Les isolateurs de traversée peuvent store à collerettes soudées sur la cuve ou peuvent être simplement scellés; ils comprennent des bornes de connexion à leurs extrémités. On peut aussi y substituer des conducteurs isolés, associés à des presse-étoupe. A un tel transformateur peuvent aussi être combinées une ou plusieurs cartouches-fusibles de préférence amovibles, à haut pouvoir de coupure, protégeant l'alimentation en moyenne tension du transformatuer principalement ; dans une forme d e cution particulière, de telles-cartouches-fusibles peuvent p a- cées à l'intérieur des isolateurs de traversée dont la borne extérieure à la cuve est alors montée amovible, afin de permettre un remplacement de cartouche ; dans une autre forme d'exécution cette amovibilité est réalisée sous traversée étanche de la paroi de cuve. L'isolant liquide intérieur à la cuve peut être soit de la famille des produits liquides diélectriques ininflammables comprenant ceux qui sont connus sous le nom de "Askarel-'t de préférence, dont la densité est supérieure notablement à celle de l'eau et à celle du diélectrique liquide qui garnit le ou les /classique compartiments précités, soit encore une huile diélectrique/, notamment dans le cas ou les bornes sont surmoulées dans leur région externe par un diélectrique plastique thermodurcissable ou non. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 montre une vue en coupe schématique d'un tel transformateur. La figure 2 montre une vue de dessus correspondant à la figure 1 avec des arrachements et portes de visite enlevées, Les figures 3 et 4 sont des vues analogues pour une forme d'exécution à bornes surmoulées. Comme on le voit sur la figure 1 notamment, un transrormateur pour réseau souterrain comprend une cuve 1 à l'intérieur de laquelle est disposé le transformateur 2 proprement dit. Cette cuve en tôle résistant à la corrosion, en acier inoxydable, ou en fonte, par exemple, est garnie d'un premier diélectrique liquide ininflammable et d'une densité supérieure à celle de l'eau. I1 peut s'agir du liquide connu sous le nom de "Askarel" dont la masse volumique est 1,7. A la partie supérieure de la paroi de la cuve, cette dernière est fermée par un couvercle 3 étanche, raccordé par exemple par soudure à la cuve ainsi renaue hermétique, couvercle sous lequel apparait une poche d'air 4 et ce couvercle est pourvus d'isolateurs de traversée 5. Chaque isolateur est suffisamment long pour nue sa par- tie interne inférieure plonge dans le premier liquide diélectrique 6. Ces isolateurs peuvent être pourvus de collerettes 7 soudées au couvercle 3 ou simplement scellées. Les bornes 8 de jonction avec les entrées et sorties de primaire et de secondaire sont raccordées par des conducteurs 9, maintenus ainsi sous isolement, aux extrémités correspondantes des bobinages.En association avec l'un de ces conducteurs, est prévue au moins une cartouche-fusi- ble 10 à haut pouvoir de coupure ; deux cartoliches sont générale- ment utiles pour la protection du primaire moyenne-tension et la réalisation des manoeuvres ou mesures d'isolement Au dessus du couvercle 3 apparaissent des paros 11 constitutives de deux compartiments 12 et 15, dans Lesquels sont situées les bornes supérieures 14 des isolateurs de traversée. Ces compartiments sont pourvus, à la partie supérleure, de trappes de visite 15 amovibles mais pourvues de joints d'ztan- chéité. Sur chaque compartiment, une face offre le loement d 'un presse-étoupe ou d'une boîte a ea3'e 16 ou 17, pour le pas- sage d'un câble 18 moyenne-tension d'un conté et d'un câble 19 basse-tension de l'autre, câbles dont les conducteurs 20 ou 21 séparés sont réunis aux bornes correspondantes 14 des extrémités supérieures des isolateurs de traversée 5. Ces compartiments sont remplis au moyen d'n secona diélectrique, liquide ou visqueux à la température ambiante, jusqu'à un niveau tel que les bornes li et les presse-etouce ou boîtes à câbles 16 et 17 soient noyés. Les conducteurs 20 et 21 sont donc ainsi isoles égale- ment jusqu'à leur raccordement aux dites bornes 14. Un tel transformateur est utilisable pour les réseaux souterrains moyenne-tension de j à O kilovolts par exemple, af-n de permettre une distribution basse-tension à 220 ou 39e volts. Même en cas d'imperfection d'herméticité aux isolés teurs de traversée, aux entrées de câbles, aux couvercles d'accès ou autres emplacements, les dangers dûs à l'introduction de l'eau sont éliminés en raison des densités des diélectriques. Une fuite de diélectrique est rendu peu active, du fait du caractère compressible des poches d'air qui les surmontent. I1 en résulte qu'outre les avantages inhérant du maintien à l'extérieur de la cuve 1 des connexions 14 avec les conducteurs des câbles, l'acceptation commode par cet appareillage de toutes les séries de capables normalement utilisés en réseaux souterrains, on bénéficie à la construction de critères d'étanchéité normaux avec une bonne tolérance, à l'intérieure de la cuve, d'un taux d'humidité important. En effet, à l'exception des isolateurs de traversée qui sont aptes à supporter l'humidité, tous les autres éléments électriques en sont mis à labri par différences de densités. Sans précautions anormales ou particulières, telles qu'un stockage en atmosphère sèche, un préchauffage des pièces ou un coulage à chaud d'isolants, la mise en oeuvre, le raccordement et l'entretien d'untel transformateur, que l'on peut facilement enterrer, sont très simples ; les interventions --- pour examen, remise en état, réparation ou remplacement nécessitent simplement un déconnexion. TJne meome manoeuvre est également pos sible pour les mesures d t isolement de réseaux. Dans une variante telle que représentée sur les figures 3 et 4, une cuve 23 à couvercle soudé 24 renferme un transformateur 25 également suspendu, immergé dans un diélectrique liquide à densité différente de celle de l'eau, diélectrique 26 laissant subsister sous ledit couvercle une poche d'air 27. Dans des ouvertures appropriées 28 de ce couvercle, sont logés des isolateurs 29, 30, 31 et 32 de traversée pour la moyenne et la basse tensions, isolateurs analogues en ce qui con cerne leurs formes et mode de fixation à ceux des figures 1 et 2 Leurs bornes internes 34 sont noyées dans le diélectrique liquide 26. Par contre, leurs bornes externes 33 et leurs corps dépassant du couvercle 2E sont noyés dans des masses solides d'un diélectrique plastique mises en place par surmoulage sur le chantier de pose après raccordement auxites bornes 33 des conducteurs des cibles d'arrivée et de départ. Ce surmoulage atteint ces cules en recouvrant sur une certaine longueur les galnes correspondantes et peut rejoindre la paroi de cuve. De telles masses surmoulées 35 sont réalisées par exemple avec des matières plastiques diélectriques, thermodurcis- sables, du genre de celles que l'on utilise dans les réseaux souterrains ou enterrés pour l'établissement des dérivations. On réalise ainsi un isolement solide étanche vis à vis de l'eau, au lieu de l'isolement liquide en compartiment, comme dans la forme d'exécution des figures 1 et 2. Sous une traversée étanche de la paroi du couvercle 24, cette cuve ménage au moins un logement destiné à la réception d'un coupe-circuit 36 correspondant, amovible, en cartouche, dont les organes de raccordement, comme la cartouche elle-même, sont mis sous diélectrique et à l'abri de l'eau grâce à àleur immersion dans le diélectrique 26 de cuve. I1 va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites. C'est ainis que dans la variante des figures 1 et 2, aussi bien que dans celle des figures 3 et 4,on on pourrait aussi prévoir une ou plusieurs cartouches coupe-circuit que l'on peut placer intérieurement aux isolateurs de traversée. Ces derniers sont alors pourvus d'une borne externe amovible permettant l'extraction d'une cartouche hors d'usage et son remplacement par une cartouche neuve, au prix d'une simple vidange partielle, jusqu'à découverte de ladite borne, du liquide diélectrique du compartiment considéré, alors que pour la variante des fiures 3 et 4, l'accès à la borne nécessiterait une destruction du surmoulage et son remplacement. Enfin, la disposition mutuelle de la cuve et des isola teurs de traversée pourrait être autre qu superposition, ces derniers pouvant apparalatre non plus sur le couvercle supérieur de cuve mais bien sur une ou plusieurs des faces latérales de celle-ci, que lesdits isolateurs soient associés à des compartiments renfermant un diélectrique liquide ou simplement isolés par surmoulage. - REVENDICATIONS 1. - Transformateur à cuve hermétique contenant un diélectrique liquide, caractérisé par le fait que ladite cuve, remplie d'un diélectrique de densité différente de celle de l'eau, est pourvue d'isolateurs de traversée à extrémités internes noyées dans ledit diélectrique et dont les extrémités externes apparaissent sous un isolement électrique et hermétique rejoignant les gagnes des cibles d'arrivée et de départ. 2. - Transformateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'isolement électrique et hermétique est constitué par un second diélectrique liquide ou visqueux à la température d'ambiance, contenu dans au moins un compartiment correspondant accolé à la cuve, ce diélectrique noyant aussi bien les extrémités correspondantes des isolateurs que les conducteurs et gamines desdits câ- bles jusqu'à des entrées de cales étanches dans ledit comparti ment. 3. - Transformateur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que les remplissages de diélectrique ménagent au moins une poche d'air. 4. - Transformateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les isolements électriques et hermétiques sont constituées par des masses de matière plastique de préférence thermodurcissable obtenues par poulage et atteignant par enveloppement hermétique aussi bien les extrémités externes desdits isolateurs de traversée que les conducteurs et gagnes des ca31es. 5. - Transformateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les entrées du cale sont des presse-étoupe ou des bottes à câbles . 6. - Transformateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque compartiment est pourvu d'une ouverture de visite, fermée par un couvercle correspondant, avec interposition d'un joint d'étanchéité. 7. - Transformateur selon l'une quelconque des renvendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les isolateurs de traversée sont pourvus de collerettes de soudage ou de scellement à la paroi de cuve et offrent des bornes de connexion à leurs deu;; extrémités. 8. - Transformateur selon ltune quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé par le fait que les isolateurs de traversée sont remplacés par des conducteurs isolés associés à des presse-étoupe. 9. - Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la cuve est associée à au moins un coupe-circuit à fusible sous cartouche, amovible, une telle cartouche pouvant être disposée soit intérieurement à la cuve, sous un accès à bouchon étanche, soit intérieurement à un isolateur de traversée dont la borne externe est alors elle- mme amovible.