Brevet FR2239032A1 — publié le 19750221

La présente invention concerne la protection de transformateurs de distribution électrique au moyen d'éléments thermostatiques. Dans les réalisations connues, ,la protection des transformateurs par éléments thermostatiques consistait Q l'inclusion dans les enroulements du transformateur d'éléments thermostatiques générale- ment appelés pastilles. Ces pastilles en contact thermique avec le cuivre des bobinages du transformateur, donc sensiblement a la méme température que ces bobinages étaient réglées de façon telle qu'elles fermaient un circuit électrique annexe quand le cuivre atteignait une température susceptible d'endomnager les isolants des dits bobinages.Ce circuit annexe fermé par les pastilles provoquait, par 1' intermédiaire d'une bobine à émission, l'ouverture du disjoncteur de protection du transformateur éliminant celui-ci du réseau et assurant donc sa protection0 Cette solution avec pastilles thermostatiques présentait un certain nombre d'inconvénients qui ont provoqué son abandon 70- les contacts des pastilles avaient un intervalle d'isolement réduit, ce qui provoquait leur soudure et donc leur non fonctionnement par surtensions atmosphériques ou autres, 20- le fonctinnnement des pastilles n'était pas fiable, les températures de fermeture étaient variables parce qu'influencées par diverses contraintes annexes, 30- le différai t ici des pastilles, écarts entre températures de fermeture et d'ouverture des contacts, était important, ce qui interdisait la remise en service rapide du transformateur qui nécessitait un refroidissement et donc un temps considérable, 40- les pastilles étanches subissaient l'influence des variations de pression du transformateur qui perturbaient leur fonctionnement ou tétaient pas étanches mais laissaient entrer lthuile du transforma- teur, ce qui provoquait également d'autres perturbations de fonc tionnementO La protection des transformateurs suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients.Dans celle-ci en effet, d'une part, le dispositif d'alimentation des pastilles et de Za bobine à émission qu'elles commandent est controlé par un transformateur d'isolement éliminant ainsi l'influence des surtensions atmosph6riques et d' autre part, les pastilles sont remplacées par des éléments thermostatiques étanches, genre relais à lames "Reed" dont le fonctionnement est provoqué par un aimant permanent et une ferrite spéciale, sensible à la température, qui passe le point de"curien pour une température bien déterminée.Ce relais à lamt étant de par sa constitution sensible aux charges magnétiques est emprisonné dans une enointe métallique faisant cage de Faraday et c'est cette enceinte qui est en contact avec la curie des bobinages du transformateur. Il est évident que les relais "Reed" avec leur cage de Faraday pourraient être remplacés sans sortir du cadre de l'invention par tout dispositif thermostatique sensible à la température et qui permettrait d'obtenir les mêmes résultats c'est-à-dire fermeture ou ouverture d'un circuit à une température bien déterminée avec un différentiel rdduit et sans être influencé par les pressions internes ou les champs magnétiques provoqués par le fonctionnement du transformateur. La seule protection étant réalisée à ce moment par le transformateur d'åsolement commandant les éléments thermostatiques. Réalisé suivant cette deecription, le dispositif de protection du transformateur élimine bien tous les inconvénients des dispositifs connus, en effet a) surtensions - le transformateur dtisolement élimine toute influence et détérioration par surtensions sur les dispositifs thermos tatiques e b) anomalies de fonctionnement - les relais à lames "Reed" sont particulièrement fiables, leur différentiel est estrêmement réduit. la température de fonctionnement est très précise puisqu'elle est vådemment fonction du point de curie de la ferrite et l'ensembb est insensible aux champs magnétiques puisqu'il est enfermé dans une enceinte métallique étanche formant cage-de Faraday. Le dessin annexé illustre d'aiileur8,- & à titre d'exemple, un mode de réalisation de la protection conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté, le dispositif comprend, un transformateur d'isolement (1) d'alimentation du circuit éléments thermostatiques/bobine à émission, qui peut être avantageusement réalisé par un simple enroulement de quelques tours de fil électrique isolé autour de la culasse (2) du transformateur à protéger. Des éléments thermostatiques, en l'occurence des relais "Reed" (3) à aimant et ferrite enfermés dans leurs cages de Faraday (4) sont disposés sur ou dans les bobinages du transformateur aux endroits judicieux pour que les éléments thermostatiques puisent suivre les températures et variations de températures des bobinåges-(5) du transformateur à protéger.Un circuit électrique où les éléments thermostatiques sont en parallèle, alimente la bobine à émission (6) qui commande la serrure du disjoncteur de protection du transformateur. Ire fonctionnement du dispositif est donc extrêmement simple; quand un élément thermostatique (3) se ferme sous l'action de la température du bobinage, il ferme le circuit transformateur dtiso- lement (t), bobine à émission (6), qui déclenche dono l'ouverture du disjoncteur, mettant ainsi hors circuit le transformateur risquant d'8tre détérioré par élévation de température. En pratique et pour le cas de court-circuit important, ce dispositif est complété par un déclencheur ordinaire à bilames agissant également sur le mécanisme du disjoncteur et dont l'inertie est infiniment moins grande ce qui permet ainsi de compléter la protection du transformateur sur les surtensions importantes, Le dispositif de protection suivant l'invention, permet de protéger transformateur, moteur ou autres appareils de toute déité rioration par échauffement, tout en liminant les défauts de fonc- tionnement dts aux surtensions atmosphériques, à la mallvnise fia- bilié des pastilles thermostatiques actuelles ainsi qu'à leur sensi bilité à la pression, à leur défaut d'étanchéité ou à leur différen- tiel trop important. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Dispositif de protection de transformateur de distribution électrique contre les échauffements, permettant d'ouvrir le disjoncteur de protection dès qu'un des bobinages atteint la tempEra- ture limite, caractérisé en ce qu'il comtorte un transformateur d' isolement alimentant un circuit parallèle d'éléments thermostati quels placés au contact des bobinages du transformateur et comman dans une bobine à émission provoquant l'ouverture du disjoncteur de protection0 2.- Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le transformateur d'isolement est constitué par un enroulement de fil isolé autour du circuit magnétique du transformateur à protéger. 3o- Dispositif selon revendication 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments thermostatiques sont des relais à lames "Reed" étanches dont le fonctionnement est provoqué par un aimant permanent et une ferrite qui passe son point de curie'sous l'influence de la température0 40- Dispositif selon revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les éléments thermos tati ques sont enfermés dans des enceintes métalliques étanches, formant blindage magnétique, elles-mêmes en contact thermique avec les bobinages du transformateur,