Brevet FR2211632A1 — publié le 19740719

L'invention concerne ' procédé pour la production de basses tempéretures, lors d'essais à grande puissance, en particulier de matériels électrotechniques, ainsi qu'une chambre d'essai nécessaire pour l'application de ce procédé. Il est connu de geler rapidement les comesti bleus dans des tunnels réfrigérants par aspersion d'azote liquide. Par ailleurs, il est connu de maintenir à basse température les comestibles surgelés dans des véhicules spéciaux ou conteneurs de transport par aspersion d'azote liquide pendant le transport. Dans les essais à grande puissance, surtout dans le contrôle de matériels électrotechniques, par exemple des dis joncteurs de puissance, il faut toujours compter que l'appareil à contrSler peut ne pas résister aux contraintes de courant et tension, et peut exploser. Souvent dans les essais de développement, les paramètres d'essai scnt élevés jusqu'à ee que l'appareil soit détruit, afsn de déterminer la limite de charge. Pour de tels essaie, il existe dans lee plateformes à grande puissance des cellules spéciales qui empêchent que des fragments qui, lors de la des- truction de l'appareil sont projetés au loin, n1 endommagent l'ins- tallation d'essai.Dans ces cellules, il règne, habituellement, la température ambiante. Les essais à grande puissance à basse tempéra- ture ne peuvent entre effectués dans de telles plateformes que si, en hiver, il apparat, par hasard la température voulue. Souvent, dans ce but, les échantillons à essayer sont expédiés à l'étranger dans des installations d'essai cù règnent en hiver des températures basses. Du fait de la sujétion aux conditions atmosphériques, de tels essais de grande puissance aux basses températures, ne. peuvent être effectués que treks rarement, et sont grevés de frais très élevés. Une autre possibilité d'exécuter des essais à basse température, est cfferte par des chambres froides dans lesquelles on produit. les basses températures voulues au moyen de machines frigorifiques. Dans ces chambres, il est impossible, en général, d'effectuer des essaie à grande puissance, parce qu'il y a le risque qu'en cas d'endommagement de l'échantillon, qui peut même prendre feu, la chambre d'essai soit gravement endommagée. En général, ces chambres ne sont pas associées à une platforme à grande puissance ét ne disposent don pas du branchement de puissance correspondant. Le bJt de 'invention est de créer un procédé bon marché et d'effet rapide pour le refroidissement d'échantillons en vue d'essais à grande puissance, y compris des moyens bon marché nécessaires à l'isolement thermiques faciles à remplacer et faciles à transporter. l'invention a pour objet de refroidir, par un procédé approprié, et dans une chambre d'essai appropriée à ce procédé, les échantillons qui doivent être soumis à des essais à haute puissance, dans toute plateforme connue, à un moment quelconque, en peu de temps, à toute température voulue techniquement avantageuse, et de les maintenir à cette température pendant toute la durée de l'essai de puissance. Selon l'invention, cela est obtenu en ce que l'échantillon dans une chambre d'essai est amené à une basse température correspondant aux conditions d'essai, avant et pendant l'es- sai à grande puissance, par aspersion d'azote liquide, air liquide et/ou analogue, extrait d'un réservoir, et y est maintenu pendant le déroulement de l'essai. la chambre d'essai pour l'application du procédé de l'invention, se distingue en ce qu'elle consiste en éléments en matière cellulaire, thermiquement isolants, peu ou pas combus tibles, pouvant 8tre assemblés et réutilisés. Pour éviter autant que possible ltendommange- ment des pièces en matière cellulaire, leurs bords sont munis d'un cadre par exemple en plastique profilé. I1 est avantageux, également, que les pièces er matière cellulaire soient recouvertes d'une couche ignifuge, mauvaise conductrice de la chaleur. D'autre part, il est avantageux de munir les pièces en matière cellulaire de sécurités contre un glissement réci- proque, qui, toutefois, peuvent céder lors du dépassement d'une pression interne prédéterminée dans la chambre d'essais pour libérer les éléments en matière cellulaire. De même, le sol dans la zone de la chambre d'essai derrait être recouvert d'un revêtement mauvais conducteur de la chaleur. Une autre disposition conforme à l'invention consiste à placer dans les éléments de paroi ou de plafond de la chambre d'essai, des clapets de décompression, également en matière cellulaire, qui seront ouverts evant l'essai si, dans le contrôle d'appareils en fonctionnement, la pression interne de la chambre devait s'élever exagérément. Par ailleurs, il est prévu, à l'intérieur de la chambre d'essai, des moyens pC;UhM guider le courant gazeux sons pression vers les clapets de décompression. L'avantage particulier de l'invention réside dans le fat que le refroidissement par l'azote liquide pulvérisé produit un refroidissement rapide des échantillons à toute tempéra~ ture voulue et peut être maintenu pendant l'essai. Comme le réserw voir d'azote liquide est facile à transporter, il est également pos- sible d'effectuer le refroidissement des appareils à contrdler en tout endroit voulu. Il est également possible de transporter la chambre d'essai démontable en tout lieu voulu et la monter en ce lieu.Les pièces en matière cellulaire utilisées sont de fabrication bon marché, et sont faciles å remplacer, si certaines pièces en matière cellulaire sont détruites lors de la détérioration d'un échan- tillon dans un essai è grande puissance. De plus, les plateformes d'essai à grande puissance de construction courante ne nécessitent pas de transformations on les utilise selon le procédé proposé comprenant la chambre d'essai démontable. Les essais à basse température peuvent donc entre effectués à toute époque de l'année indépendamment des conditions atmosphériques, cé qui économise des frais de transport supplémentaires pour les appareils à contrôler. L'invention sera mieux comprise en se référant à un exemple de réalisaticn et aux dessins annexés, dans quels s - la figure 1 montre une représentation schématique montage d'essai, - la figure 2 montre des pièces détachées qui servent à l'assemblage d'une chambre d'essai, - la figure 3 montre 'ine chambre d1 essai cone tituée de pièces détachées. Sur la figure 1, l'appareil à contrôler 1 se trouve dans une cellule d'essai de la plateforme à grande puissance dans laquelle les contrôles habituels sont effectués. L'appareil à contrôler 1 eet fixé sur des plaques de plancher 3 très stables me- caniquement, mauvaises conductrices de la chaleur, par exemple en bois aggloméré avec une résine phénolique, Autour de lui on monte la chambre d'essai 4 constituée de pinces en matière cellulaire. Pour faire circuler l'a- ou le gaz dans la chambre d'essai 4, elle comporte un ventilateur 5. L'échantillon 1 est relié à l'installation d'essai par une ligne 15, non représentée, traversant une paroi de la chambre d'essaI 4. Dans la cellule d'essai voisine 7 de la plateforme, il y a un réservoir 8 d'azote liquide. Par une vanne à commande électrique 9, l'azte liquide arrive par une conduite mobile 10 isolée thermiquement an tube d'aspersion 11 qui se trouve sous le plafond de la chambre d'essai 4. L'azote liquide sortant du tube d'aspersion 11 se vapcrlse et absorbe la chaleur de l'air dans la chambre d'essai 4. De la sorte, l'air se refroidit dans la chambre d'essai 4 et donc aussi l'échantillon 1. La- température dans la chambre d'essai 4 est mesurée par un capteur 12. Le signal du capteur 12 est amené à un régulateur 6 qui commande la vanne 9 pour l'azote liquide et maintient ainsi la température à l'intérieur de la chambre d'essai constante à la valeur de consigne réglée. La figure 2 montre diverses pièces moulées en matière cellulaire permettant de constituer la chambre d'assai 4 isolés thermiquement. L'élément 13 est une simple plaque de paroi ou de plafond, dont les bords sont avantageusement serrés dans un cadre en profilés plastiquers 14 afin de protéger la matière cellulaire de dommages an montage et démontage. L'élément 13 peut posséder, d'autre part, trcis rails de liaison 15, traversant une paroi, pour le raccordement de l'échantillon 1 avec l'installation d'essai. Pour renforcer la rigidité diélectrique et diminuer l'irruption de chaleur dans la chambre d'essai 4, les rails 15 sont munis d'un isolement approprié 16. L'élément 13 est un élément de coin.Comme les éléments 13, 17 sont construits en matière cellulaire, ils sont faciles à manipuler même en grandes dimensions. P:;--ur une épaisseur suffisante, Ils peuvent être simplement placés l'un sur l'autre, ou bien, dans le cas d'appareils très hauts, ils peuvent gUre assurés contre le glissement réciproque ou contre-le basculement par des éléments de liaison simples. La figure 3 montre une chambre d'essai, constituée par des éléments incividuels selon la figure 2. L'appareil à eontr-ler 1 est fixé sur les plaques de plancher 3. Elles servent à l'insolement thermique vers le bas et peuvent être recouvertes en supplément à l'intérieur de la chambre d'essai 4 par des moyens thermiquement isolants. Le plafond de la chambre d'essai 4 se compose des mimes éléments que les parois latérales. I1w sont posés sur des supports 18 en plastique renforcé par des fibres de verre, qui vont d'une paroi latérale à l'autre. En cas de détérioration d'un échantillon 1., les éléments empilés l'un sur l'autre ou reliés par des moyens simples sont écartés l'un de 11 autre par l'augmentation de pression dans la chambre d'essai 4, et tombent sur le côté. Bien entendu, certains éléments peuvent alors être endommagés. Leur remplacement n'entraîne pas de grands frais. Pour les disjoncteurs de grande puissance qui utilisent l'ase comprimé comme agent d'extinction, il peut être prévu dans la direction du jet d'échappement, un clapet de décompression en matière cellulaire, qui peu avant l'enclenchement est ouvert et ensuite immédiatement refermé. L'augmentation de température à l'intérieur de la chambre d'essai 4 par l'ouverture du clapet n'a pas d'effet sur l'échantillon I et peut entre immédiatement compensée à la fermeture du clapet. To-atefois, avant d'ouvrir le clapet, il faut arrenter le ventilateur 5 pour la circulation de l'air dans la chambre d'essai 4. l'es éléments 13, 17 peuvent entre réunis selon la figure 3 en chambres 4 de taille et de forme quelconque, de sorte que leur utilisation est universelle, en un lieu quelconque. Ils sont de fabrication bon marché et permettent de monter la chambre d'essai 4 autour de l'appareil à contrôler en très peu de temps. L'emploi de l'azote liquide comme réfrigérant permet d'installer n'importe où, tout l'équipement frigorifique in dépendamment d'un groupe frigorifique qui, autrement, devrait Qtre installé à poste fixe, car les récipients 8 d'azote liquide sont transportables, y compris le dispositif de réglage nécessaire. D'- autre part, si on emploi l'azote liquide, l'atmosphère d'azote dans la chambre d'essai 4, réduit par exemple le risque d'explosion se conduire dans les disjoncteurs de puissance contenant peu d'huile. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation c-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans polir cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé pour la production de basses températures dans le contrôle à grande puissance de préférence d'appareils électrtechniques, caractérisé en ce que l'appareil à contrt- ler est amené à la basse température correspondant aux conditions d'essai avant et pendant l'essai à grande puissance par aspersion d'azote liquéfié, air liquéfié et/ou analogue, et y est maintenu pendant le déroulement de l'essai. 2.- Chambre d'essai pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que cette chas- bre (4) est constituée d'léments en matière cellulaire, thermiquement isolants, peu Qu non combustibles, pouvant être assemblés et réutilisés. 3.- Chambre selon la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments en matière cellulaire sont encadrés sur les bords. 4.- Chambre selon la revendication 2, carac térisée en cs que les, éléments en matière cellulaire sont recouverts d'une couche ignifuge mauvaise, conductrice de la chaleur. 5.- Chambre selon la revendication 2, caractérisée en ce que les pièces an matière cellulaire sont munies de sécurités contre le glissement réciproque. 6.- Chambre selon la revendication 2, caractérisée en ce que le plancher de la chambre (4) est recouvert de moyens mauvais conducteurs de la chaleur. 7.- Chambre selon la revendication 2, caractérisée en ce que dans les éléments de paroi ou de plafond (13) de la chambre (4) sont placés des clapets de décompression en matière cel lunaire. 8.- Chambre selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'à l'intérieur de la chambre (4) il est prévu des moyens pcur guider le jet de gaz comprimé vers les clapets de décom- pression.