Brevet FR2208176A1 — publié le 19740621

la présente invention concerne les disjoncteurs destinés i la protection Basse tension de transformateurs de distribution électrique, en particulier, utilisés sur les réseaux ruraux. Dans les disjoncteur6 connus pour cette utilisation, le déclenchement sur défaut a été réalisé jusqu'à présent par différentes solutions - Déclenchement magnétique, - Déclenchement thermique, - Déclenchement magnéto-thermique. La première solution a été abandonnée du fait des défauts fugitifs, et seules les deux dernières sont utilisées. Dans ces solutions, on rencontre deux versions en ce qui concerne disjoncteurs et déclencheurs - disjoncteur et déclencheur dans l'air, - disjoncteur et déclencheur dans lthuile. Les disjoncteurs et déclencheurs dans l'air ont été généralement utilisés en FRANCE, tandis que les disjoncteurs et déclencheurs dans l'huile l'ont été a l'étranger. L'avantage des disjoncteurs et des déclencheurs dans l'air est, poutre le prixde revient, la facili- té de surveillance et d'entretien; par contre, ils surprotègent très générlement le transformateur, ce qui est préjudiciable aux exploitants qui ont alors tendance à bloquer le fonctionnement des déclencheurs pour éliminer leur fonctionnement sur surcharge, ce qui, par voie de conséquence, provoque fréquemment la destruction du transfor- mateur par échauffement puisqu'il n'est plus protégé. L'avantage des disjoncteurs et déclencheurs dans l'huile du traneformateur réside essentiellement dans le fait que de par sa position dans l'huile, le déclencheur peut autre conçu pour réaliser une n;mn~ ge thermique n du transformateur, c'est-à-dire que les bilames du d6- déclencheur sont influencées conjointement par deux facteurs;; dtune pèrt, le courant traversant les bobinages basse tension du transformateur et d'autre part, la température de l'huile du dit transformateur0 De cette façon,-il est possible d'obtenir des températures de bilames reflétant celles des points chauds de bobinage basse tension du trlnsfo mateurO En réglant le déclencheur pour une temp- rature déterminée des bilames, il est donc possible de faire déclencher le disjoncteur avant que les bobinages du transformateur n'aient atteint des températures critiques, soit produisant leur durée de vie, soit provoquant leur destruction. Par contre, les inconvénients des disjoncteurs dans l'huile sont nombreux. Indépendamment d'un prix de revient élevé, d'inaccessibilitb pour surveillance et entretien, de difficultés de signalisation mécanique, et d'ouverture du transformateur pour réparation, ils pur sentent le grave inconvénient dans les réalisations connues avoir leurs contacts de coupure dans l'huile du transformateur. Ces coupures dans lthuiles non seulement provoquent une importante érosion des contacts avec toutes les conséquences qui en dfooulent, ouverture du transformateur, décuvage, etc..., mais également polluent l'huile du dit transformateur, par suite des produits de la coupure dont certains sont conducteurs et peuvent être la source de claquages diélectriques avec destruction du dit transformateur. Le disjoncteur suivant l'invention, permet de concilier les avantages des disjoncteurs dans l'air et dans l'huile en éliminant la presque totalité de leurs inconvénients respectifs, A cet effet, le disjoncteur est disposé "accolé" extérieurement au transformateur et sur l'un des cotés de sa cuve. L'ensemble du disjoncteur est dans l'air, mais son déclencheur est à l'intérieur d'un capot étanche, obturant une ouverture correspondante dans le coté du dit transformateur. Cette ouverture permet donc à l'huile du transformateur de remplir le dit capot déclencheur, dont les bilames fonctionnent alors dans l'huile. Le disjoncteur objet de l'invention comporte un socle isolant fixé sur un des flancs de la cuve du transformateur. Sur la partie du socle tournée vers ltextérieur du transformateur, se trouvent fixée tous les organes du disjoncteur proprement dit, contacts dt arrivée en provenance des sorties basse tension du transformateur, connexions de liaison entre entrées, bloc déclencheur et tresses; contacts mobiles sur leur axe commandé par la serrure; contacts fixes avec leurs chambres de coupure et leurs connecteurs de raccordement au réseau de distribution. Sur l'autre face du socle et dans une excroissance formant niche, se trouve le déclencheur proprement dit avec ses bilames, sa barrette de déclenchement et son dispositif de percussion. Cette niche du socle concorde avec une ouverture dans la paroi de la cuve du transformateur; l'huile du dit transformateur pénètre donc dans la niche et permet ainsi de faire fonctionner les bilames dans l'huile du transformateur, pour réaliser une "image thermique" des points chauds du bobinage du dit transformateur, sans géner son encuvage ou son décuvage. Un joint d'étanchéité est interposé å la périphérie de ltouverture du coté du transformateur, entre le dit coté et le socle pour éliminer toute perte d'huile. Suivant cette disposition, on constate que 10- le disjoncteur proprement dit est entièrement dans l'air puis- que tous ses organes sont situés sur la face du socle opposée a celle qui repose sur le transformateur., Son fonctionnement, et en barticulier ses coupures et fermetures, s'effectuent donc dans 1' air. De ce fait, cette coupure peut hêtre visible et controlable et les opérations de vérification et d'entretien peuvent avoir lieu sans aucune gène, -puisque tous ses organes sont accessibles de 1 extérieur du trans foe mateur. Il possède donc bien tous les avantages des disjoncteurs dans l'air et notamment la possibilité dtuti- lisation du transformateur en bi-tension, sans accès au transformateur avec la solution qui a fait l'objet d'un brevet précédent sous le n 72.14382e 20- le déclencheur a lui, un fonctionnement dans l'huile puisque tous ses organes sont situés coté transformateur, à l'intérieur de la niche du socle remplie partiellement ou totalement de l'huile du transformateur, par suite de l'ouverture correspondante à la niche pratiquée dans la psoi du dit transformateur. Cette niche, ayant essentiellement pour but de faciliter encuvage et décuvage du transformateur sans risque d'accrocher le décleneheurO En conclusion, le disjoncteur remplit bien le but de l'invention puisqu'il réunit tous les avantages des disjoncteurs dans l'air associés é ceux des disjoncteurs à déclencheurs dans l'huile, dans lesquels il est possible de réaliser une "image thermique de fonc tionnement, garantissant une protection parfaite des isolants de bobinages du transformateur. Le dessin annexé illustre à titre d2exemple, un mode de réalisation du disjoncteur objet de la présente invention. Tel qu'il et representé, pour plus de clarté sous forme monophasée, le transformateur (1) comporte notamment l'huile d'isolement et de refroidisse- ment (2) dont le niveau e t en (3). Sur une des faces et par exemple dans le cas du dessin, sur le dos (4) du transformateur; est fixé le disJoncteur qui, soue un capot de protection (5) comporte fixé, sur un socle isolant (6) en un ou plusieurs éléments, le jeu de traversées transformateur-disjoncteur (7) reliées aux sorties basse tension des bobinages du transformateur et permettant, comme revendi qué dans notre brevet 72.14382, de modifier la tension de sortie du transformateur, par simple déplacement de connexions coté disjonc- teur, sans aucune intervention sur ou dans le transformateur.Le boitier "niche" en (8) sur et dans lequel sont fixés les bilames (9) commandant la barrette (10) agissant sur le mécanisme à percussion (11) revendiqué dans notre brevet 72036245, qui par l'intermédiaire de la tige (12) commande la serrure du mécanisme (13), Les bilames (9) sont intercalés dans le circuit "bloc traversées" (7) contacts mobiles (14) au moyen de douilles conductrices étanches (15), avec interposition de tresses métalliques (16) entre les connexions et les contacts mobiles (14).Ces contacts mobiles (14) sont fixés sur un axe (17) commandé par la serrure (13) et vierinent fermer le circuit en stappuyant sur les contacts fixes (18) qui assurent les coupures au moyen des chambres d'arc (19).-Les connecteurs de rac cordement (20) assurent le raccordement des cables de ligne basse tension (21). Un joint (22) est interposé pour étanchéité sur le périmètre de la niche entre le socle (6) et la tole n coté de transformateur" (4). Enfin, un tube de manoeuvre (23) ou une perche de manoeuvre reliée à la serrure (13) permettent les manoeuvres manuelles d'ouverture-fermeture.De façon à ce que les bilames puissent travailler en "image thermique", le niveau de la niche est fixé de façon telle par rapport au niveau de l'huile (3) du transformateur, que ces bilames soient toujours immergés quelle que soit la température. Le fonctionnement du disjoncteur est ainsi le suivant -manoeuvres d'ouverture et fermeture manuelles au moyen du tube (23) qui commande dirfetement la serrure (13) -ouverture automatique par déclenchement sur surcharge ou défaut, les bilames (9) sollicités par le courant de débit du transformateur et la température de l'huile du trtsformateur pnur former une "image thermique", déflectent par échauffement et font pivoter la brrret- te de déclenchement (10) qui, par l'intermédiaire du m(canisme de percussion (11) et la tige (12) provoque ltouverture de la serrure (13) qui entrains e ouverture les contacts mobiles en protégeant donc le transformateur par élimination de son débit sur le réseau. Le disjoncteur de la présente invention peut être utilisé dans tous les cas où l'on d sur protéger efficacement un ransformateur vis à vis des courants de surcharge ou de défaut, tout en Eliminant au maximum les déclenchements trop fréquents qui sont l'inconfénient des disjoncteurs à déclencheur dans l'air, sans toutefois préserster les désavantages des disjoncteurs à coupure d mus l'huile qui présen tent, eux, l'inconvénient de polluer l'huile des transformateurs en provoquant ainsi des possibilités de destruction par claquage diélectrique. R E V E N D I C A T I O N S 1. - Disjoncteur accolé pour protection de transformateur, utilisé pour la protection des transformateurs sur Is réseaux de distribution électrique; caractérise en ce que les organes du.disjoncteur proprement dit sont situés dans l'air, tandis que les parties actives du déclencheur, telles que les bilames sont situées a l'intérieur d'un eompartiment tanche en excroissance sur l'un des cotés du transformateur, et de ce fait rempli de lthuile du transformateur. 2.- Disjoncteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le compartiment contenant les parties actives du déclencheur est placé, par rapport a la cuve du transformateur dans la région où l'huile de la cuve est la plus chaude et la plus représentative des températures des bobinages du transformateur.