Brevet FR2251009A1 — publié le 19750606

L'invention, due à la collaboration de Monsieur René BARDONE, est relative à un dispositif de controle des caractéristiques électriques d'un liquide diélectrique d'isolement d'un appareil électrique immergé dans ledit liquide, contenu dans une cuve étanche, notamment d'un transformateur électrique à remplissage in tégral. Les principaux diélectriques liquides utilisés dans les transformateurs sont les huiles minérales et les askarels ou pyralènes. Les caractéristiques électriques de ces diélectriques évoluent en service et par exemple leurs rigidités diélectriques sont influencées par la teneur en humidité et par la présence de corps étrangers en suspension, notamment des poussières et particules de coton ou de papier, résultant de la dégradation thermique de la cellulose des papiers isolants. La rigidité d'un liquide isolant diminuera rapidemènt si sa teneur en eau dissoute augmente et pourra tomber Jusqu'à des valeurs dangereusement basses, incompatibles avec un bon isolement. Dans les transformateurs électriques immergés du type respirant, le vieillissement du liquide diélectrique est contrôlé par des prélvements fréquents, généralement tous les six mois. Le contrtle de sa rigidité diélectrique, effectuée en laboratoire, est mesuré dans des éclateurs à sphères ou à disques, et la tension de claquage dépend de la forme et de l'écartement des éclateurs. Ces prélèvements entratnent une maintenance non négligeable et un incident diélectrique n'est pas à exclure entre deux prélèvements con sécutifs. Dans-les transformateurs électriques immergés à rem- plissage intégral l'absence de robinets pour le prélèvement d'échantillons de liquide diélectrique exclut tout contrôle sur des échantillons en laboratoire. I1 est en effet impossible de munir les transformateurs de tels robinets, car les surpressions à l'intérieur de la cuve provoqueraient des fuites externes incompatibles avec le bon fonctionnement du transformateur. D'autre part, a'éventuels prélèvements de liquide entraeneront des rentrées d1air pouvant altérer par oxydation la qualité du liquide diélectrique. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients et de réaliser un transformateur immergé à remplissage intégral muni d'un dispositif de contre de la résistance d'isolement à fonc tionnement simple et fiable, ne nécessitant aucun prélèvement ou démontage d1 organes. Selon l'invention, ledit dispositif de contrôle comporte deux électrodes espacdes fixées à demeure de façon étanche sur ladite cuve et plongeant dans ledit diélectrique liquide, des bornes externes à la cuve reliées auxdites électrodes et susceptibles d'être connectées à une source de tension pour porter lesdites électrodes à des potentiels différents et un appareil de mesure disposé à l'extérieur de la cuve pour le contrôle desdites caractéristiques électriques, Les électrodes sont constituées par des cylindres creux métalliques de diamètres différents enfilés coaxialement l'un dans l'autre, l'intervalle entre l'électrode externe et l'élec- trode interne étant en communication avec le diélectrique liquide contenu dans la cuve. Selon un développement de l'invention, ladite électrode interne est obture à ltextrémlté la plus éloignée de ladite cuve et forme une gaine de protection pour un élément sensible destiné à la mesure de température. Les mesures sont affectées par les variations de tem- pérature, dont la répartition n'est tailleurs pas homogène au niveau du couvercle de la cuve après la mise hors tension du transformateur précédant l'opération de contrôle d'isolement. La prise de température à l'intérieur de la cellule de contrôle d'isolement permet des corrections et des comparaisons de mesures successives. Il est bien entendu que les électrodes peuvent avoir des formes différentes, notamment plates, sphériques, discoidales ou spiralées. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en élévation du dispositif de contrôle d'isolement, la demi-vue de gauche étant représentée en coupe; la figure 2 est une vue en plan du dispositif selon la figure 1. Selon les figures 1 et 2, le dispositif ou cellule de contrôle d'isolement, désigné par le repère général 10, est fixé par l'intermédiaire de goujons 12, 14, 16, 18 sur le couvercle d'une cuve étanche 20 d'un transformateur (non représenté) immergé dans un liquide diélectrique 22. Le tranformateur est du type à remplissage intégral, et le liquide diélectrique 22 utilisé est le pyralène. I1 est bien entendu que tout autre liquide isolant peut être utilisé, notamment de l'huile minérale, sans sortir du cadre de l'invention.La cellule 10 comporte deux électrodes 24, 26 con situées par deux cylindres métalliques creux, enfilés ooaxiale- - ment l'un dans l'autre. Ltintervalle 28 compris entre l'électrode externe 24 et l'électrode interne 26 ést en communication avec le liquide diélectrique par l'intermédiaire d'une ouverture 30 située aux extrémités inférieures des électrodes. Un orifice ou évent 32, ménagé dans l'électrode externe 24 au voisinage de la cuve 20, permet une communication entre l'intervalle 28 et la cuve 20, notamment pour le dégazage de l'intervalle 28 lors de l'intrôduction de la cellule 10 dans la cuve. du transformateur.Deux fiches de connexions 34, 36 sont respectivement reliées aux électrodes coaxiales 24, 26 et sont enrobées dans un corps isolant 38 fixé exté.- rieurement sur la cuve 20 par l'intermédiaire des goujons 12 à 18. Un joint torique 40 placé entre le corps isolant 98 et la cuve 20 assure l'étanchéité de cette dernière. L'électrode interne 26 creuse est obturée à son extrémité inférieure et forme une gaine de protection pour un élément sensible destiné à la mesure de tem pérature. Un bouchon 42 vissé dans le corps isolant 38 assure l'obturation de la cellule 10. Les fiehes 34, 36 sont connectées à un contrleur d'isolement 44 à source de tension stabilisée intégrée, par exemple 500 Volts, courant continu, par l'intermS- diaire d'un interrupteur 46. Le fonctionnement du dispositif de contrôle d'isolement est le suivant Après la mise hors tension du transformateur et la fermeture de l'interrupteur 46, la valeur de la résistance d'isolement du pyralène compris dans l'intervalle 28 est indiquée sur le con trieur d'isolement 44. La mesure est éventuellement corrigée en fonction de la température mesurée dans la cellule. La mesure de température à l'intérieur de la cellule de contrôle d'isolement évite ainsi des erreurs et un eontrtle de l'évolution des carae- téristiques du liquide diélectrique. L'invention n' est bien entendu nullement limitée au mode de lise en oeuvre plus particulièrement décrit et reprisent audessin annexé, mais elle s'étend bien au contraire à toute va riante restant dans le cadre des équivalences électriques et mécaniques, notamment celle dans laquelle le contrôleur dtisolement serait branché dlune façon permanente aux bornes de la cellule 10, le transformateur étant en service. Le transformateur serait du type à traversées haute tension embrochables sous enveloppes md- talliques et à capot de protection sur les bornes basse tension. La cellule de mesure d'isolement est disposée dans une région neutre de la cuve, de telle manière que la mesure de la résistance d'isolement ne soit pas influencée par les lignes équipotentielles réparties à l'intérieur de la cuve. Les électrodes de la cellule peuvent avoir des formes quelconques, notamment sphériques, discoIdales, plates ou spiralées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrale des caractéristiques électriques d'un liquide diélectrique d'isolement d'un appareil électrique immergé dans ledit liquide, contenu dans une cuve étanche, notamment d'un transformateur électrique à remplissage intégral, caractérisé par le fait quil comporte deux électrodes espacées fixées à demeure de façon étanche sur ladite cuve et plongeant dans ledit diélectrique liquide, des bornes externes à la cuve reliées auxdites électrodes et susceptibles d'être connectées à une source de tension pour porter lesdites électrodes à des potentiels différents et un appareil de mesure disposé à 1'extérieur de la cuve pour le contrôle desdites caractéristiques électriques. 2. Dispositif de contrôle de ltisolement d'un liquide dillectrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite source est une source de tension continue, ledit appareil de mesure mesurant la résistance d'isolement. 3. Dispositif de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que lesdites électrodes sont agencées en cylindres creux métalliques de diamètres différents enfilés coaxialement l'un dans l'autre, l'intervalle entre l1électrode externe et 11 électrode interne étant en communication avec le di lectrique liquide contenu dans ladite cuve. 4. Dispositif de contrôle selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite électrode interne est obturée à 11 extrémité la plus éloignée de ladite cuve et forme une gaine de protection pour un élément sensible destiné à la mesure de tem pérature. 5. Dispositif de contrle selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites électrodes ont une forme sphérique. 6. Dispositif de contrôle selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites électrodes ont une forme dis cotidale.