Brevet FR2305832A1 — publié le 19761022

la présente invention concerne les dispositifs pour la protection des connexions électriques des amenées de courant aux appareils électriques. Elle est destinée à être utilisée dans de nombreux appareils, machines, instruments électriques travaillant dans des milieux conducteurs ou doués de faibles propriétés isolantes (liquides, gaz, air humide). En tant qu'exemple d'application du dispositif de protection proposé on peut citer son utilisation dans les électro-pompes immergées employées pour le pompage de pétrole, d'eau, de liquides agressifs et autres, à partir de forages, puits, réservoirs, retenues d'eau, etc. Lors de la création des appareils électriques, il faut résoudre les problèmes liés à l'isolement électrique de leur connexion aux conducteurs ou aux cibles d'alimentatioiet à la protection de cette connexion contre l'action du milieu dans lequel elle est placée, surtout si ce milieu est agressif et a de mauvaises propriétés diélectriques. Les dispositifs connus pour la protection de la connexion des cibles d'amenée de courant aux moteurs électriques immergés des firmes Reda et Byron Jackson, pour les électropompes immergés, ont une boite étanche dans laquelle sont logés les contacts du cable isolés du milieu extérieur. La boîte est assemblée d'une manière étanche à la carcasse du moteur électrique immergé. Les inconvénients de ces dispositifs de protection consistent en ce que la boîte et l'endroit où elle est connectée au moteur électrique sont en contact direct avec le milieu extérieur dans lequel est immergée l'électropompe. A la moindre atteinte à l'étanchéité de la boîte où de sa connexion au moteur électrique, le liquidelenvironnant (eau salée du sous-sol, solutions de sels, d'acides, d'alcalis, etc.) pénètre åusqu'à la connexion électrique et dans le moteur électrique, crée entre les conducteurs, ainsi qu'entre les conducteurs et la masse de la bote ou du moteur, des ponts conducteurs, ce qui fait apparaître des courts-circuits entre les conducteurs ou à la masse. La probabilité de pénétration du liquide environnant dans la boîte métallique et le moteur augmente aussi du fait que les électropompes immergées travaillent d'ordinaire à de grandes profondeurs, sous une forte pression du milieu ambiant. D'autres dispositifs connus pour la protection de la connexion électrique des amenées de courant aux appareils électriques fonctionnant, par exemple, dans l'air atmosphérique, ont un socle ou une plaque sur laquelle sont placées les bornes de l'appareil et les cosses de l'amenée de courant, et un couvercle protégeant la connexion électrique contre l'action directe des précipitations atmosphériques. Les inconvénients de tels dispositifs de protection consistent en ce qu' une telle connexion électrique est insuffisamment fiable, surtoutvquand elle est utilisée dans des régions ou des endroits à humidité accrue (climat tropical ou maritime humide, caves, mines, puits, etc.), et quand la température subit des variations brusques provoquant la condensation de la vapeur d'eau de l'air ambiant à la surface des isolants. En outre, de telles connexions ont un grand encombrement, surtout aux hautes tensions, car elles sont étudiées pour palier les propriétés isolantes insuffisamment élevées de l'air atmosphérique. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. On s'est donc proposé de créer un dispositif pour la protection de la connexion électrique d'une amenée de courant à un appareil électrique, qui assurerait un isolement électrique fiable des parties conductrices de la connexion électrique par rapport au milieu ambiant, ainsi qu'entre elles et par rapport aux parties métalliques de la masse de l'appareil électrique. La solution consiste en ce que le dispositif pour la protection de la connexion électrique d'une année de courant à un appareil électrique se trouvant dans un milieu susceptible d'altérer les propriétés diélectriques de la connexion, est constitué, d'apurés l'invention, par une chambre dans laquelle est logée ladite connexion électrique, cette chambre étant remplie d'un diélectrique liquide de poids spécifique plus grand que celui du milieu entourant l'appareil électrique, et que se mélange pas avec ce milieu. Le dispositif proposé pour la protection de la connexion électrique d'une amenée de courant à un appareil électrique, grâce à sa réalisation sous la forme d'une chambre dans laquelle est logée la connexion électrique et qui est remplie d'un liquide diélectrique ayant un poids spécifique plus grand que celui du milieu entourant l'appareil, et qui ne se mélange pas avec ce milieu supprime le contact des parties conductrices de la connexion électrique avec le milieu ambiant et assure une bonne fiabilité de cette connexion dans les conditions les plus dures, y compris le service dans des milieux de n'importe quelle humidité et à variations-brusques de température.Le dispositif est surtout recommandé pour les appareils électriques devant fonctionner immergés dans des liquides, y compris les liquides agressifs, par exemple pour les moteur électriques immergés, les électropompes de l'industrie chimique, les électropompes d'élévation de l'eau et du pétrole. En outre, le diélectrique liquide emplissant la chambre dans laquelle se trouve la connexion de l'amenée de courant à l'appareil électrique confère une grande rigidité diélectrique aux parties conductrices de la connexion entre elles et par rapport à la masse, ce qui permet de simplifier la conception de la connexion et de la réaliser avec des dimensions minimales, surtout pour les appareils électriques à haute tension. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par des exemples de réalisation non limitatifs, avec référence aux dessins annexés, dans lequels : - la figure 1 représente un dispositif pour la protection de la connexion électrique d'une amenée de courant au moteur électrique d'une pompe immergée - la figure 2 représente le dispositif de la figure 1 à plus grande échelle - la figure 3 représente un dispositif pour la protection de la connexion électrique d'une amenée de courant à un transformateur - la figure 4 représente un dispositif pour la protection de la connexion électrique d'une amenée de courant à une machine électrique. Quand les appareils électriques fonctionnent dans des milieux susceptibles d'altérer la rigidité diélectrique des connexions électriques (par exemple dans les gaz, les liquides ou l'air humide), il faut prévoir des dispositifs pour la protections de la connexion électrique des amenées de courant à ces appareils. Sur la figure 7 est illustré un exemple d'application du dispositif proposé pour la protection de la connexion électrique de l'amenée de courant au moteur électrique d'une pompe immergée. Comme le montre la figure 1, le dispositif 1 pour la protection de la connexion électrique de l'amenée de courant 2 au moteur électrique 3 est situé entre la pompe immergée 4 et le moteur électrique 3. Le dispositif de protection 1 est constitué par une chambre 5 (voir figure 2) à la partie inférieure de laquelle est placée la boite à câbles 6 de l'amenée de courant 2. ha boite 6 est assemblée à la carcasse du moteur électrique 3 et l'assemblage est rendu étanche par un anneau de caoutchouc 7. ha chambre 5 est remplie de diélectrique liquide 8 dont la densité est plus grande que celle du liquide pompé, et qui ne se mélange pas avec ce liquide. Par exemple, si la pompe immergée 4 doit refouler de l'eau, des solutions d'acides, de sels, le diélectrique 8 utilisé est un liquide manométrique ou d'équilibrage à poids spécifique de 1,8 à 2 g/cm3. En dessus, la chambre 5 est fermée par la bride 9 de la pompe immergée 4, qui assure la protection de la chambre 5 contre les entrées des grosses particules solides pouvant se trouver dans le liquide à pomper. La bride 9 a un trou 10 à travers lequel l'amenée de courant 2 entre dans la chambre 5. Le åeu "a" restant entre les parois du trou 10 et de l'amenée de courant 2 assure la communication de la chambre 5 avec le liquide à pomper. La protection de la connexion électrique de l'amenée de courant 2 au moteur électrique 3 consiste en ce que, trace au fait que la connexion électrique est placée dans la partie inférieure de la chambre 5 et que cette chambre est remplie d'un diélectrique liquide 8 dont le poids spécifique est plus grand que celui du liquide à pomper et qui ne se mélange pas avec ce liquide, le liquide à pomper se trouve toujours au-dessus du diélectrique liquide 8, lequel s'oppose à la pénétration du liquide à pomper jusqu'à l'endroit où se trouve la connexion de l'amenée de courant 2 au moteur électrique 3. Le dispositif de l'invention peut aussi être appliqué à la protection de la connexion électrique de l'amenée de courant à des transformateurs et à des machines électriques travaillant dans un milieu chargé de gaz ou humide. Dans le cas d'utilisation du dispositif de protection 11 (figures 3 et 4) pour un transformateur 12 (figure 3) ou une machine électrique 13 (figure 4), on le réalise sous la forme d'une chambre 14 (figures 3 et 4) qui se monte sur la cuve du transformateur 12 ou sur la carcasse de la machine électrique 13 et entoure leurs bornes 15. Les bornes 15 sont isolées de la cuve du transformateur 12 (figure 3) ou de la carcasse de la machine électrique 13 (figure 4) par une plaque isolante 16 (figures 3 et 4). Les cosses de l'amenée de courant 17 sont connectées aux sorties 15 dans la partie inférieure de la chambre 14.De même que dans le pramier exemple, décrit plus haut, la chambre 14 est remplie d'un diélectrique liquide 18 dont le poids spécifique est plus grand que celui du milieu entourant le transformateur 12 ou la machine électrique 13, ou celui de son condensat, et qui ne se mélange avee ce milieu. h la partie supérieure de la chambre 14 il y a un trou 19 pour le passage de l'amenée de courant 17. La chambre 14 est fermée en dessus par un couvercle 20 qui prévient les pénétrations de particules solides du milieu ambiant. Si le transformateur 12 ou la machine électrique 13 sont utilisés en des endroits où l'air est fortement humidifié (climat maritime ou tropical, caves, mines, etc.), le diélectrique liquide peut être un liquide manométrique ou un liquide d'équilibrage comme indiqué dans le premier exemple, ainsi qu'une silicone liquide de poids spécifique supérieur à 1 g/cm3. La protection de la connexion électrique de l'amenée de courant 17 aux bornes 15 du transformateur 12 ou de la machine électrique 13 consiste en ce que, gracie au fait que la connexion est placée dans la partie inférieure de la chambre 14 et que celle-ci est remplie d'un diélectrique liquide 18 dont le poids spécifique est supérieure à celui du milieu entourant le transformateur t2 ou la machine électrique 13, ou à celui du condensat de ce milieu, et qui ne se mélange pas avec ce dernier, les particules conductrices du milieu gazeux ou du condensat de l'air humide se déposant sur l'amenée de courant 17 et dans la partie supérieure de la chambre 14, qui est mise en commanication avec le milieu ambiant, se trouveront toujours au-dessus du diélectrique liquide 18, lequel s'Stsera à la pénétration desdites particules ou du condensat jusqu'à l'endroit oW se trouve la connexion électrique. Dans les exemples donnés plus haut, l'emploi d'un diélectrique liquide dans le dispositif protégeant la connexion électrique de l'amenée de courant à un appareil électrique permet d'isoler d'une manière parfaite les parties dénudées ou insuffisamment isolées de la connexion électrique entre elles et par rapport à la masse, de simplifier notablement la conception des connexions électriques, de réduire leur encombrement tout en augmentant leur fiabilité et leur longévité. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre exemple. En particulier, elle comprend tousles moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la revendication qui suit. REVENDICATION 1. Dispositif pour la protection de la connexion électrique d'une amenée de courant à un appareil électrique se trouvant dans un milieu susceptible d'altérer la rigidité diélectrique de ladite connexion , caractérisé en ce qu'il est constitué par une chambre dans laquelle est logée ladite connexion électrique et qui est remplie d'un diélectrique liquide dont le poids spécifique est plus grand que celui du milieu entourant l'appareil électrique, et qui ne se mélange pas avec ledit milieu.