Brevet FR2513432A1 — publié le 19830325

Agencement d'appareil sujet à un chauffage interne et de capteur de température. La présente invention concerne un appareil sujet à un chauffage interne et comprenant un moyen pour surveiller la température interne résultant de ce chauffage. Les appareils tels que,par exemple, les transformateurs, les générateurs, les moteurs électriques et autres appareils analogues, utilisent habituellement des capteurs de température pour détecter les points chauds internes. Les sondes à fibre optique ont trouvé dernièrement une faveur spéciale en tant que capteursde température utilsésdans ces domaines car elles sont compactes et flexibles, insensibles aux ariations de tension élevées, ne conduisent ni l'lectricité, ni la chaleur, et sont chimiquement inertes. Toutefois, les fibres optiques présentent aussi un inconvénient en ce sens qu'elles sont relativement fragiles et tendent à se fissurer pendant leur manipulation, ce qui pose des problèmes,spécialement pendant l'installation des sondes à fibre optique. Un objet principal de la présente invention est de remédier à ces problèmes, et c'est pourquoi la présente invention concernant un appareil comprenant une structure sujette à un chauffage interne et un capteur de température pour détecter la température à un endroit prédéterminé à l'intérieur de cette stnxture et pour fournir un signal représentant la température détectée, reside dans le fait que le capteur de température comprend, d'une part, une sonde à fibre optique qui comporte une extrémité de détection et qui est adaptée, à son extrémité opposée, pour etre raccordée à un dispositif de traitement de signaux optiques et, d'autre part, un tube protecteur destiné à cette sonde et qui s'étend jusque dans ladite structure ainsi que jusqu t audit endroit prédétermìne à l'intérieur de cette strcuture, au moins la paroi intérieure dudit tube étant formée dSune matière ayant un faible coefficient de frottement, et le tube étant réalisé et agencé de manière que l'on puisse y introduire librement ladite sonde à fibre optique et l'en enlever librement. L'agencement ci-dessus a pour avantage que l'on peut installer la sonde à fibre optique sensiblement sans aucun risque de l'endommager et que l'on peut monter le tube tout d'abord sans que la sonde à fibre optique y soit disposée puis introduire cette dernière dans le tube protecteur lorsque l'assemblage de la structure exigeant la sonde et le montage du tube protecteur dans cette structure dont terminés et que la sonde de température ne sera soumise à aucune autre manipulation. Pour obtenir une protection supplémentaire, on peut insérer de façon amovible un fil métallique de renforcement momentané pendant le montage à la place de la sonde à fibre optique.Un autre avantage offert par l'agencement selon la présente invention réside dans le fait que la sonde à fibre optique à l'intérieur du tube, si elle est défectueuse ou lorsqu'elle devient défectueuse, peut être facilement extraite et remplacée par une nouvelle sonde à fibre optique que l'on introduit dans le tube. On va maintenant décrire à titre d'exemple uniquement un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue partielle d'un ensemble bobine circuit magnétique" d'un transformateur conjointement avec un moyen de surveillance de température; la figure 2 est une vue en coupe par II-II de la figure 1; et la figure 3 est une vue isométrique d'une partie de l'ensemble "bobines-circuit magnétique"dans lequel a été installé un capteur de température selon la présente invention. Bien que le capteur de température dont il est fait mention ici convienne pour être utilisé avec divers types d'appareils exigeant une surveillance des températures internes, on a décrit dans le présent exposé comme étant appliqué à un transformateur d'énergie et, plus spécifiquement, à un ensemble "bobines-circuit magnétique''de ce transformateur. En se référant à la figure 1, on voit que l'ensemble "bobines-circuit magnétique" référencé 18 dans son ensemble comprend un noyau magnétique référencé 20 et une pluralité de bcbioes dont une seule a été représentée. Cette bobine, du fait qu'elle est du type plat, comprend une pluralité de spires conductrices 26 enroulées en spirale et elle représente toutes les bobines de l'ensemble empilées les unes sur les autres avec, disposés entreelles, des éléments d'espacement radiaux, comme par exemple les éléments d'espacement 24. Comme on peut le voir sur la figure l,un ensemble "bobines-circuit magnétique" 18 est associé à un moyen de surveillance de température comprenant un dispositif 30 de traitement de signaux et un capteur de température 10 qui s'étend de l'intérieur de la bobine 22,vers l'extérieur de cette dernière et, à travers un joint a d'étanchéité 28 présent dans la paroi 16 de la cuve du transformateur, jusqu'au dispositif 30 de traitement de signaux qui est adapté pour traiter des signaux optiques reçus de la sonde 10,comme il est connu en soi. Comme on peut le voir plus clairement sur les figures 2 et 3, le capteur de température comprend un tube protecteur 12 et une sonde 14 a fibre optique introduite dans ce tube et s'y étandant jusque dans un espace que l'on forme entre deux des spires conductrices 26 en les écartant l'une de l'autre, comme on peut le voir en 26a sur la figure 3. Pour protéger le capteur de température contre les forces de compression agissant dans sa direction par l'intermédiaire des spires conductrices adjacentes, on place en sandwich entre ces dernières une paire d'éléments ou bandes 32 qui absorbent les efforts de compression et qui sont formés par une matière appropriée isolant de l'électricité ou diélectrique et sont disposés de part et d'autre du capteur de température. Les éléments 32 peuvent être utilisés pour maintenir en place l'extrémité intérieure du tube 12. Au moins la paroi intérieure du tube 12, de préférence la totalité de ce dernier, est formée par une matière qui est non seulement résistante à la température, mais qui possede également un faible coefficient de rottementt et le tube 12 est réalisé et agencé de manière que leon puisse y introduire librement la sonde 14 à fibre optique ei l'en enlever. Plus spécifiquement, le tube 12 a un diamètre intérieur suffisamment grand pour que l'on puisse y glisser facilement la sonde 14 a fibre optique et, du fait qu'il est souple, il est exempt de tout coude ayant un rayon inférieur à environ 25 mm.Pour limiter les déplacements de la sonde 14 a fibre optique vers l'intérieur dans le tube 12 et pour empêcher de ce fait son extrémité de détection devenir en contact direct avec les spires conductrices, une butée 36 (figure 3) comportant un évidement 38 en alignement axial avec l'extrémité de détection de la sonde à fibre optique est disposée a proximité de l'extrémité de celle-ci située le plus a l'intérieur. L'extrémité de détection de la sonde 14 a fibre optique est pourvue d'une perle en ciment transparent revêtue d'un mélange de deux phosphores ou matières luminescentes A et B, dont chacun absorbe la lumière ultraviolette due à la chaleur engendrée dans les spires conductrices 26 pendant le fonctionnement du transformateur. Comme il est connu en soi, une certaine partie de l'énergie ainsi absorbOe-par la perle 40 est émise sous la forme d'une lumière rouge par la matière fluorescente A et sous la forme d'une lumière verte par la matière B. Au fur et a mesure que la température augmente de OOC à 1250C, la quantité de lumière verte émise par la matière B diminue jusqu'à son extinction à partir d'une quantité grosso modo égale à la quantité de lumière rouge émise par la matière A.Par contre, la quantité de lumière rouge reste constante de sorte qu'a 1250C, seule la lumière rouge est émise. La lumière verte et rouge émise par le mélange des deux matières fluorescentes est transmise a une cellule photo-électrique par l'intermédiaire de la sonde 14 à fibre optique et au dispositif 30 de traitement de signaux où l'on mesure le rapport entre la lumière verte et la lumière rouge en plaçant alternativement un filtre rouge et un filtre vert à l'extrémité de la fibre réceptrice (sonde) et en utilisant une cellule photo-électrique pour transformer l'intensité lumineuse en une tension. En appui à la façon de procéder ci-dessus, le dispositif 30 de traitement de signaux envoie initialement dans la sonde une lumière d'entrée ultraviolette. A titre d'exemple, la matière dont est constituée la paroi du tube 12 est une matière du groupe comprenant la résine éthylène-propylène fluorée et les polymères fluorocarbonés tels que le tétrafluoréthylène et lue polytétrafluoréthylène, et la sonde a fibre optique est une fibre optique à base de silice comportant sur son extrémité de détection une matière fluorescente. I1 est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Agencement comprenant une structure sujette a Up chauffage interne et un capteur de température pour détecter la température à un endroit prédéterminé a l'intérieur de ladite structure et pour fournir un signal représentant la température détectée, caractérisé par le fait que ledit capteur de température comprend, d'une part, une sonde (14) à fibre optique qui comporte une extrémité de détection et qui est adaptée, à son extrémité opposée, pour être raccordee à un dispositif (30) de traitement de signaux optiques, et, d'autre part, un type protecteur (12) destiné à la sonde et s'étendant jusque dans ladite structure et jusqu'audit endroit prédéterminé à l'intérieur de cette structure, au moins la paroi intérieure dudit tube étant formée par une matière ayant un faible coefficient de frottement, et le tube étant réalisé et agencé de manière que l'on puisse y introduire librement la sonde à fibre optique et l'en retirer librement. 2. Agencement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube ne présente aucun coude ayant un rayon inférieur à environ 25 mm. 3. Agencement suivant les revendications 1 ou 2, carac térisé par le fait que ladite matière est une matière du groupe comprenant la résine éthylène-propylène fluorée et les polymères fluoro-carbonés tels que le tétrafluoréthylène. 4. Agencement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ladite matière est du polytétrafluoréthylène. 5. Agencement suivant l'une quelconque des revendications 1 4, caractérisé par le fait que ladite sonde à fibre optique est une fibre optique en silice comportant sur son extrémité de détection une matière luminescente. 6. Agencement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit capteur de température s'étend entre des éléments absorbant les forces de compression et disposés dans ladite structure de manière à absorber les forces de compression agissant dans cette structure en direction du capteur. 7. Agencement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que pendant l'installation du tube, un fil métallique de renforcement temporaire est introduit de façon amovible dans ce tube a la place de la sonde a fibre optique. 8. Agencement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite structure comprend un ensemble "bobines-circuit magnétique" (18) comprenant une bobine formée d'une pluralité de spires (26), ledit endroit prédéterminé étant situé entre deux desdites spires.