Brevet FR2582143A1 — publié le 19861121

',Passage de barres pour transformateurs électriques La présente invention concerne un passage de barres pour transformateurs électriques, dont les caractéristiques structurales donnent lieu à de multiples avantages par rapport aux solutions adoptées dans la technologie préférée. Comme on le sait, les enroulements des transformateurs électriques de puissance sont placés généralement à l'intérieur d'une cuve ou sont immergés dans une masse d'huile isolante qui sert, en outre, à dissiper la chaleur produite dans le transformateur par effet roule en raison de sa résistance interne. De façon conventionnelle, cette cuve est dotée d'un couvercle d'acier ionxydable qui est soudé à la périphérie de ltembouchure de la cuve et qui comporte une pluralité de perforations à travers lesquelles passent les barres de connexion qui servent à relier les enroulements du transformateur aux câbles conducteurs d'entrée et de sortie. De façon plus concrète, sur les orifices du couvercle d'acier sont situés des éléments isolants électriques de fixation des barres qui sont dotés d'une configuration cylindrique, ainsi que des joints diétanché- ité qui évitent des fuites d'huile du transformateur par les zones de sortie des barres en question. De façon plus concrète, bien que l'on s'efforce d'obtenir un contact intime entre les barres et les supports isolants électriques, il existe, en tout cas, la possibilité de fuites d'huile entre ces éléments, et, d'autre part, la forme cylindrique des barres permet la rotation accidentelle de ces dernières sur leur propre axe. Egalement, en raison de leur forme cylindrique, pour établir les connexions correspondantes avec les câbles d'entrée et de sortie, il est nécessaire d'utiliser des colliers de serrage qui sont la cause des chutes de tension mentionnées plus haut, lesquelles ont un effet négatif du fait qu'elles augmentent les pertes d'énergie et conduisent à augmenter l'échauffement du transformateur, du fait que ces chutes de tension sont dues à des effets résistifs. Le passage de barres selon l'invention a été conçu spécialement pour apporter une solution à ce problème d'une façon satisfaisante en tous points. A cet effet, il convient de faire ressortir le fait que l'une de ses caractéristiques principales consiste en ce que le couvercle de fermeture de la cuve, qui agit également comme passage de barres, est obtenu au moyen d'une pièce de résine plastique qui, en raison de sa nature propre, confère au passage de barres dans son ensemble un caractère isolant électrique, cette pièce étant dotée d'une pluralité de blocs prismatiques, dont le nombre correspond à celui des barres, qui dépassent tant vers la face interne que vers la face externe de la pièce-couvercle et qui sont dotés de perforations longitudinales et prismatiques dont la forme et les dimensions correspondent à celles des barres elles-mêmes, lesquelles présentent, à cet effet, une section rectangulaire. En se basant sur ce qui vient d'être exposé, on peut voir que les avantages principaux du passage de barres préconisé sont constitués par le fait que le caractère isolant du couvercle élimine la nécessité des isolateurs classiques et que la configuratior prismatique-rectangulaire des barres évite la rotation de ces dernières et permet d'y relier directement les câbles d'entrée et de sortie, sans utiliser les colliers de serrage classiques, ce qui apporte une solution au problème de la chute de tension du fait que les conducteurs sont fixés directement sur les barres. Pour complèter ce qui vient d'être exposé, chacun des blocs prismatiques en question présente, sur ses bases extrêmes, des renfoncements qui encadrent les embouchures de l'orifice de passage de la barre correspondante, de façon que, après l'installation de cette dernière, soient formés des canaux d'extrémité, dans lesquels sont montés des joints d'étanchéité qui sont maintenus dans leur logement à l'aide de cuvettes d'extrémité montées sur chaque bloc prismatique et qui sont fixées dans leur position définitive à l'aide de goupilles transversales associées aux barres et qui agissent, en outre, comme éléments de fixation de ces dernières sur le passage de barres dans son ensemble. Selon une autre des caractéristiques de l'invention, il a été prévu que les cuvettes inférieures, celles qui doivent être situées à l'intérieur de la cuve, soient dotées d'une jupe périphérique orientée vers le bas, de longueur considérable, de façon que, si le niveau de l'huile monte jusqu'à atteindre cette zone, chaque Jupe périphérique donne lieu à la formation d'une chambre fermée à la partie inférieure par le niveau de l'huile proprement dit et qui tend à empêcher que cette dernière monte et puisse accéder aux interstices formés entre la barre et la structure qui l'entoure, ce qui garantit l'étanchéité maximale de la cuve en ce qui concerne de possibles fuites d'huile. L'ensemble ainsi constitué est destiné à s'appuyer sur la périphérie de l'embouchure de la cuve, et, à cet effet, la pièce de base de résine plastique comporte sur sa face inférieure, un canal périphérique dans lequel est installé un joint également périphérique, qui repose sur le corps de la cuve pour assurer l'étan- chéité entre la cuve et le couvercle. Etant donné que, dans la pratique, il existe des transformateurs qui exigent, pour chaque groupe de passage de barres, trois barres ou quatre barres, il a été prévu, pour normaliser la fabrication et réduire les couts,Wde faire en sorte que le passage de barres présente toujours quatre modules, qui correspondent à quatre barres, avec le joint périphérique en question.Cependant, entre un module extrême et le module adjacent est formée une ligne de rupture qui permet d'éliminer le module extrême de l'ensemble, tandis que, immédiatement à l'intérieur de cette ligne de rupture et sur la face inférieure de la pièce, est formé un autre canal semblable au canal périphérique mentionné plus haut et qui est destiné également à recevoir le joint correspondant, qui sera inopérant si le passage de barres est destiné à quatre barres, mais qui assurera la fermeture périphérique de ce dernier si le module terminal avait été éliminé pour son application particulière au cas de l'utilisation de trois barres. En tout cas, on obtient, en accord avec ce qui vient d'être exposé, que les barres de connexion ne puissent tourner, l'élimination totale des fuites d'huile ou de liquide isolant électrique et de réfrigérant présent à l'intérieur de la cuve, l'élimination des chutes de tension du fait de la connexion électrique directe entre chaque barre et le câble conducteur correspondant, une substantielle réduction du risque de panne du fait que le passage de barres dans son ensemble présente une structure simple et qui comporte un nombre de composants réduit, et l'élimination de courants magnétiques parasites du fait que le passage de barres est de construction compacte et du fait qu'il est fabriqué en résine plastique isolante.A tout ceci, il convient d'ajouter qu'il n'est pas nécessaire d'extraire le transformateur pour réparer un joint, un conducteur ou une pièce quelconque, en cas de rupture ou de vieillissement de ces éléments. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une vue, en élévation latérale et en section, d'un passage de barres pour transformateurs électriques réalisé en accord avec la présente invention, - la figure 2 représenté une vue en plan de l'ensemble représenté dans la figure précédente, - la figure 3 représente le meme ensemble sous la forme d'une vue latérale sectionnée à la hauteur de l'une des barres. Dans les figures en question, on peut voir que le passage de barres pour transformateurs électriques selon l'invention est constitué à partir d'une pièce de base 1 de résine plastique, dont les dimensions correspondent à celles de l'embouchure de la cuve 2 à laquelle elle s'adapte par superposition de leurs zones périphériques, cette pièce étant dotée d'une pluralité de blocs prismatiques 3, de section rectangulaire, dans chacun desquels est formé un orifice axial 4 de configuration identique, pour le montage sans jeu de la barre correspondante 5 qui présente également une section rectangulaire. En outre, chacun des blocs prismatiques 3 en question présente, dans ses zones d'extrémité, des renfoncements qui entourent l'embouchure des perforations 4 et qui constituent avec la barre 5 correspondante des canaux dans lesquels sont logés des joints d'étanchéité 6, 6', qui sont appliqués dans ces logements par des cuvettes respectives 7 et 8 qui sont fixées en place à l'aide de goupilles 9 et 9' qui traversent des orifices 10 et 10' formés dans chaque barre 5 et qui agissent, en outre, comme éléments de fixation de ces barres sur le passage de barres dans son ensemble. En outre, les cuvettes inférieures 8 présentent une jupe périphérique orientée vers le bas 11, d'amplitude considérable, qui donne lieu à la formation d'une chambre 12 qui, en cas de montée du niveau de l'huile ou du liquide contenu dans la cuve, est fermée par le liquide luimême, ce qui évite la montée de ce dernier et, par conséquent, la possibilité de passage de ce liquide entre chaque barre 5 et sa cuvette inférieure correspondante 8. Pour revenir à la pièce de base 1, cette dernière présente un contour qui coincide avec celui de l'embouchure de la cuve 2, mais qui est légèrement surdimensionné pour se superposer à cette dernière comme l'indique la figure 1. En outre, l'étanchéité entre ces élément est obtenue à l'aide d'un joint d'étanchéité périphérique 13 situé sur la face inférieure de la pièce 1 et logé dans une rainure correspondante. Dans exemple de réalisation représenté dans les figures 1 et 2, le passage de barres est prévu pour le cas pratique dans lequel le transformateur nécessite la présence de quatre barres, mais, cependant, dans la pratique, il existe des transformateurs qui ont besoin seulement de trois barres dans chaque ensemble de passage de barres.A cete effet, il a été prévu, et ceci constitue une autre des caractéristiques de l'invention, que la pièces de base 1 puisse être rompue le long de la ligne transversale 14 qui rend indépendant un bloc ou module 3' par rapport aux autres, de façon que, en partant d'un processus de fabrication dans lequel tous les passages de barres sont absolument identiques et sont dotés de quatre modules, lorsqu'il est nécessaire d'utiliser un bloc de trois modules, il est possible d'éliminer le module 3' par simple rupture tandis que le reste de l'ensemble conserve ses caractéristiques structurelles.Dans ce sens, immédiatement à l'intérieur de la ligne de coupe 14 et sur la face inférieure de la pièce de base 1, est formé un canal destiné à loger un autre joint d'étanchéité 13', qui est inopérant lorsque le passage de barres comporte quatre modules, mais qui entre en sevrice lorsque l'on élimine de ce passages de barres le module extrême 3'. On peut déduire de ce qui vient d'être exposé plus haut que la configuration prismatique-rectangulaire des barres 5, assure leur immobilité absolue, particulièrement en ce qui concerne leur rotation, et que cette configuration permet la connexion directe sur les barres des câbles de liaison et, tacet effet, les barres en question sont dotées à leur extrémité supérieure de perforations 15 que l'on voit très clairement dans la figure 3. La nature d'isolant électrique du passage de barres dans son ensemble évite les classiques courants magnétiques parasites dans cette zone, les cuvettes 6 permettent de fixer, de façon rapide et efficace les barres et assurent un degré d'étanchéité élevé, qui est renforcé par les jupes inférieures 11 des cuvettes internes. Tout ceci fait que le passage de barres selon l'invention présente une simplicité de construction extraordinaire et des garanties de fonctionnement optimales. I1 n'est pas considéré nécessaire de prolonger cette description pour que tout expert en la matière puisse comprendre la portée de l'invention et les avantages qui en dérivent. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 10) Passage de barres pour transformateurs électriques, caractérisé essentiellement en ce qu'il est constitué à partir d'une pièce de base (I) de caractère isolant électrique, de préférence en résine plastique, dont les formes et les dimensions correspondent à celles de l'embouchure de la cuve (2) et qui est surdimensionné par rapport à cette embouchure pour que cette dernière puisse s'appuyer sur elle, avec interposition d'un joint périphérique d'étanchéité (13) situé sur la face inférieure de cette pièce, sur son bord, étant prévu que cette pièce comporte une pluralité de blocs prismatiques (3) d'axe perpendiculaire à leur propre plan, dotés d'orifices axiaux (4) de section rectangulaire de la même façon que les barres (5) elles-mêmes qu'ils doivent recevoir sans jeu, avec la particularité qui consiste en ce que chaque bloc prismatique (4) présente, en ses zones d'extrémité, des renfoncements qui entourent les embouchures de l'ori- fice axial et qui, après l'installation de la barre correspondante, forment des canaux dans lesquels sont logés des joints d'étanchéité (6, 6') qui sont appliqués en place par ces cuvettes (7, 8), faites également de matière isolante électrique, traversées par la barre (5) et qui sont fixées sur le bloc à l'aide de goupilles d'extrémité (9, 9') installées transversalement dans la barre (5) et qui, en plus de fixer les cuvettes sur le bloc (3), fixent la barre (5) sur l'ensemble. 20) Passage de barres pour transformateurs électriques selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cuvettes inférieures, c'est-à-dire celles qui sont destinées à etre logées à l'intérieur de la cuve, sont dotées d'une jupe périphérique orientée vers le bas, de longueur considérable, qui donne lieu à la formation d'une chambre qui entoure l'extrémité inférieure de la barre et qui, en cas de montée du niveau de l'huile ou du liquide isolant et réfrigérant présent dans la cuve, est fermée par le liquide lui-même, ce qui empêche l'accès de ce dernier aux interstices formés entre les barres et les éléments qui les entourent. 30) Passage de barres pour transformateurs électriques selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, entre l'un des modules d'extrémité et le reste de la pièce de base, est formée une ligne transversale qui peut être rompue et qui, à partir d'un nombre déterminé de modules pour le passage de barres, permet d'éliminer l'un de ces modules pour son application à des transformateurs qui exigent un nombre de barres plus réduit, étant prévu que, immédiatement à l'intérieur de cette ligne qui peut être rompue, la pièce de base comporte, sur sa face inférieure, un canal semblable au canal périphérique et qui est prévu pour recevoir un joint destiné à réaliser la même fonction, dans le cas de l'utilisation d'un nombre de barres plus réduit. 40) Passage de barres pour transformateurs électriques selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les barres en question, de configuration prismatique-rectangulaire, présentent dans leur zone d'extrémité supérieure, des perforations qui permettent la fixation directe sur les barres des câbles de connexion correspondants.