Brevet FR2601200A1 — publié le 19880108

La présente invention a trait aux réservoirs de compensation prévus le long des lignes électriques à haute tension formées par des câbles dont l'isolement est assure à l'aide d'une capacité annulaire qui entoure le câble considéré et qui est emplie d'une huile fluide. On sait que les réservoirs de ce genre comprennent généralement un corps substantiellement cylindrique à l'intérieur duquel est logé un compensateur en forme de soufflet déformable dont une extrémité est rigidement fixée contre l'une des parois terminales dudit corps, tandis que l'autre est fermée par un fond mobile. L'espace interne de ce compensateur est rempli d'un gaz inerte tel que l'azote, tandis que l'espace extérieur compris entre ledit compensateur et la paroi intérieure du corps communique avec la capacité annulaire d'isolement de la ligne électrique. On comprend dans ces conditions que lorsque l'huile de cette capacité s'échauffe par suite du passage du courant à haute tension, sa dilatation provoque le remplissage du réservoir, de telle sorte que la pression ainsi engendrée comprime axialement le compensateur qui se déforme par écrasement, en augmentant ainsi le volume utile dudit réservoir. Au contraire, lorsqu'a la suite de la coupure du passage du courant, l'huile se refroidit en diminuant de volume, le gaz inerte comprimé à l'intérieur du compensateur repousse l'huile contenue dans le réservoir, en assurant en conséquence le remplissage correct de la capacité annulaire d'isolement. Si un tel système assure bien de manière automatique la compensation des modifications de volume dues à la dilatation de l'huile qui fait suite à l'échauffement de cette dernière, il n'en reste pas moins que dans les installations classiques, il n'est prévu aucun moyen pour le contrôle du bon fonctionnement de l'ensemble, alors que tout défaut de remplissage de la capacité annulaire à la suite d'une fuite d'huile peut être lourd de conséquences pour la ligne électrique. C'est à cet inconvénient que la présente invention entend remédier, en dotant les réservoirs de compensation d'un dispositif d'alarme de sécurité propre à détecter de maniere automatique tout manque inopiné d'huile dans le système d'isolement. L'invention consiste essentiellement à monter à l'intérieur du réservoir une butée susceptible de coulisser suivant l'axe du compensateur lorsque le fond mobile de celui-ci atteint une position déterminée au cours de son déplacement sous l'effet de la pression du gaz inerte, ce coulissement s'effectuant à l'encontre de moyens élastiques qui ralentissent ainsi a chute progressive de pression de l'huile à l'intérieur du réscrvoir. On comprend que ce ralentissement est susceptible d'être aisément détecté à l'aide d'un manomètre à lecture directe ou d'un pressostat associé à un système d'alarme, étant observé que l'interruption consécutive de remplissage de la capacité annulaire du câble électrique donne à l'opérateur ainsi alerté le temps de prendre toute disposition utile pour parer à un défaut de remplissage dû à une fuite ou autre incident. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe axiale schématique d'un réservoir de compensation établi conformément à l'invention. Fig. 2 reproduit fig. 1 à la position correspondant à la fin du remplissage automatique de la capacité annulaire du câble électrique. Le réservoir représenté comprend une enveloppe 1 à section circulaire, fermée par deux fopds 2 et 3. Contre le fond 2 est fixée de manière étanche l'une des extrémités d'un compensateur déformable 4 formé par une série d'ondes régulières susceptibles de se refermer et de s'ouvrir, à la manière bien connue dans les soufflets de dilatation pour tuyauteries. L'extrémité opposée du compensateur 4 est fermée par un fond mobile 5 ; l'espace interne ainsi délimité est rempli d'un gaz inerte tel que l'azote. On observera par ailleurs que l'espace défini dans l'enveloppe 1 autour du compensateur 4-5 est relié par une canalisation 6 à la capacité annulaire qui entoure le câble métallique de la ligne électrique envisagée. Conformément à l'invention, le fond 3 du réservoir est rigidement solidaire d'une tige 7 orientée axialement en direction du fond opposé 2. Sur cette tige 7 coulisse une butée 8 formée par une rondelle qu'au moins un ressort 9 tend à maintenir élastiquement appliquée contre la tête débordante 7a prévue à l'extrémité libre de la tige précitée. En outre, le fond mobile 5 du compensateur 4 comporte en son centre un bossage creux 5a engagé à l'intérieur dudit compensateur. Ce bossage Sa est établi à deux diamètres (voir fig. 2) de façon à déterminer un épaulement annulaire 5b apte à coopérer, ainsi qu'on le verra ci-après, d'une part avec l'extrémité d'un tube axial 10 solidaire du fond 2, d'autre part avec la butée mobile ou rondelle 8. Lorsque la ligne électrique à laquelle le réservoir considéré est associé n'est pas sous tension, le compensateur 4-5 se trouve à la position illustrée en fig. 2, la pression de l'azote à l'intérieur du compensateur 4-5 étant substantiellement égale à celle de l'huile à l'intérieur de l'enveloppe 1 ; l'épaulement 5b est simplement en appui contre la butée élastique 8. Quand par contre la ligne est mise sous tension, la dilatation cu icvu consécutive à l'échauffement de l'huile engendre dans le réservoir une surpression qui s'applique contre le fond mobile 5, lequel recule en contractant axialement le compensateur 4 et en comprimant l'azote renfermé par celui-ci. Comme montré en fig. 1, la déformation axiale du compensateur est limitée par appui de l'épaulement 5b contre l'extrémité libre du tube axial 10. Dès que le passage du courant est interrompu dans la ligne, l'huile de la capacité annulaire d'isolement se refroidit et diminue donc de volume. Le remplissage correct de cette capacité est assuré par le compensateur 4-5 qui, sous l'action du gaz comprimé qu'il renferme, tend à s'allonger axialement et à chasser ainsi l'huile dans la canalisation 6, si bien qu a un moment donné l'épaulement annulaire 5b revient prendre appui contre la butée 8 (fig. 2). A partir de ce moment, la déformation axiale du compensateur 4-5 doit surmonter l'effort résistant exercé par le ressort 9 sur la butée 8. De ce fait, la pression dans la canalisation 6 qui jusqu'à ce moment baissait de manière progressive va passer par un palier susceptible d'être aisément détecté à l'aide d'un manomètre à lecture directe 11 branché sur la canalisation précitée ou d'un pressostat associé à un système d'alerte approprié. On conçoit dans ces conditions que moyennant un positionnement correct de la butée 8, on peut obtenir que le signal d'alerte n'intervienne pas lorsque le remplissage de la capacité annulaire d'isolement est opéré de manière correcte et que tout se passe normalement. Par contre, au cas ou cette capacité annulaire serait le siège d'une fuite intempestive en provoquant de ce fait un allongement exceptionnel du compensateur, le ralentissement détecté dans la chute de pression au niveau du manomètre ou autre organe pressostatique 11 avertirait le surveillant qui disposerait encore du temps nécessaire à une intervention puisque le remplissage de la capacité ne s'effectuerait que très lentement par suite de la résistance exercée par le ressort 9 associé à la butée 8. Le système d'alarme ainsi constitué est de fonctionnement parfaitement fiable et son coût ne grève pas de manière sensible le prix de revient du réservoir. I1 va de soi que la fixation de la tige 7 contre le fond 3 peut être avantageusement effectuée de façon à pennettre le réglage aisé de la position axiale de la butée 8, en vue de permettre a modification du seuil de fonctionnement de l'alarme sans qu'il soit nécessaire d'accéder à l'intérieur du réservoir. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'Vexécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1. Réservoir de compensation pour câbles électriques à isolement par huile fluide, du genre constitué par une enveloppe remplie d'huile dont l'espace intérieur communique avec la capacité annulaire d'isolement ménagée autour du câble et qui renferme un compensateur rempli d'un gaz de façon à se déformer axialement à la contraction ou à l'allongement en fonction des modifications de volume d'huile consécutives aux variations de température, caractérisé en ce qu'il comporte une butée mobile (8) susceptible de coulisser suivant l'axe du compensateur (4-5) lorsque celui-ci atteint une position déterminée au cours de son allongement sous l'effet de la pression du gaz antérieurement comprimé, ce coulissement s'effectuant à l'encontre de moyens élastiques qui ralentissent la chute progressive de pression de l'huile en permettant ainsi la détection d'un défaut éventuel de remplissage et la réparation de celui-ci. 2. Réservoir suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la rondelle (8) est montée à coulissement sur une tige (7) fixée axialement contre le fond (3) qui ferme le réservoir en vis-à-vis du fond mobile (5) du compensateur (4), lequel fond (5) comporte un bossage creux (5a) pourvu d'un épaulement annulaire (5b) apte à venir prendre appui contre ladite butée. 3. Réservoir suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens élastiques sont constitués par au moins un ressort (9) engagé sur la tige (7) entre le fond (3) et la butée (8). 4. Réservoir suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'épaulement annulaire (5b) du bossage creux (Sa) est agencé pour venir en appui contre l'extrémité d'un tube axial (10) monté à poste fixe à l'intérieur du compensateur (4), afin de limiter la contraction axiale de celui-ci.