Brevet FR2611110A1 — publié le 19880819

La présente invention concerne une installation électrique étanche à l'air et à l'eau, destinée en particulier à être utilisée dans une atmosphère ambiante humide agressive, notamment saline. Les installations électriques destinées à être utilisées dans une atmosphère ambiante humide agressive, notamment saline, posent de nombreux problêmes tant sur le plan de la maintenance que sur le plan de la sécurité du personnel et du matériel. Les installations électriques les plus fréquemment utilisées sont les transformateurs haute tension ou moyenne tension. Ces transformateurs comportent des organes électriques de commande et de protection qui supportent mal le séjour dans une atmosphère ambiante humide agressive telle que le brouillard salin. Ces installations sont généralement coûteuses, de sorte qu'il est souhaitable qu'elles ne se détériorent pas rapidement lorsqu'elles sont placées dans une atmos phère ambiante humide agressive. Celles-ci doivent en effet rester en parfait état de fonctionnement pour assurer une protection sans défaillance du personnel et du matériel dans de telles conditions de travail difficiles. Pour éviter un tel risque, la solution consiste à regrouper les organes electriques de 1 'ins- tallation qui supportent mal d'être placés dans une atmosphère humide agressive, dans une enveloppe extérieure étanche. Toutefois, dans le cas d'installations de forte puissance, une telle enveloppe est généralement encombrante, ce qui élimine pratiquement toute possi bilité de la deplacer. De plus, en cas d'incident grave nécessitant le remplacement ou la réparation d'un organe électrique, il faut démonter tout ou partie de l'enveloppe pour pouvoir accéder à l'organe défectueux. Une telle opération nécessite une longue durée d'arrêt de l'installation. Or, les atmosphères humides agressives'se rencontrent tres souvent dans les chantiers de construction d'ouvrages longs, en particulier d'ouvrages souterrains tels que des tunnels, ou d'ouvrages en milieu marin tels que des ponts, ou des ouvrages portuaires. On doit pouvoir, dans ces ouvrages, déplacer facilement les installations électriques au fur et à mesure de l'avancement de l'ouvrage. On doit pouvoir également, en cas d'incident grave, remplacer tres rapidement le transformateur ou ses organes de commande et de protection. Ces installations doivent de plus être résistantes pour pouvoir en particulier supporter des chocs, qui sont fréquents dans les chantiers de construction. Le but de l'invention est de créer une installation électrique étanche à l'air et à l'eau, résistante, de construction simple, peu onéreuse, facilement transportable et facilement démontable. L'installation électrique étanche à l'air et à l'eau visee par l'invention comprend une enveloppe extérieure dans laquelle sont regroupes les organes de l'installation à isoler de l'atmosphère ambiante. Suivant l'invention, cette installation est caractérisée en ce qu'elle comprend un panneau rigide sensiblement vertical fixé à un socle horizontal, l'une des faces de ce panneau supportant en porte- -faux lesdits organes à isoler de 1 'atmosphère ambiante, en ce que l'enveloppe qui entoure ces organes est fixée de façon amovible et étanche contre ladite face du panneau, cette enveloppe etant supportée par des moyens qui permettent de faire coulisser cette enveloppe par rapport à ladite face du panneau. Ainsi, en cas de besoin, il est possible très rapidement de désolidariser l'enveloppe entière du panneau et d'éloigner 1 'enveloppe pour avoir un accès aisé immédiat à l'ensemble des organes qui sont fixés en porte-à-faux sur la face du panneau sur laquelle était précédemment fixée l'enveloppe. L'enveloppe peut également etre facilement transportee d'une seule piece d'un endroit à un autre. il en est de meme de l'ensemble des organes à protéger, ainsi que de l'ensemble socle-panneau s'il a été conçu transportable. Quant aux câbles de liaison entre ces organes et les matériel s electriques extérieurs à l'enveloppe, leurs extremités sont très accessibles et il est facile de les débrancher pour démonter, changer ou déplacer un ou plusieurs organes ou matériels extérieurs. Selon une version avantageuse de l'invention, l'enveloppe est cylindrique, son axe étant perpendiculaire au panneau. Cette forme cylindrique de l'enveloppe permet une realisation peu onéreuse de celle-ci, résiste bien aux chocs et est particulièrement bien adaptée à une fixation en porte-à-faux d'un côté du panneau. Selon une autre version avantageuse de 1 'inven- tion, le panneau comporte une gorge annulaire munie d'un joint d'étancheité contre lequel vient en appui le bord circulaire de l'enveloppe cylindrique. On realise ainsi très simplement l'etancheitn entre le panneau et l'enveloppe sans limiter les possi bilités de démontage et d' enlèvement rapide de 1 'enve- loppe. Selon une version preférée de l'invention, les organes à proteger de l'atmosphère ambiante humide agressive reposent sur un châssis horizontal rendu solidaire du panneau notamment par des renforts s'étendant obliquement entre le panneau et ce châssis. Ce châssis tout équipé peut donc être préfabriqué et être tres facilement monté sur le panneau et démonté de celui-ci. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs la figure 1 est une vue en perspective d'une installation électrique conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en élévation de 1 'ins- tallation électrique de la figure 1, l'enveloppe étant coupée selon le plan vertical passant par son axe ; la figure 3 est une vue de détail d'un mode de réalisation de la fixation de l'enveloppe sur le panneau la figure 4 est une vue de côté en élévation de l'installation électrique de la figure 1, prise du côté du transformateur ; la figure 5 est une vue en coupe selon le plan V-V de la figure 2 ; la figure 6 est une vue semblable à la figure 2 montrant l'enveloppe partiellement dégagée. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 6, l'installation électrique étanche à l'air et à l'eau comprend une enveloppe extérieure 1 dans laquelle sont regroupés les organes 2, 3, 4, 5, 6 (voir figure 2) de l'installation à isoler de 1 'atmos- phere ambiante. Elle comprend un panneau rigide 7 sensiblement vertical fixé à un socle metallique horizontal 8. L'une des faces 9 de ce panneau 7 supporte en porte-àfaux les organes 2, 3, 4, 5, 6 à isoler de l'atmosphère ambiante. L'enveloppe 1 qui entoure ces organes 2, 3, 4, 5, 6 est fixee de façon amovible et etanche contre la face 9 du panneau 7. Cette enveloppe 1 est supportée par des galets 10 fixés à la partie inférieure de len- veloppe 1 et roulant sur des rails 11, 12, ce qui permet de faire coulisser cette enveloppe 1 par rappport a la face 9 du panneau 7. Les rails 11, 12 sont des profilés laminés en forme de U posés sur le sol, les galets 10 roulant sur 1 'âme de ces profilés en étant guidés entre les ailes de ceux-ci. Dans l'exemple représenté, l'enveloppe 1 est cylindrique, son axe étant perpendiculaire au panneau 7. Elle comprend une paroi cylindrique 13 réalisée en tôle métallique roulée et soudée, et un fond plat 14 en tôle soudé d'un côté de la paroi cylindrique 13. Le panneau 7 est réalisé en tôle forte. Il a un contour sensiblement circulaire qui se prolonge vers le bas par une partie rectangulaire fixée au socle 8. Le socle 8 est rendu solidaire du panneau 7 par des renforts 26, 27 en tôle qui s'étendent obliquement entre le panneau 7 et le socle 8. Le panneau 7 comporte une gorge annulaire 15 munie d'un joint d'etanchelte 16 (voir figure 3) contre lequel vient en appui le bord circulaire la de 1 'enve- loppe cylindrique 1. Celle-ci est fixée au panneau 7 par une série de pattes 17 en forme de U fixées par des charnieres 18 à la périphérie de l'enveloppe 1 et qui sont rabattues sur le bord du panneau 7. Ces pattes 17 comportent au moins un trou taraudé dans lequel est engagée une vis de serrage 19 (voir figures 2, 3 et 6) que l'on serre sur le panneau. Comme représenté sur les figures 2, 5 et 6, les organes 2, 3, 4, 5 et 6 à isoler de l'atmosphère ambiante reposent sur un châssis horizontal 20 rendu solidaire du panneau 7, notamment par des renforts en tôle 21 s'étendant obliquement entre le panneau 7 et ce châssis 20. Ce châssis 20 est réalise en profilés laminés et en profilés en tôle pliée, avec des renforts en tôle 33 (voir figure 2). Des panneaux amovibles 22, 23 sont ménagés sur la surface extérieure 13, 14 de l'enveloppe 1 pour permettre l'accès facile pour contrôle et entretien des organes 2, 3, 4, 5, 6 places à l'intérieur de celle-ci. Ces panneaux 22, 23 sont montés sur des charnieres 24 (voir figures 1, 2 et 5) qui permettent de les faire pivoter pour accéder aux organes interieurs. Ces panneaux 22, 23 sont maintenus fermés en temps normal par des moyens tels que des vis, (non représentés), 1 'étanchéité à l'air et à l'eau étant assurée par des joints (non représentés) places entre l'enveloppe et les panneaux. Dans la réalisation représentée à titre non limitatif sur les figures 1 à 6, l'installation élec- trique comprend un transformateur de tension 25 étanche à l'air et à l'eau placé à l'extérieur de l'enveloppe 1 sur le socle horizontal 8 qui est rendu solidaire du panneau 7 par des renforts 26, 27 s'étendant obliquement entre le panneau 7 et le socle 8. Il s'agit par exemple d'un transformateur 20 KV/380 V de serie d'une puissance de 630 à 1.600 KVA. Les organes 2, 3, 4, 5, 6, placés à l'intérieur de l'enveloppe sont les organes de commande et de protection du transformateur 25. Les organes 2, 3, 4, 5, 6 sont reliés au transformateur 25 par des câbles basse tension 28, et haute tension 29 étanches . Ces câbles 28, 29 sont connectés à la partie superieure du transformateur 25 par des prises spéciales basse tension 30 et haute tension 31 (voir figures 2, 4 et 6) étanches, moulées en matière plastique. Ces câbles 28, 29 pénètrent à la partie inférieure de l'enveloppe 1 par des passages étanches 32 ménagés à travers le panneau 7. Les organes 4, 5, 6 sont reliés aux câbles haute tension 29. L'organe 4 constitue l'arrivée et l'organe 5 le départ de la ligne haute tension. L'organe 6 est l'organe de protection haute tension du transformateur 25. Les câbles basse tension 28 s'étendent à une certaine distance au dessus du fond de l'enveloppe 1 et sont reliés à l'organe 3 qui est l'organe général de protection de la basse tension. L'organe 2 situé sous l'organe 3 est un disjoncteur. L'acces depuis l'extérieur aux organes haute tension 4, 5, 6 se fait par le panneau 22 ménagé sur la partie cylindrique 13 de l'enveloppe 1. L'acces aux organes basse tension 2, 3 se fait par le panneau 23 ménagé dans le fond 14 de l'enveloppe 1. Dans cette gamme de puissance de 630 à 1.600 KVA, le socle 8 peut avoir une largeur de 1.300 mm, une longueur allant de 2.000 mm (pour 630 et 800 KVA) à 2.600 mm (de 1.000 à 1.600 KVA), la hauteur hors tout du transformateur sur son socle ne dépassant pas 1.800 mm. Dans cette même gamme de puissance, l'ensemble des organes 2, 3, 4, 5, 6 montés sur le châssis 20 peut être contenu dans une enveloppe cylindrique 1 de diamètre 1.850 mm et de longueur 2.000 mm. Ces organes et les câbles de liaison dégagent relativement peu de chaleur et on peut les enfermer sans inconvénient à l'intérieur d'une enceinte etanche. On va maintenant expliquer, en référence aux figures 1 à 6, l'utilisation de l'installation électrique selon l'invention. Le socle 8 solidaire du panneau 7 est d'abord mis en place de manière à ce que le socle 8 soit sensi bu ment horizontal et le panneau 7 sensiblement vertical. On met ensuite en place de préférence le transformateur 25 qui vient se logèr entre les renforts 26 et 27. Les cables 28. et 29 sont mis en place dans les passages étanches 32 ménagés à travers le panneau 7. On a de préférence assemblé et précâblé le châssis 20 supportant les organes de protection et de commande du transformateur 2, 3, 4, 5, 6, qu'il faut protéger. On approche le chassis 20 tout équipe de la face 9 du panneau 7 et on fixe ce châssis sur cette face. Le transformateur 25 fixé sur le socle 8 fait contrepoids et l'ensemble reste parfaitement stable. On a entretemps mis en place les rails 11 et 12 sur le sol. On approche l'enveloppe 1 et on la pose de maniere à ce que les galets 10 de chaque côte de l'enveloppe reposent dans la gorge des rails 11, 12.On fait rouler l'enveloppe vers le panneau 7 de manière à l'enfiler autour du châssis 20, et on la fixe au panneau 7 en rabattant les pattes 17 autour de la périphérie du panneau et en serrant les vis de serrage 19 de maniere à ce que le bord annulaire la de l'enveloppe cylindrique 1 vienne écraser le joint d'etanchésté 16 disposé dans la gorge annulaire 15 ménagée à la périphérie du panneau 7. L'installation est prête à être mise en service. Pour accéder en temps normal aux organes haute tension 4, 5, 6, on ouvre le panneau amovible 22. Pour acceder aux organes basse tension 2, 3, on ouvre le panneau amovible 23 ménagé sur le fond 14 de l'enveloppe 1. On peut ainsi proceder à des inspections ou opérations de maintenance de routine ou simples. En cas d'incident grave, on desserre les vis 19 des pattes de fixation 17 de l'enveloppe 1 sur le panneau 7, on fait coulisser l'enveloppe 1 sur les rails 11 et 12 pour l'éloigner du panneau 7 et degager complètement le châssis 20. Tous les organes 2, 3, 4, 5, 6 qu'il supporte deviennent, comme les câbles 28, 29, accessibles de tous les cotés. On peut alors, en débranchant les câbles correspondants, changer l'un quelconque des organes 2, 3, 4, 5,6. On peut également, en débranchant les cables 28, 29 des prises étanches 30, 31 du transformateur, débrancher ce dernier en vue de procéder à son enlèvement et à son remplacement, en prenant la précaution de caler le châssis 20 et le panneau 7 ou de charger le socle 8 de manière à éviter un basculement du panneau 7 sous le poids du châssis si ce poids est supérieur au poids du socle 8 nu. Si l'on doit déplacer l'installation électrique d'un endroit à un autre, on procède comme ci-dessus pour démonter et transporter séparément le transformateur 25, le châssis 20 supportant les organes 2, 3, 4, 5, 6 et le socle 8 solidaire du panneau 7. Après intervention ou déplacement de l'ensemble, on remonte ce dernier comme vu plus haut pour remettre l'installation en service. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier que l'on vient de décrire en détail, et auquel on peut apporter de nombreuses modifications sans sortir du domaine de 1 'in- vention. En particulier, l'invention n'est pas limitée au cas d'un transformateur et de ses organes de protection et de commande, et on pourrait par exemple l'utiliser pour un gros moteur, ou pour un groupe électrogène. On pourrait également prolonger le socle 8 au-del du panneau 7 de manière à pouvoir y placer les rails 11 et 12 de roulement de l'enveloppe : on éviterait ainsi tout risque de basculement du panneau 7 sous le poids du châssis 20 lorsque le socle 8 est nu. On aurait également ainsi un ensemble monobloc pouvant etre transporté complet en une opération unique. On pourrait également réaliser l'enveloppe 1 en une matière thermoplastique rigide, ce qui réduirait considerablement- son poids, mais introduirait un risque supplémentaire d'incendie en cas d'incident. On pourrait bien sûr réaliser le socle 8 et/ou le panneau 7 en maçonnerie ou en béton si l'on n'a pas à se soucier de déplacer l'installation électrique. Enfin, l'installation électrique étanche à l'air et à l'eau décrite pourrait etre facilement transformée en cas de besoin en une installation immergeable accidentellement, par exemple pour des ouvrages de construction de tunnels sous des rivières ou sous la mer il suffirait pour cela de calculer la résistance du fond 14 et de la virole cylindrique 13 de l'enveloppe 1 de manière à ce qu'ils puissent supporter la pression hydrostatique maximale prévisible, et à choisir les joints de manière à ce qu'ils puissent résister à cette meme pression. REVENDICATIONS 1. Installation électrique étanche à l'air et à l'eau comprenant une enveloppe extérieure (1) dans laquelle sont regroupés les organes (2, 3, 4, 5, 6) de l'installation à isoler de l'atmosphère ambiante, caractérisée en ce qu'elle comprend un panneau rigide (7) sensiblement vertical fixe à un socle horizontal (8), l'une des faces (9) de ce panneau (7) supportant en porte-à-faux lesdits organes (2, 3, 4, 5, 6) à isoler de l'atmosphère ambiante, en ce que l'enveloppe (1) qui entoure ces organes (2, 3, 4, 5, 6) est fixée de façon amovible et étanche contre ladite face (9) du panneau (7), cette enveloppe (1) étant supportée par des moyens (10, 11, 12) qui permettent de faire coulisser cette enveloppe (1) par rapport à ladite face (9) du panneau (7). 2. Installation-conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que l'enveloppe (1) est cylindrique, son axe étant perpendiculaire au panneau (7). 3. Installation conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que le panneau (7) comporte une gorge annulaire (15) munie d'un joint d'etanchelte (16) contre lequel vient en appui le bord circulaire de l'enveloppe cylindrique (1). 4. Installation conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les organes (2, 3, 4, 5, 6) à isoler de l'atmosphère ambiante reposent sur un châssis horizontal (20) rendu solidaire du panneau (7) notamment par des renforts (21) s'étendant obliquement entre le panneau (7) et ce châssis (20). 5. Installation conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que des panneaux amovibles (22, 23) sont ménagés sur la surface extérieure (13, 14) de l'enveloppe (1). 6. Installation conforme à l'une des revendi cations 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens (10, 11, 12) qui permettent de faire coulisser l'enveloppe (1) par rapport à la face (9) du panneau (7) comprennent des galets (10) fixés à l'enveloppe (1) et roulant sur des rails (11, 12). 7. Installation conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe lourd et encombrant (25) étanche à l'air et à l'eau placé à l'extérieur de l'enveloppe (1) sur le socle horizontal (8) qui est rendu solidaire du panneau (7) par des renforts (26, 27) s'étendant obliquement entre le panneau (7) et le socle (8). 8. Installation conforme à la revendication 7, caractérisée en ce que l'organe lourd (25) est un transformateur de tension (25) étanche à l'air et à l'eau relié à ses organes de protection et de commande (2, 3, 4, 5, 6), qui sont placés à l'intérieur de l'enveloppe (1), par des câbles (28, 29) traversant le panneau (7) par des passages etanches (32). 9. Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est immergeable dans l'eau, en particulier dans l'eau de mer.