Brevet FR2717636A1 — publié le 19950922

DISPOSITIF DE DETECTION DE FUITE DE GAZ DANS UNE LIGNE DE TRANSPORT ELECTRIQUE BLINDEE. La présente invention se rapporte à un dispositif de détection de fuite de gaz pour ligne de transport électrique blindée. Elle se rapporte plus précisément à un dispositif de détection de fuite de gaz pour une ligne blindée isolée au gaz sous pression comprenant une pluralité de tronçons, deux tronçons adjacents étant séparés par une jonction permettant le démontage d'un tronçon, telle que décrite dans la demande de brevet français 92 06 733 déposée le 3 juin 1992 par la Déposante. Une telle ligne est destinée à être installée en surface du sol ou à être enterrée. Lorsqu'apparalt un dysfonctionnement dans la ligne, il faut détecter le tronçon présentant un problème et le démonter afin de pourvoir à sa défaillance. Ceci est en particulier valable en cas de fuite anormale du gaz diélectrique contenu dans la ligne blindée. La présente invention propose donc un dispositif de détection de fuite particulièrement simple et fiable. Conformément à l'invention, au moins un compteur de débit installé à une extrémité de modules constitués de n tronçons est relié à une alimentation en gaz, les tronçons adjacents de chaque module sont reliés par un dispositif de communication du gaz au niveau des jonctions et un indicateur d'écoulement de gaz est installé sur chaque dispositif de communication de gaz. Selon une variante, un compteur est installé à chaque extrémité des modules et les indicateurs d'écoulement sont des indicateurs de direction d'écoulement. Le procédé de détection de fuite de gaz à l'aide d'un tel dispositif consiste à surveiller le(s) compteur(s) de débit de chaque module et, en cas de lecture d'une augmentation anormale du débit provenant de l'alimentation dans un module, à détecter les indications des indicateurs d'écoulement de ce module, le tronçon défaillant étant compris entre les deux indicateurs d'écoulement signalant des indications différentes. L'invention concerne également un indicateur d'écoulement de gaz destiné à être utilisé dans le dispositif précisé ci-dessus, entre un tronçon où règne une pression PA et un tronçon où règne une pression PB. Il est monté dans une ouverture traversant une paroi séparant les deux tronçons et il comporte un boîtier fixe et un organe coulissant dans ce boîtier, le coulissement de cet organe étant provoqué lorsqu'une des pressions PA ou PB est supérieure à l'autre, entraînant l'ouverture d'un passage de l'un des tronçons vers l'autre et actionnant un organe de détection du sens d'écoulement du gaz entre les tronçons. De préférence, l'organe coulissant est cylindrique relié à une membrane élastique annulaire l'entourant et solidaire du boîtier, un passage communiquant avec le tronçon débouchant dans une chambre fermée sur une face de la membrane et un passage communiquant avec l'autre tronçon débouchant dans une chambre fermée sur l'autre face de la membrane. Le boîtier et l'organe coulissant sont pourvus d'orifices agencés de telle sorte que, lorsque l'organe est coulissé par l'intermédiaire de la membrane dans un sens, le gaz peut passer dans le même sens d'un tronçon à l'autre. L'organe coulissant supporte deux tiges traversant le boîtier, chacune faisant saillie dans un des tronçons et actionnant un micro interrupteur de détection. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 représente schématiquement une ligne blindée équipée du dispositif conforme à l'invention. La figure 2 représente en coupe axiale les extrémités de deux tronçons de ligne, en position assemblée. Les figure 3 et 4 sont des vues en coupe longitudinale partielle d'un exemple de réalisation. Comme représentée sur la figure 1, une ligne blindée isolée au gaz sous pression comprend une pluralité de tronçons 1, deux tronçons 1 adjacents étant séparés par une jonction 2 assurant l'étanchéité relative de chaque tronçon 1 et permettant le démontage d'un tronçon 1 et chaque tronçon 1 comprenant au moins une barre conductrice 3 maintenue en place dans une enveloppe 4. Pour une telle ligne blindée, une valeur admissible de fuite est normalisée et il importe de surveiller les fuites afin de remplacer le tronçon défaillant en cas de dépassement de cette valeur normalisée. Il serait bien évidemment possible d'installer un compteur de débit aux extrémités de chaque tronçon et de surveiller ainsi chaque tronçon indépendamment. Cependant un tel dispositif de détection serait particulièrement lourd et coûteux. Selon une première variante, des compteurs de débit 6 reliés à une alimentation en gaz 6A sont installés aux extrémités de modules 7 constitués de n tronçons 1, les tronçons 1 adjacents de chaque module 7 sont reliés par un dispositif de communication du gaz 5, pourvu d'une valve 9, au niveau des jonctions 2, et un indicateur de direction d'écoulement de gaz 8 est installé sur chaque dispositif de communication de gaz 5. Les valves 9 sont ouvertes lorsque la ligne est en fonctionnement. Le procédé de détection de fuite de gaz à l'aide de ce dispositif consiste à surveiller les compteurs de débit 6 de chaque module 7. En cas de nécessité de remplissage pour conserver le niveau de pression normal dans un module 7 (comme représenté par des flèches sur la figure), le débit provenant de l'alimentation 6A est anormalement augmenté. Le procédé consiste alors à détecter les indications des indicateurs de direction d'écoulement 8 de ce module 7, le tronçon 1 défaillant (ombré sur la figure) étant compris entre les deux indicateurs de direction d'écoulement 8 indiquant une direction opposée. Les valves d'isolement 9 à chaque extrémité de ce tronçon 1 défaillant sont alors fermées et par démontage des jonctions 2 limitant ce tronçon 1, ce dernier peut être démonté sans perturber l'état des autres tronçons 1. Selon une seconde variante de réalisation, un seul compteur de débit 6 relié à une alimentation en gaz 6A est installé à une extrémité des modules 7 et un indicateur d'écoulement de gaz 8 est installé sur chaque dispositif de communication de gaz 5. Sur la figure 1, supposons que seul le compteur 6 et l'alimentation 6A de gauche soient installés. En cas de fuite, du gaz est injecté au niveau du compteur 6 pour suppléer à cette fuite, ce gaz s'écoulant dans un premier temps rapide dans tous les tronçons pour équilibrer la pression. La circulation après ce premier temps s'effectue du compteur 6 vers la fuite et également des tronçons de l'extrémité non alimentée en gaz vers la fuite. Les indicateurs 8 en amont du tronçon défectueux (ombré) signalent un écoulement de gaz vers la droite et les indicateurs 8 en aval de celui-ci signalent un écoulement vers la gauche. Il est donc possible de détecter le tronçon défectueux par le fait qu'il est compris entre les deux indicateurs d'écoulement 8 signalant une indication différente. Sur la figure 2, les références 1', 2', 3', 4' désignent respectivement l'enveloppe d'acier, l'enveloppe d'aluminium et les conducteurs d'un tronçon de ligne électrique dit de gauche et les références 1", 2", 3", 4" les éléments homologues du tronçon adjacent dit de droite. La figure 2 montre le tronçon de gauche raccordé au tronçon de droite en fonctionnement normal. On voit que les conducteurs, tel que 4' et 4", sont munis de portions d'extrémité soudées et de section rétrécie respectivement 50 et 51, et que ces portions sont reliées par un manchon de contact 52 muni de contacts glissants 53 et 54. Les conducteurs peuvent ainsi se dilater librement sans subir de déformations latérales. Le manchon 52 peut être fixé au conducteur 51 par une vis de blocage 74. A l'enveloppe d'acier 1' est soudée une bride 61 à laquelle s'appuie un cylindre métallique 60 S s'engageant dans l'enveloppe d'aluminium 20' et soudée à celle-ci. De même, à l'enveloppe d'acier 1" est soudée une bride 58 à laquelle s'appuie un cylindre métallique 56 s'engageant dans l'enveloppe cylindrique 20", mais cette fois le cylindre 56 et l'enveloppe 20" glissent l'un par rapport à l'autre pour permettre le jeu des dilatations. Le cylindre 56 est solidaire d'une plaque transversale 56A munie de trois ouvertures sur les bords desquelles s'appuient des cônes isolants tel que le cône 55 servant de supports au conducteur 4". La plaque transversale 56A assure l'étanchéité du tronçon de droite lorsque ce dernier est séparé du tronçon de ligne de gauche. Les cylindres 60 et 56 sont munis respectivement de contacts glissants 65 et 66 coopérant avec un cylindre conducteur 59. L'étanchéité est assurée par des joints 67, 68, 69 et 70. Les cylindres 56, 60 et 59 sont maintenus par des tiges filetées 62 passant dans des brides appropriées; un couvercle 63 protège l'ensemble du dispositif. Des vannes ou électrovannes de remplissage 71 de gaz isolant et de vidange 72 peuvent être installés sur le cylindre 59. L'alimentation en gaz est assurée soit par une canalisation 75 longeant à l'extérieur les enveloppes en acier, soit en cascade à travers des filtres par l'intermédiaire d'ouvertures 76 où sont installés les indicateurs d'écoulement 8 et les valves d'isolement comme il sera décrit plus précisément en référence aux figures 3 et 4. Le démontage s'effectue de la façon suivante: on enlève le couvercle 63, on ferme l'alimentation en gaz, on vide le gaz par la vanne 72, les conducteurs n'étant plus sous tension. On enlève ensuite les tiges filetées 62 et on déplace le cylindre 59 par glissement vers la gauche. On fait glisser vers la gauche le manchon de contact 52, après avoir dévissé la vis de blocage 74. On fait de même pour les deux autres phases. Le tronçon de ligne de gauche est alors complètement déconnecté du tronçon de droite. Les figures 3 et 4 représentent un exemple de réalisation d'un indicateur d'écoulement 8 pouvant être avantageusement utilisé. Sur la paroi 56A d'étanchéité de chaque jonction 2, séparant un tronçon A d'un tronçon adjacent B, est monté un indicateur d'écoulement 8. Cet indicateur d'écoulement convient tout autant à la variante à un seul compteur qu'à la variante à deux compteurs. Cet indicateur 8 est monté dans une ouverture 76 agencé dans la paroi 56A de façon étanche grâce aux joints d'étanchéité 82. Dans le tronçon A règne une pression PA et dans le tronçon B règne une pression PB. L'indicateur 8 comporte un boîtier fixe constitué de plusieurs parties rendues solidaires 30 à 35 et comportant essentiellement une partie tubulaire 30 à 33 dont l'orifice central est fermé par deux parties 34, 35, ces pièces étant maintenues par les dispositifs non visibles du type boulons. Dans cet orifice central, est logé un organe coulissant cylindrique constitué de deux parties 36, 37 solidarisées par exemple par une goupille 83. Le coulissement de cet organe 36, 37 est provoqué lorsqu'une des pressions PA ou PB est supérieure à l'autre, entraîne l'ouverture d'un passage de l'un des tronçons A ou B vers l'autre et actionne un organe de détection du sens d'écoulement du gaz entre les tronçons A, B. Pour ce faire, l'organe coulissant 36, 37 est relié à une membrane élastique 38 annulaire l'entourant et solidaire du boîtier, cette membrane étant coincée entre les différentes parties de l'organe coulissant et du boîtier 30 et 31. Un passage 39 pratiqué dan le boîtier communique avec le tronçon A et débouche dans une chambre fermée 40 agencée dans le boîtier sur une face de la membrane 38 et un passage 41 de l'autre côté communique avec le tronçon B et débouche dans une chambre fermée 42 sur l'autre face de la membrane 38. Un jeu suffisant étant prévu entre l'organe coulissant et les parties 34 et 35 du boîtier, l'organe coulissant peut être déplacé dans le boîtier sur une certaine longueur. Le boîtier et l'organe coulissant 36, 37 sont pourvus d'orifices 43 à 47 agencés de telle sorte que, lorsque l'organe 36, 37 est coulissé par l'intermédiaire de la membrane 38 dans un sens, le gaz peut passer dans le même sens d'un tronçon à l'autre. Ceci sera mieux décrit plus loin. L'organe coulissant 36, 37 supporte deux tiges 48, 49 traversant le boîtier 34, 35 et fixées à l'organe coulissant 36, 37 par vissage dans des écrous 84, 85 pourvus d'orifices traversants 45A, 45B, chacune des tiges 48, 49 faisant saillie dans un des tronçons A, B et actionnant un micro interrupteur 80, 81 de détection. Tel que représenté sur la figure 3, les pressions PA et PB dans les tronçons A et B sont égales et l'indicateur 8 est en position fermée, le gaz ne pouvant passer d'un des tronçons à l'autre, même si les valves d'isolement 9A et 9B sont ouvertes. Des filtres 77 A, 77B sont disposés derrière ces valves 9A et 9B. Supposons, que la pression PB devienne supérieure à la pression PA, c'est-à-dire dans le cas de notre application qu'une fuite apparaisse à gauche de la paroi 56A représentée. L'indicateur 8 prend alors la position représentée sur la figure 4. La différence de pression dans les chambres 40 et 42 de part et d'autre de la membrane 38 entraîne son déplacement vers la gauche. Elle entraîne dans ce déplacement l'organe coulissant 36, 37 et libère ainsi un passage entre les deux tronçons A et B. Le gaz peut ainsi s'écouler comme il est représenté par des flèches sur la figures 4. Le gaz s'écoule dans les orifices 47, dans le jeu ouvert entre l'organe coulissant et les parties du boîtier 34, 35 puis dans les orifices 45, 44 et 43. Par ailleurs, les tiges 48, 49 sont également déplacées vers la gauche et la tige de gauche 48 vient commuter le micro interrupteur 80 qui transmet un signal transformé en signal lumineux à une fibre optique 100, 100' dont est équipé le tronçon A. Il peut ainsi être détecté sur un poste de contrôle externe le sens d'écoulement du gaz entre les deux tronçons A et B, cette indication étant exploitée selon le procédé déjà décrit. Un tel indicateur d'écoulement 8 est particulièrement adapté à être utilisé dans le dispositif de fuite décrit plus haut. A titre d'exemple, chaque tronçon 1 peut être d'une longueur de cent mètres et chaque module 7 comprendre cent tronçons 1. REVENDICATIONS 1) Dispositif de détection de fuite de gaz pour une ligne blindée isolée au gaz sous pression comprenant une pluralité de tronçons (1), deux tronçons (1) adjacents étant séparés par une jonction (2) permettant le démontage d'un tronçon (1), caractérisé en ce que au moins un compteur de débit (6) installé à une extrémité de modules (7) constitués de n tronçons (1) est relié à une alimentation en gaz (6A), les tronçons (1) adjacents de chaque module (7) sont reliés par un dispositif de communication du gaz (5) au niveau des jonctions (2), un indicateur d'écoulement de gaz (8) est installé sur chaque dispositif de communication de gaz (5). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un compteur (6) est installé à chaque extrémité des modules (7) et les indicateurs d'écoulement (5) sont des indicateurs de direction d'écoulement. 3) Procédé de détection de fuite de gaz à l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il consiste à surveiller le(s) compteur(s) de débit (6) de chaque module (7) et, en cas de lecture d'une augmentation anormale du débit provenant de l'alimentation dans un module (7), à détecter les indications des indicateurs d'écoulement (8) de ce module (7), le tronçon (1) défaillant étant compris entre les deux indicateurs d'écoulement (8) signalant une indication différente. 4) Indicateur d'écoulement de gaz destiné à être utilisé dans le dispositif selon la revendication 1 ou 2, entre un tronçon (A) où règne une pression PA et un tronçon (B) où règne une pression PB caractérisé en ce qu'il est monté dans une ouverture (76) traversant une paroi (56A) séparant les deux tronçons et en ce qu'il comporte un boîtier fixe (30 à 35) et un organe coulissant (36, 37) dans ce boîtier, le coulissement de cet organe (36, 37) étant provoqué lorsqu'une des pressions PA ou PB est supérieure à l'autre, entraînant l'ouverture d'un passage de l'un des tronçons (A ou B) vers l'autre et actionnant un organe de détection du sens d'écoulement du gaz entre les tronçons (A, B). 5) Indicateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe coulissant (36, 37) est cylindrique relié à une membrane élastique (38) annulaire l'entourant et solidaire du boîtier, un passage (39) communiquant avec le tronçon (A) débouchant dans une chambre fermée (40) sur une face de la membrane (38) et un passage (41) communiquant avec l'autre tronçon (B) débouchant dans une chambre fermée (42) sur l'autre face de la membrane (38). 6) Indicateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le boîtier et l'organe coulissant (36, 37) sont pourvus d'orifices (43 à 47) agencés de telle sorte que, lorsque l'organe (36, 37) est coulissé par l'intermédiaire de la membrane (38) dans un sens, le gaz peut passer dans le même sens d'un tronçon à l'autre. 7) Indicateur selon la revendication 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que l'organe coulissant (36, 37) supporte deux tiges (48, 49) traversant le boîtier, chacune faisant saillie dans un des tronçons (A, B) et actionnant un micro interrupteur (80, 81) de détection.