Brevet FR2718883A1 — publié le 19951020

APPAREILLAGE ELECTRIQUE A DETECTION DE PRESSION INTEGREE La présente invention concerne les appareils électriques comprenant une enveloppe & l'intérieur de laquelle règne une pression différente de la pression à l'extérieur de l'enveloppe. D'une manière générale, de nombreux appareillages électriques à haute et moyenne tension comprennent une enveloppe dans laquelle la pression est différente de la pression extérieure. La pression dans l'enveloppe peut être10 de quelques hectopascals, comme par exemple dans les disjoncteurs isolés à l'hexafluorure de soufre ou dans les câbles à isolation gazeuse isolés à l'azote. Dans d'autres cas, la pression dans l'enveloppe peut être de quelques millionièmes d'hectopascals, par exemple dans le cas des15 ampoules des interrupteurs dits "à vide". Dans tous les cas, la constance de la pression, au moins en dehors des phases de coupure pour ce qui concerne les appareils de coupure, est un facteur de bon fonctionnement futur de l'appareil. Aussi est-il nécessaire20 de contrôler la pression aussi précisément que possible. Ce contrôle est effectué pour les appareils à pression de plusieurs hectopascals (disjoncteurs, réducteurs de mesure, appareillages blindés) au moyen de pressostats, dont la technologie, malgré les difficultés dus aux risques de25 fuite, est assez bien maîtrisée. Mais ces appareils restent onéreux. Ce type d'appareil de contrôle ne peut convenir au contrôle du vide des appareillages à isolation par le vide. Il a été proposé, pour les appareillages de coupure à vide, de contrôler le vide au moment d'une coupure, au moyen de la mesure des rayons X dont l'intensité grandit lorsque le vide diminue. Cette technologie est de mise en oeuvre coûteuse et donne des résultats incertains. En outre elle ne peut être mise en oeuvre que lorsqu'une coupure a lieu,35 puisqu'elle est fondée sur l'analyse de l'arc électrique qui se développe dans la chambre de coupure. Un but de la présente invention est de réaliser un appareillage à enveloppe comprenant un organe de détection de pression intégré à l'enveloppe. Un autre but de l'invention est de réaliser une détection de type universelle, permettant de contrôler aussi bien la pression de quelques hectopascals d'un appareillage isolé à l'hexafluorure de soufre (disjoncteurs, installations avec enveloppe métallique à la terre, dites blindées) que la pression très faible (appelée aussi10 "vide"), qui règne dans une ampoule d'un interrupteur à vide. Un autre but de l'invention est de réaliser, pour ce qui concerne les interrupteurs à vide, un contrôle et une mesure du vide à tout moment, même en dehors des périodes de15 fonctionnement de l'appareil. Un autre but est de réaliser une détection fiable et de faible coût. L'invention a pour objet un appareillage électrique comprenant une enveloppe soumise à une pression de fonctionnement différente de la pression extérieure, caractérisée en ce que l'enveloppe est solidarisée à un matelas de fibres optiques. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le matelas est collé sur la paroi extérieure de l'enveloppe. En variante, le matelas est collé sur la paroi interne de l'enveloppe et les extrémités des fibres optiques traversent ladite enveloppe de manière étanche. Selon une autre variante, le matelas de fibres optiques est intégré au sein de l'enveloppe, lors de la fabrication de celle-ci. L'invention est explicitée par la description ci-après des divers modes de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente schématiquement une ampoule à vide avec un matelas de fibres optiques collé à la partie extérieure de l'enveloppe, - la figure 2 représente la section d'une ampoule à vide avec un matelas de fibres optiques intégré dans l'épaisseur de l'enveloppe. - la figure 3 représent est une vue en coupe axiale d'une portion d'un conducteur électrique de type blindé, avec matelas de fibres optiques sur la paroi interne de l'enveloppe ou sur le cône isolant support du conducteur. Le premier exemple de mise en oeuvre de l'invention concerne les interrupteurs à vide. La figure 1 montre l'enveloppe extérieure i d'une ampoule à vide à la surface extérieure de laquelle est collé un matelas 2 de fibres optiques. Un tel matelas est commercialisé par exemple par la société TACT SA (Techniques avancées de capteurs tactiles).15 Le matelas est collé par toute sa surface sur l'enveloppe en verre ou en céramique de l'ampoule au moyen de colle, après que le vide ait été fait dans l'enveloppe. Les extrémités 2A, 2B des fibres sont destinées à être reliées à une source lumineuse, par exemple une source monochromatique polarisée. Toute augmentation de pression à l'intérieur de l'ampoule (due par exemple à une fuite) se traduit par une augmentation du volume de l'ampoule, donc de sa surface extérieure. Les fibres optiques sont donc soumises à des variations de contrainte qui se traduisent25 par une variation de la phase de la lumière, qu'on peut mesurer par voie polarimétrique ou interférométrique. Pour s'affranchir des variations dues aux changement de température, on peut prévoir un matelas de fibres optiques de référence 2', soumis aux mêmes variations de température30 que le matelas 2, mais non soumis aux mêmes contraintes. Ce matelas de référence sera par exemple collé à la surface de l'enveloppe par un point ou une ligne et non par toute sa surface comme le matelas de mesure 2. La figure 2 illustre une variante d'application de l'invention à une ampoule à vide. Cette figure montre une section d'une ampoule à vide 4; dans l'épaisseur de l'enveloppe est disposé un matelas de fibres optiques 5 dont les extrémités 5A et 5B sortent à l'extérieur de l'enveloppe et peuvent être reliées à une source lumineuse et à un détecteur polarimétrique ou interférométrique; cette5 disposition est utilisée lorsque l'enveloppe de l'ampoule à vide est réalisée en polymère ou en composite, le matelas étant incorporé dans la matière de l'enveloppe au moment de la fabrication de l'ampoule à vide et pouvant supporter les conditions de polymérisation.10 Pour améliorer la sensibilité du capteur, le matelas peut être placé dans une zone amincie de l'enveloppe. La sensibilité sera d'autant meilleure que le module d'élasticité de l'enveloppe sera élevé. La détection de vide se fait comme indiqué précédemment. La figure 3 montre une portion d'une installation de type blindé comprenant une enveloppe métallique 10 à la terre et un conducteur 11 supporté par des cônes isolant tel que le cône 12. L'intérieur de l'enveloppe est rempli de gaz20 isolant tel que l'hexafluorure de soufre SF6 ou l'azote, sous une pression de plusieurs hectopascals. Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, le matelas de fibres optiques 15 est collé sur la paroi interne de l'enveloppe 10, et ses sorties 15A et 15B25 traversent l'enveloppe de manière étanche. En variante, le matelas 16 est collé sur le cône isolant. Ses extrémités 16A et 16B sortent à l'extérieur de l'enveloppe de manière étanche. En cas de diminution de la pression intérieure de l'enveloppe, en raison d'une fuite par exemple, les contraintes subies par le matelas 15 ou le matelas 16 varient. Comme précédemment, on prévoit des matelas de référence pour s'affranchir des variations de température. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits mais s'applique à tout appareillage électrique comprenant une enveloppe dont la pression intérieure est différente de la pression extérieure. REVENDICATIONS 1/ Appareillage électrique comprenant une enveloppe (1, 4, ) soumise à une pression de fonctionnement différente de la pression extérieure, caractérisé en ce que l'enveloppe est solidarisée à un matelas de fibres optiques (2, 5, 15). 2/ Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matelas (2) de fibres optiques est collé sur la paroi extérieure de l'enveloppe (1). 3/ Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matelas (15) de fibres optiques est collé sur la paroi intérieure de l'enveloppe (10), les extrémités (15A, B) des fibres optiques traversant ladite enveloppe de manière étanche. 4/ Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matelas (5) de fibres optiques est intégré au sein de l'enveloppe (4), lors de la fabrication de celle-ci.