Brevet FR2732816A1 — publié le 19961011

La présente invention a trait à la protection des transformateurs électriques triphasés, notamment du type à bain d'huile. Cette protection est à l'heure actuelle généralement assurée à l'aide de fusibles disposés en amont des bornes d'entrée des bobinages du primaire. Or, il n'est pas rare qu'en cas de surtension accidentelle l'un seul de ces fusibles fonctionne, les deux autres continuant à alimenter les bobinages correspondants à travers la terre, en risquant de provoquer d'une part une explosion dangereuse, d'autre part le fonctionnement du sectionneur automatique de courant qui assure 1' alimenta- tion de l'ensemble du réseau électrique sur lequel le transformateur est branché. C'est à cet inconvénient qu'entend principalement remédier la présente invention qui s'est fixée pour but d'opérer systématiquement la coupure totale des trois phases d'alimentation du transformateur dans le cas où une surtension accidentelle aurait entraîné la fusion de l'un quelconque des trois fusibles de protection, en évitant de la sorte tout risque d'explosion et en localisant le défaut de courant au seul transformateur avarié. L'invention consiste principalement à insérer entre chacune des trois bornes d'entrée du transformateur et le fusible ou autre dispositif limiteur de protection un déclencheur qui entre en action dès que le fusible correspondant a fonctionné, et à faire agir chaque déclencheur sur un court-circuiteur central qui, par mise à la terre immédiate des trois phases, assure le fonctionnement des deux autres fusibles. Conformément à un mode de mise en oeuvre préféré de la disposition qui précède, les déclencheurs sont agencés à la manière des percuteurs fréquemment associés aux cartouches fusibles. En conséquence, chaque déclencheur comprend un doigt mobile qui est retenu à l'encontre de moyens élastiques d'actionnement par un fil fusible monté en parallèle avec le ou les éléments fusibles de la cartouche ou autre limiteur de courant branché en amont de l'une des trois bornes d'entrée du primaire du transformateur. La libération du doigt de l'un quelconque des trois déclencheurs opère l'actionnement d'une gâchette qui libère elle-même le contact mobile, relié en permanence à la terre, du court-circuiteur dont les trois contacts fixes sont respectivement branchés sur les bornes d'entrée du transformateur, immédiatement en aval des fusibles usuels de protection de celui-ci. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux com- prendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avan tages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe axiale schématique d 'un déconnecteurlimiteur établi conformément à la présente invention. Fig. 2 est une coupe axiale partielle montrant à plus grande échelle un détail de l'un des trois déclencheurs du dispositif suivant fig. 1. Fig. 3 reproduit fig. 1 après déclenchement du dispositif et isolement du transformateur auquel il est associé. Fig. 4 illustre très schématiquement le branchement du dispositif sur l'alimentation du transformateur. En fig. 1, la référence 1 désigne une console métallique qu'on peut supposer être fixée à la cuve du transformateur à protéger, cuve qui est systématiquement mise à la terre. Cette console 1 supporte par trois colonnettes 2 un disque isolant 3 qui est équipé de trois déclencheurs 4, disposés parallèlement à l'axe dudit disque 3. Ces trois déclencheurs 4 sont identiques, de sorte qu'il suffira d'en décrire un en détail. Chaque déclencheur 4 comprend un corps tubulaire 5 dont la base renferme au moins un élément fusible 6 qui est logé à l'intérieur d'un fourreau isolant 7 et qui est branché entre le conducteur 8 correspondant à 1 'une des trois phases d'alimentation du transformateur considéré et le corps 5 précité, lui-même relié par un conducteur 9 à la borne d'entrée correspondante dudit transformateur. A l'intérieur du corps tubulaire 5 coulisse axialement un doigt 10 qu'un ressort 11 tend à expulser vers le haut. Ce doigt 10 est retenu à la position rétractée par un fil 12 réalisé en un métal fusible ; les extrémités de ce fil 12 sont respectivement fixées au corps 5 et à la borne inférieure 13 prévue à la base du fourreau isolant 7 pour le branchement du conducteur 8, ledit fil étant renvoyé par une goupille 14a (fig. 2) prenant appui contre une traverse 10b du doigt 10. Le fil fusible de retenue 12 se trouve ainsi branché en parallèle avec l'élément fusible principal 6, de sorte que lorsque cet élément 6 fond sous l'effet d'une surtension accidentelle, le fil 12 transmet l'intégralité du courant et fond à son tour, en libérant le doigt 10 qui est expulsé vers le haut par le ressort 11. Au-dessus des trois déclencheurs 4, le dispositif suivant 1 'inven- tion comporte un court-circuiteur 14 qui comprend un manchon métallique 15 fixé à la console 1 entre les colonnettes 2. A l'intérieur de ce manchon 15 coulisse axialement un contact mobile 16, prévu tubulaire afin de renfermer un ressort 17 qui, prenant appui contre un épaulement interne 15a du manchon, tend à repousser vers le bas ledit contact 16. I1 convient ici d'observer que le ressort 17 a également pour fonction d'assurer la liaison électrique entre le contact mobile 16 et la terre à laquelle la console 1 et le manchon 15 sont eux-mêmes relies. La retenue axiale du contact 16 en position haute à l'encontre du ressort 17 est assurée à l'aide de trois petites billes 18 engagées dans des perforations pratiquées dans la base ouverte du manchon 15, Une gâchette tubulaire 19, montée à coulissement axial autour du manchon 15 et soumise à l'action d'un ressort supérieur 20, oblige les billes 18 à s'appliquer contre la paroi extérieure du contact 16, audessous d'un épaulement annulaire 16a de ce dernier.Toutefois, la partie inférieure ouverte de la gâchette 19 présente des emboutis 19a à plus grand diamètre, de sorte que lorsque cette gâchette 19 est déplacée vers le haut à rencontre du ressort 20, les billes 18 sont chassées radialement vers l'extérieur en libérant le contact 16 qui se déplace brusquement vers le bas sous l'effet de son ressort 17. La gâchette 19 est en outre solidaire de trois bras radiaux 19b qui se trouvent disposés suivant les axes verticaux des corps tubulaires 5 des déclencheurs 4. L'extrémité libre de chacun de ces bras 19b est conformée pour présenter une empreinte 19c ouverte vers le bas, c'est-àdire en direction du doigt 10 renfermé par le déclencheur 4 correspondant. Le court-circuiteur 14 comprend encore trois contacts fixes 21 qui sont portés par le disque isolant 3 tout en étant rendus solidaires du corps tubulaire 5 de chacun des déclencheurs 4. Chaque contact fixe 21 forme borne pour la fixation de l'un des conducteurs 9 qui alimentent les bobinages du transformateur auquel le déconnecteur-limiteur suivant l'invention est associé. Les trois contacts 21 sont disposés et conformés afin de constituer butées pour le contact mobile 16, comne illustré en fig. 3, une fois ledit contact libéré par la gâchette 19. Fig. 4 fait bien apparaître le schéma de branchement du dispositif sur l'alimentation du transformateur considéré dont la cuve, référencée 22, est reliée à la terre en 23. on aperçoit en 6 les éléments fusibles qui équipent les déclencheurs 4, ainsi que la mise à la terre assurée par le court-circuiteur 14. Lorsque le déconnecteur-limiteur suivant l'invention se trouve en situation normale conforme à ce qui est représenté en fig. 1, le courant électrique d'alimentation traverse les trois fusibles 6 pour accéder aux trois bobinages 24 du primaire du transformateur. Dans le cas d'une surtension accidentelle, la rupture du fusible 6 de l'un au moins des déclencheurs 4 provoque la fusion du fil de retenue 12 du déclencheur considéré et la libération du doigt 10 correspondant. Ce doigt 10 est brutalement repoussé vers le haut et actionne en conséquence la gâchette 19 qui libère à son tour le contact 16. on se trouve alors à la position illustrée en fig. 3 et l'on con çoit que l'application du contact mobile 16 contre les contacts fixes 21 du court-circuiteur 14 assure la mise à la terre du ou des fusibles 6 restés intacts. Ces fusibles se rompent immédiatement en opérant le sectionnement complet du transformateur dont les trois bobinages 24 ne sont plus alimentés. on évite de la sorte tout risque d'explosion du transformateur et l'on circonscrit l'avarie à ce dernier, sans que le réseau sur lequel celui est branché puisse être affecté. I1 va de soi que le fonctionnement correct du dispositif suivant l'invention implique un calibrage précis des fusibles 6 et 12. on con çoit en outre que les fusibles 6 peuvent être remplacés par tout autre appareillage de limitation et de coupure. L'agencement du court-circuiteur 14 est susceptible d'être différent de celui qui a été exposé cidessus. On observera que le dispositif suivant l'invention peut être couplé avec des capteurs de niveau d'huile, de température ou de pression associés à la cuve du transformateur, lesdits capteurs étant branchés de façon à faire fondre un ou plusieurs fusibles principaux 6 en vue d'assurer le déclenchement du court-circuiteur 14 et d'isoler les bobinages 24 sans que les déclencheurs 4 interviennent. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Déconnecteur-limiteur de protection pour transformateur électrique triphasé dont les bobinages sont protégés par trois fusibles ou autres limiteurs de courant anti-surtension, caractérisé en ce qu'il comprend trois déclencheurs (4) insérés entre les limiteurs (6) et les bornes d'entrée des bobinages (24) pour entrer en action dès que l'un des limiteurs à fonctionné, l'un quelconque de ces déclencheurs étant agencé pour agir sur un court-circuiteur central (14) qui, par mise à la terre immédiate des trois phases, assure le fonctionnement des deux autres limiteurs et la déconnexion complète du transformateur. 2. Déconnecteur-limiteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des déclencheurs (4) comprend un doigt mobile (10) qui est retenu à l'encontre de moyens élastiques d'actionnement (11) par un fil fusible (12) monté en parallèle avec le limiteur correspondant (6), afin d'être libéré quand ce dernier fonctionne et d'actionner le courtcircuiteur (14). 3. Déconnecteur-limiteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le court-circuiteur (14) comprend un contact mobile (16) qui, relié en permanence à la terre, est retenu à l'encontre de moyens élastiques (17) par une gâchette (19) soumise à l'action de l'un quelconque des trois déclencheurs (4), lequel contact (16), une fois libéré, vient porter contre trois contacts fixes (21) reliés aux bornes d'entrée des bobinages (24). 4. Déconnecteur-limiteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la gâchette (19) agit sur des billes (18) appliquées radialement contre la paroi du contact mobile (16) et comporte des emboutis (19a) qui permettent le déplacement radial desdites billes lorsque ladite gâchette a été déplacée par l'un quelconque des déclencheurs (4). 5. Déconnecteur-limiteur suivant 1 'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la gâchette (19) comporte trois bras radiaux (19b) disposés suivant les axes des déclencheurs (4) afin d'être actionnés par le doigt mobile (10) de celui des déclencheurs (4) dont le limiteur de courant (6) a fonctionné.