Brevet FR2737614A1 — publié le 19970207

La présente invention a trait à la protection des transformateurs électriques triphasés, notamment du type à bain d'huile, utilisés en particulier sur les réseaux de distribution à moyenne tension. Ainsi qu'on l'a exposé en détail dans la Demande de Brevet fran çais n" 95 04213 déposée par la présente Demanderesse le 4 avril 1995, la protection classique de ce type de transformateurs à l'aide de fusibles limiteurs n'assure pas la deconnexion compléte du transformateur en défaut; c'est la raison pour laquelle ladite Demande de Brevet visait la réalisation d'un déconnecteur-limiteur propre à opérer systématiquement la coupure totale des trois phases d'alimentation du transformateur dans le cas où une surintensité accidentelle aurait entrainé le fonctionnement de l'un quelconque des trois fusibles limiteurs, ceci en vue d'éviter tout risque d'explosion du transformateur et de localiser le défaut de courant à ce dernier seulement pour ne pas perturber le réseau. A cet effet, le déconnecteur-limiteur immergé dans l'huile du transformateur tel que visé dans la Demande sus-indiquée comprenait d'une part trois déclencheurs insérés entre les fusibles limiteurs et les bornes d'entrée des bobinages du transformateur, ces déclencheurs fonctionnant sous l'effet dun courant anormal dû à un défaut interne du transformateur, d'autre part un court-circuiteur central dont la gâchette d'actionnement est placée sous la dépendance de l'un quelconque des trois déclencheurs précités en vue d'opérer, par mise à la terre immé- diate des trois phases d'alimentation, le fonctionnement des deux autres fusibles limiteurs et la déconnexion complète du transformateur. Un tel système assure bien la protection efficace des transformateurs triphasés, mais il implique une construction relativement complèxe et coûteuse, ainsi qu'un encombrement qui gêne son implantation dans le transformateur. En vue de remédier à ces inconvénients, la présente invention propose de faire agir les trois déclencheurs, non plus sur la gâchette d'actionnement d' un court-circuiteur central, mais sur les bornes dun circuit électrique de commande qui est lié aux trois phases d'alimentation des bobinages du transformateur concerné et qui est agencé pour que le fonctionnement de l'un quelconque des trois déclencheurs précités sous l'effet d'un courant anormal, provoque automatiquement, par fermeture dudit circuit normalement ouvert, le fonctionnement des deux autres fusibles limiteurs et la déconnexion complète du transformateur. On conçoit qu'on obtient de la sorte un fonctionnement équivalent à celui décrit à la Demande de Brevet précitée, tout en se dispensant du court-circuiteur central, ce qui réduit le coût et l'encombrement général. I1 convient d'observer qu'en vue d'améliorer encore la sécurité du transformateur triphasé concerné, il peut être avantageux d'associer à l'un au moins des trois déclencheurs un dispositif propre à sectionner mécaniquement , par exemple à l'aide d'une lame portée par une pièce mobile, l'élément fusible et le fil qui retient le doigt mobile dudit déclencheur, ce sectionnement intervenant sous l'effet de la modification d'un paramètre autre que la surintensité, par exemple à la suite d'une élévation anormale de la pression à l'intérieur de la cuve qui renferme le bain d'huile du transformateur. 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 de l'un des trois déclencheurs d'un déconnecteur-limiteur établi conformément à l'invention. Fig. 2 reproduit fig. 1 après fonctionnement (fusion) de l'élément fusible incorporé à ce déclencheur. Fig. 3 est un schéma illustrant l'agencement des trois déclencheurs et leur raccordement mutuel en amont des bobinages dun transformateur triphasé. Fig. 4 et 5 montrent l'agencement et le fonctionnement d'un déclencheur équipé d'un dispositif pour le sectionnement mécanique de l'élément fusible et du fil de retenue. En fig. 1, la référence 1 désigne un fourrreau isolant qui est équipé d'une tête conductrice 2 pourvue d'une borne d'entrée 3. Cette tête 2 est reliée électriquement par un élément fusible 4 à un dé métallique 5 rigidement fixé au fourreau 1, ce dé 5 étant latéralement solidaire d'une borne de sortie 6. Au-dessous du dé fixe 5, le fourreau isolant 1 renferme un doigt mobile 7 qu'un ressort 8a, prenant appui contre ledit dé, tend à repousser vers le bas. Le doigt 7 est toutefois maintenu en position haute par un étrier 8 qu'un fil fusible 9, traversant axialement le dé 5 tout en étant réuni électriquement à celui-ci, relie à la tête 2. Ce fil 9 se trouve ainsi branché en parallèle avec l'élément fusible de protection 4. Le doigt 7 porte une barrette transversale 10 en métal qui est guidée dans des lumières longitudinales la du fourreau 1. Les extrémités de cette barrette mobile 10 sont prévues dépassantes de manière à pouvoir coopérer, en fin de course vers le bas, avec deux contacts ou plots fixes 11 et 12 prévus sur une embase isolante 13 du fourreau 1. Le fonctionnement d'un tel déclencheur se comprend aisément. Aussi longtemps que l'intensité du courant qui traverse l'appareil entre les bornes 3 et 6 est inférieure à la valeur de fusion de l'élément fusible 4, le doigt porte-barrette 7 est maintenu à la position haute illustrée en fig. 1, si bien que le circuit associé aux plots 11 et 12 est ouvert. Si cet élément fusible 4 vient à fonctionner à la suite d'une surintensité accidentelle, le fil 9, calibré de façon à ne pouvoir transiter qu'une intensité inférieure à celle de l'élément fusible 4, se sectionne et libère le doigt 7 (fig. 2) dont la barrette 10 vient, à la manière d'un contact, porter simultanément contre les deux plots 11 et 12. Le circuit associé à ces plots est ainsi fermé. Comme montré en fig. 3, le déconnecteur-limiteur suivant 1 'inven- tion comprend trois déclencheurs identiques à celui décrit ci-dessus en référence à fig. 1 et 2. Chacun de ces déclencheurs, référencés 14, 15 et 16, est branché, en amont des bobinages du transformateur triphasé à protéger, sur l'une des trois phases d'alimentation de celui. Sur chaque phase du réseau est monté un fusible limiteur principal 17 qui est branché sur la borne d'entrée 3 du délencheur correspondant, la borne de sortie 6 de celui étant reliée par un conducteur 18 à l'un des trois bobinages 19 du primaire du transformateur. Aux plots 11 et 12 de ces trois déclencheurs 14, 15 et 16 est associé un circuit de commande 20 et l'analyse de ce circuit 20 montre - en ce qui concerne le déclencheur 14, que son plot 11 est relié par un conducteur 21 au conducteur 18 reliant la borne de sortie 6 du déclencheur 16 au bobinage 19 correspondant tandis que son plot 12 est réuni par un conducteur 22 au conducteur 18 reliant le déclencheur 15 à son bobinage 19 - en ce qui concerne le déclencheur 15, que son plot 11 est relié par un conducteur 23 au conducteur 18 reliant le déclencheur 14 à son bobinage 19, tandis que sur son plot 12 est fixé un conducteur 24 aboutissant au conducteur 18 reliant le déclencheur 16 à son bobinage 19 - et enfin en ce qui concerne le déclencheur 16, que ses plots 11 et 12 sont sélectivement reliés par des conducteurs 25 et 26 au conducteur 18 issu du déclencheur 14, respectivement au conducteur 18 issu du déclencheur 15. Le circuit de commande 20 ainsi constitué se trouve à l'état ouvert par suite de la position haute des trois barrettes 10, ce qui évite tout court-circuit entre les phases. I1 est clair toutefois que le fonctionnement de l'un quelconque des trois déclencheurs 14, 15 et 16 provoque systématiquement, par sectionnement du fil de retenue 9, abaissement du doigt 7 et portée simultanée de sa barrette 10 contre les deux plots correspondants 11 et 12, la fermeture d'une partie du circuit 20 et, par court-circuit inter-phases, la fusion des éléments fusibles 4 des deux autres déclencheurs, ainsi que la fusion des deux fusibles limiteurs 17 correspondants. Le transformateur se trouve ainsi complètement déconnecté du réseau d'alimentation. Comme on l'a indiqué plus haut, le déconnecteur-limiteur suivant l'invention peut être avantageusement doté d'un dispositif additionnel propre à améliorer encore la sécurité de fonctionnement du transformateur sur lequel il est monté. On peut notamment craindre qu'un léger défaut d'isolation ne provoque dans la cuve du transformateur une surintensité qui est insuffisante pour provoquer la fusion de l'élément fusible 4 de l'un quelconque des trois déclencheurs, mais qui est néanmoins susceptible de provoquer l'échauffement intempestif du bain d'huile et l'explosion de ladite cuve. A la manière illustrée en fig. 4, à la tête 2 de l'un au moins des trois déclencheurs 14, 15 ou 16 est fixé latéralement un guide tubulaire 27 dans l'ouverture duquel est monté un coulisseau 28 propre à se déplacer perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau 1 du déclencheur envisagé. Ce fourreau 1 est découpé d'une lumière verticale afin que l'extrémité du coulisseau 28 puisse pénétrer à son intérieur ; cette extrémité est équipée d'une lame supérieure 29 et elle est profilée afin que sa partie inférieure 28a forme poussoir. A côté du déclencheur envisagé est prévu un pressostat de type usuel dont la sonde est disposée à l'intérieur de la cuve du transformateur afin de déceler et de capter toute élévation anormale de la pression interne de ladite cuve. L'organe mobile 30 de ce pressostat se trouve placé en vis-à-vis de l'extrémité extérieur du coulisseau 28, comme montré en fig. 4. A la position normale de cet organe 30, la lame de coupe 29 et le poussoir 28a n'interfèrent pas avec l'élément fusible 4 et le fil de retenue 9 du déclencheur. En cas de surpression dans la cuve du transformateur, l'organe 30 se déplace (flèche 31 de fig. 5) et repousse le coulisseau 28 dont la lame 29 vient sectionner le fil 9 et l'élément fusible 4, lequel est dévié latéralement par le poussoir 28a en vue d'éviter tout risque de formation d'arc. Bien évidemment la libération du doigt 7 assure l'ap- plication de la barrette 10 contre les plots 11 et 12, de sorte qu'on assiste à un fonctionnement identique à celui ci-dessus décrit en référence à fig. 1 à 3. Les trois déclencheurs assurent dans ces conditions la déconnexion totale du transformateur, de la même manière qu'en cas de surintensité. 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 transformateurs électriques triphasés immergés dans l'huile, du genre comprenant trois déclencheurs (14, 15, 16) insérés entre des fusibles principaux de protection (17) et les bobinages (19) du primaire du transformateur à protéger afin d'entrer en action dès que l'un quelconque des déclencheurs a fonctionné, lesdits déclencheurs étant agencés pour opérer en pareil cas le fonctionnement des deux autres fusibles limiteurs en assurant ainsi la déconnexion complète du transformateur, caractérisé en ce que les déclencheurs agissent sur un circuit ouvert de commande (20) qui est lié aux trois bornes (6) d'alimentation des bobinages (19) afin que la fermeture de ce circuit de commande sous 'effet du fonctionnement de l'un des déclencheurs assure, par court-circuit entre phases, la déconnexion complète du transformateur. 2. Déconnecteur-limiteur suivant la revendication 1, du genre dans lequel chaque déclencheur comprend, monté en parallèle avec un élément fusible (4), un fil fusible (9) qui assure normalement la retenue d'un doigt mobile (7) à l'encontre de moyens élastiques (8a), caractérisé en ce que le doigt (7) porte une barrette (10) propre à venir s'appliquer simultanément contre deux plots fixes (11 et 12) intégrés au circuit de commande (20) de façon à fermer ledit circuit. 3. Déconnecteur-limiteur suivant 1 'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à 1 'un au moins des trois déclencheurs est associé un dispositif propre à assurer le sectionnement mécanique de l'élément fusible (4) et du fil de retenue (9) sous l'effet de la modification accidentelle dlun paramètre autre qu'une surintensité, notamment la pression intérieure de la cuve du transformateur. 4. Déconnecteur-limiteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de sectionnement mécanique comprend un coulisseau (28) qui est soumis à l'action de l'organe mobile (30) d'un pressostat associé à la cuve et qui porte une lame de coupe (29) agencée pour sectionner l'élément fusible (4) et le fil (9) lors du déplacement dudit coulisseau sous l'effet d'une surpression interne.