Brevet FR2774803A1 — publié le 19990813

TRANSFORMATEUR D'INTENSITE POUR UNE INSTALLATION DE COMMUTATION A ISOLATION GAZEUSE La présente invention concerne un transformateur d'intensité pour une installation de commutation monophasée ou multiphasee, à isolation gazeuse, comportant au moins un tube de support sur lequel est monté au moins un bobinage secondaire contenant un noyau magnétique, ce tube étant traversé par un conducteur primaire, et connecté électriquement, à ses extrémités, à deux plaques métalliques polygonales, disposées parallèlement, constituant des flasques de fermeture d'une enceinte contenant notamment ledit noyau magnétique et ledit bobinage secondaire. On connaît déjà des appareils de ce type qui présentent différents inconvénients auxquels la présente invention se propose d'apporter une solution avantageuse d'un point de vue technique et économique. Le certificat d'utilité allemand DE-GM 7914263 décrit un transformateur d'intensité unipolaire de ce type. Le tube support du noyau est mis en place dans des évidements appropriés ménagés dans deux plaques d'extrémité. Une bague d'isolation est associée à une plaque pour éviter une liaison électrique entre les deux plaques à travers le tube support. Un tube cylindrique périphérique entourant le noyau est disposé entre les deux plaques qui sont par ailleurs couplées l'une à l'autre au moyen de vis de serrage. L'ajustage en longueur du tube de support et du tube cylindrique périphérique permet de réaliser de manière simple différents transformateurs pourvus d'un nombre variable de noyaux ayant des longueurs différentes. Toutefois, le diamètre extérieur du transformateur est obligatoirement supérieur à celui du noyau le plus grand, pour menager un espace permettant le passage des vis de serrage. Etant donné que le diamètre du transformateur est déterminant pour évaluer l'encombrement d'une installation multipolaire, puisqu'il définit l'écart entre les transformateurs correspondant respectivement à chacune des phases, la solution préconisée n'est pas avantageuse parce qu'elle ne permet pas de réduire les dimensions de l'installation. La demande de brevet européen publiée sous le No EP 0 665 561 A1 décrit un transformateur d'intensité à noyau annulaire unipolaire dont l'enceinte métallique se compose de deux pièces moulées. L'une de ces pièces o constitue une plaque de base et l'autre pièce constitue les parois latérales de l'enceinte métallique et la plaque de fermeture supérieure. Les deux parties comportent chacune une ceinture périphérique, ces ceintures étant agencées pour être juxtaposées et partiellement emboîtées et serrées l'une contre l'autre par des boulons. Le diamètre de ces ceintures est supérieur au diamètre du noyau. Pour modifier la longueur du transformateur d'intensité, il est nécessaire de modifier en conséquence la longueur des deux pièces moulées. La conséquence en est que, pour chaque type de transformateur d'intensité, il est obligatoire de réaliser deux moules correspondant respectivement aux deux pièces moulées ayant des longueurs distinctes. La présente invention a pour but de réaliser un transformateur d'intensité de ce type de construction simple, qui peut être réalisé en plusieurs dimensions et, en particulier, avec des noyaux magnétiques de différentes longueurs, et à l'aide de composants faciles à fabriquer. Ce but est atteint par le transformateur selon l'invention, caractérisé en ce que le tube de support est étanche aux gaz et s'emboîte à ses extrémités, de façon étanche, dans des évidements appropriés ménagés dans lesdits flasques de fermeture de l'enceinte, I'une desdites extrémités étant connectée audit flasque de fermeture correspondant par un anneau intermédiaire d'un matériau isolant, et lesdits flasques de fermeture étant reliés entre eux par des tiges de liaison rigides disposées dans les angles de ces flasques. De façon avantageuse, pour une installation multiphasée, les flasques de fermeture sont communs à plusieurs noyaux magnétiques correspondant respectivement à plusieurs phases et comportent chacun plusieurs évidements agencés pour recevoir et loger de façon étanche une extrémité d'un tube de support d'un des noyaux magnétiques correspondant à une des phases. De préférence, lesdits évidements sont disposés linéairement. Dans une forme de réalisation préférée, les tiges de liaison sont électriquement connectees par leurs extrémités avec les flasques de fermeture. Cette liaison se fait par vissage avec lesdits flasques de fermeture. Le transformateur peut en outre comporter deux tiges de liaison disposées entre deux bobinages secondaires adjacents correspondant à deux des phases de l'installation. Dans la forme de réalisation préférée, lesdits flasques de fermeture sont identiques. Le bobinage secondaire est avantageusement rendu solidaire de l'un desdits flasques de fermeture au moyen d'au moins une sangle de serrage et ledit flasque comporte au moins une protubérance et une ouverture ménagée dans cette protubérance pour permettre le passage de ladite sangle de serrage. De préférence, les tiges de liaison sont de section transversale quadrangulaire et ladite enceinte comporte des parois latérales fixées auxdites tiges de liaison. Lesdites parois latérales sont avantageusement fixées aux tiges de liaison au moyen de vis, et les vis sont disposées de façon asymétrique par rapport à l'axe longitudinal du transformateur. De façon avantageuse le transformateur comporte une boîte de connexion contenant des bornes de raccordement électriquement connectées auxdits bobinages secondaires. io La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un mode de réalisation et aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en perspective éclatée d'un transformateur d'intensité monophasé selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe axiale du transformateur d'intensité de la figure 1, - la figure 3 est une vue en élévation illustrant partiellement une installation comportant au moins deux transformateurs d'intensité correspondant à celui des figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue en perspective, partiellement coupée, d'un transformateur d'intensité multiphasé selon l'invention, - la figure 5 est une vue de dessus du transformateur d'intensité de la figure 4, - la figure 6 est une vue en coupe axiale du transformateur d'intensité de la figure 5, et -la figure 7 est une vue en coupe transversale du transformateur d'intensité de la figure 5. En référence aux figures 1 et 2, le transformateur d'intensité 10 monophasé tel que représenté comporte un tube de support 11 portant au moins un, mais s dans le présent cas trois noyaux annulaires 12, 13 et 14 respectivement entourés de bobinages secondaires 15, 16 et 17. Ces bobinages secondaires sont superposés et disposés coaxialement par rapport au tube de support 11. Ils sont serrés les uns contre les autres au moyen d'une sangle de serrage 18. Le tube de support 11 ainsi que les bobinages secondaires 15, 16 et 17 to sont disposés à l'intérieur d'une enceinte 19 définie par deux plaques métalliques constituant respectivement un flasque de fermeture inférieur 20 et un flasque de fermeture supérieur 21, et par quatre parois latérales constituées par des plaques métalliques 22, 23, 24 et 25. Les flasques de fermeture 20 et 21 sont reliés entre eux par des tiges de liaison 26 disposées aux angles des flasques de fermeture 20 et 21, qui ont de préférence une forme polygonale et, dans le présent cas, une forme carrée. Les deux flasques de fermeture 20 et 21 sont fixés par vissage aux extrémités des tiges de liaison 26 et les plaques métalliques 22, 23, 24 et 25 sont vissées sur les tiges de liaison 26. Le flasque de fermeture inférieur 20 présente deux protubérances 27 et 28, diamétralement opposées, et comportant chacune une ouverture traversante, respectivement 29 et 30, permettant le passage de deux sangles de serrage 18, diamétralement opposées, prévues pour assurer le maintien en position des bobinages secondaires autour du tube support 11. Comme le montre plus particulièrement la vue en coupe de la figure 2, le tube de support 11 est logé, à ses extrémités, dans des évidements ménagés dans les deux flasques de fermeture 20 et 21. A cet effet, ces deux flasques sont profilés de façon appropriée pour recevoir ces extrémités du tube de support.. Des joints annulaires 37 assurent l'étanchéité entre le tube de support 11 et les flasques de fermeture 20, 21. Le tube de support est électriquement isolé par rapport au flasque de fermeture inférieur 20 au moyen d'un anneau 38 isolant et est électriquement connecté au flasque de fermeture supérieur 21. Une boîte de connexion 32 contenant des bornes de raccordement est montée latéralement sur le transformateur 10 et plus particulièrement sur la plaque métallique 23 constituant l'une des parois latérales de l'enceinte 19. La figure 3 illustre principalement la juxtaposition de deux transformateurs to d'intensité 10 tels que celui défini ci-dessus. Afin d'éviter des surépaisseurs dues aux vis 33, 34 d'une part et 35, 36 d'autre part, de fixation des plaques métalliques constituant les parois latérales des deux transformateurs d'intensité disposés côte à côte, ces vis sont fixées de façon asymétrique. Deux vis d'une plaque, dont l'une est disposée à proximité de son angle supérieur et l'autre à proximité de son angle opposé inférieur, sont utilisées pour fixer la plaque aux deux tiges de liaison 26 correspondantes. Cette manière de procéder permet de diminuer l'encombrement du transformateur. Par ailleurs, on notera que les flasques de fermeture inférieur et supérieur ont un même profil, ce qui permet de réduire les coûts de fabrication et d'éviter le stockage de deux pièces différentes. En référence aux figures 4 a 7, le transformateur d'intensité multiphasé 10a, et plus spécifiquement triphasé représenté, comporte trois tubes de support 1 a, 1 b et 11c portant chacun au moins un, mais dans le présent cas trois noyaux annulaires 12a, 12b, 12c; 13a, 13b, 13c; 14a, 14b, 14c respectivement entourés de bobinages secondaires 15a, 15b, 15c; 16a, 16b, 16c; 17a, 17b, 17c. Ces bobinages sont superposés et disposés coaxialement comme ceux du transformateur 10 décrit précédemment. Ils sont également serrés et maintenus en place par des sangles de serrage 18a. Les tubes de support 11 a, 11 b et 11c ainsi que les bobinages correspondants sont disposés à l'intérieur d'une enceinte 19a définie par deux plaques métalliques constituant respectivement un flasque de fermeture inférieur 20a et un flasque de fermeture supérieur 21a et par quatre parois latérales constituées par des plaques métalliques 22a, 23a, 24a et 25a. On notera que l'enceinte 19a est commune pour les trois tubes de support et les bobinages secondaires correspondants. Comme précédemment, les flasques de fermeture 20a et 21a comportent des évidements profilés de façon appropriée pour recevoir les extrémités des tubes de support. Ces tubes sont électriquement isolés par rapport au flasque de fermeture inférieur 20a grâce à un anneau d'un matériau électriquement isolant et électriquement connectée au flasque de fermeture supérieur 21a. Les flasques de fermeture 20a et 21a sont reliés entre eux par des tiges de liaison 26a disposées aux angles des flasques de fermeture de forme rectangulaire et par des tiges de liaison 26b intermédiaires, disposées deux à deux entre deux tubes de support adjacents et les bobinages secondaires correspondants,. Comme précédemment, les plaques métalliques 22a, 23a, 24a et 25a constituant les parois latérales sont de forme rectangulaire et sont vissées directement sur les tiges de liaison 26a et 26b. Le transformateur d'intensité selon l'invention permet de regrouper les composants correspondant aux différentes phases de manière à réduire lI'encombrement. L'encombrement de l'enceinte est à peine supérieur à celui du ou des bobinages secondaires. Pour la réalisation monophasée, le regroupement de plusieurs phases génère un encombrement légèrement supérieur à celui qui est généré par le regroupement de plusieurs phases dans la même enceinte selon la réalisation multiphasee. La construction de ce transformateur d'intensité est en outre avantageuse du fait qu'une variation des dimensions du tube de support, du noyau magnétique et des bobinages secondaires n'entraîne pas des surcoûts importants. La construction est aisée et aboutit à un appareil robuste. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit, mais s'étend à toute variante ou modification évidente pour un homme du métier. REVENDICATIONS 1. Transformateur d'intensité pour une installation de commutation monophasée ou multiphasée, à isolation gazeuse, comportant au moins un tube de support sur lequel est monté au moins un bobinage secondaire contenant un noyau magnétique, ce tube étant traversé par un conducteur primaire, et connecté électriquement à ses extrémités, à deux plaques métalliques polygonales, disposées parallèlement, constituant des flasques de fermeture d'une enceinte contenant notamment ledit noyau magnétique et o10 ledit bobinage secondaire, caractérisé en ce que le tube de support (11; 1 la, 11 b, 11 c) est étanche aux gaz et s'emboîte à ses extrémités, de façon étanche, dans des évidements appropriés ménagés dans lesdits flasques de fermeture (20, 20a; 21, 21a) de l'enceinte (19; 19a), I'une des extrémités étant connectée audit flasque de fermeture correspondant (20; 20a) par un anneau intermédiaire (31) d'un matériau isolant, lesdits flasques de fermeture étant reliés entre eux par des tiges de liaison rigides (26; 26a) disposées dans les angles de ces flasques. 2. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour une installation multiphasée, les flasques de fermeture (20a, 21a) sont communs à plusieurs noyaux magnétiques (12a, 12b, 12c; 13a, 13b, 13c; 14a, 14b, 14c) correspondant respectivement à plusieurs phases et comportent chacun plusieurs évidements agencés pour recevoir et loger de façon étanche une extrémité d'un tube de support d'un des noyaux magnétiques correspondant à une des phases. 3. Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits évidements sont disposés linéairement. 4. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges de liaison (26) sont électriquement connectés par leurs extrémités avec lesdits flasques de fermeture (20, 21). 5. Transformateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les tiges de liaison (26) sont liées par vissage avec lesdits flasques de fermeture. 6. Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre deux tiges de liaison (26b) disposées entre deux bobinages secondaires adjacents correspondant à deux des phases de l'installation. 7. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits flasques de fermeture (20, 20a; 21, 21 b)) sont identiques. 8. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bobinage secondaire est rendu solidaire de l'un desdits flasques de fermeture au moyen d'au moins une sangle de serrage (18). 9. Transformateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit flasque de fermeture (20) comporte au moins une protubérance (27, 28) et une ouverture (29, 30) ménagée dans cette protubérance pour permettre le passage de ladite bande de serrage (18). 10. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges de liaison (26) sont de section transversale quadrangulaire. 11. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enceinte (19) comporte des parois latérales (22, 23, 24, 25) fixées auxdites tiges de liaison (26). 12. Transformateur selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites parois latérales sont fixées aux tiges de liaison (26) au moyen de vis, et en ce que les vis sont disposées de façon asymétrique par rapport à l'axe longitudinal du transformateur (10). 13. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une boîte de connexion (32) contenant des bornes de raccordement électriquement connectées auxdits bobinages secondaires.