Brevet FR2829614A1 — publié le 20030314

La présente invention concerne une traversée électrique destinée à relier les phases d'un réseau de distribution électrique aux organes d'un appareil électrique, tel qu'un transformateur MT/BT. L'invention concerne également un transformateur MT/BT comprenant une telle traversée électrique. L'invention concerne enfin un procédé de fabrication d'une telle traversée électrique. Les transformateurs MT/BT comprennent une cuve dans laquelle sont plongés les organes de l'appareil électrique. Les traversées électriques sont généralement constituées d'un corps unique réalisé dans un matériau devant allier différentes caractéristiques. En effet, la partie supérieure du corps est placée en extérieur tandis que sa partie inférieure est plongée dans un liquide-tel qu'un liquide diélectriquecontenu dans la cuve. Il est donc nécessaire que le corps présente des propriétés-notamment mécaniques-lui permettant de résister aux contraintes extérieuresrayonnement ultraviolet, pollution, etc-mais également des propriétés diélectriques. En outre, le corps doit présenter une bonne tenue aux courants de cheminement. Un tel corps est fréquemment réalisé en porcelaine. La porcelaine est un matériau économique répondant aux exigences précédentes. Cependant, la porcelaine est un matériau fragile. De ce fait, l'utilisation de ce matériau impose des épaisseurs de paroi importantes, ce qui interdit, à encombrement extérieur donné, de disposer à l'intérieur de la traversée d'un volume utile à l'implantation, par exemple, d'un organe de protection tel qu'un fusible MT. Le document FR 2 769 123 décrit une traversée isolante pour transformateur MT/BT permettant de s'affranchir de certains inconvénients précités. Cette traversée est réalisée à partir d'un tube de résine et de fibre de verre de hautes qualités diélectriques et mécaniques, lequel est recouvert d'un revêtement élastomère destiné à assurer la tenue du système face aux contraintes d'environnement et à garantir une tenue aux courants de cheminement. Cette traversée permet d'obtenir une grande robustesse mécanique et, grâce à une épaisseur de paroi réduite, de disposer d'un volume intérieur utile suffisant pour y loger un organe tel qu'un fusible MT. Elle permet en outre une ouverture en partie supérieure permettant d'accéder à ce fusible sans dépose de celui-ci. Cependant, il faut mettre en oeuvre des procédés industriels très complexes pour réaliser de telles traversées, notamment pour fixer les pièces métalliques par collage et surmouler l'élastomère. Le but de l'invention est de proposer une traversée électrique qui, d'une part, ne présente pas les inconvénients des traversées électriques en porcelaine et, d'autre part, soit plus simple à réaliser que les traversées présentées dans le document FR 2 769 123. Ce but est atteint par l'utilisation d'une traversée électrique comprenant deux corps distincts. Cette traversée électrique est destinée à relier les phases d'un réseau de distribution électrique aux organes d'un appareil électrique tel qu'un transformateur MT/BT, compris dans une cuve. La traversée est destinée à être en partie à l'intérieur de la cuve et en partie à l'extérieur de la cuve. La traversée comprend deux corps distincts sensiblement rigidement liés l'un à l'autre, le premier corps étant destiné à être placé sensiblement intégralement à l'extérieur de la cuve, le deuxième corps étant destiné à être au moins en partie logé dans la cuve. On peut ainsi fabriquer séparément les deux corps par des procédés adaptés à chacun et donc plus simples. Par ailleurs, le choix des matériaux peut être optimisé en fonction des contraintes s'exerçant sur chacun des deux corps. On peut choisir un matériau particulièrement adapté pour chaque corps plutôt qu'un matériau d'ensemble présentant un ensemble de propriétés moyennes. Ainsi, on peut, par exemple, réaliser le premier corps en résine-telle qu'une résine époxydique cycloaliphatique-ou en matériau analogue de sorte que le premier corps présente des propriétés, notamment mécaniques, adaptées aux contraintes extérieures. La fabrication est d'autant facilitée que l'on réalise le premier corps en une pièce, celui-ci comprenant, en sa partie extrême inférieure, un rebord s'étendant sensiblement perpendiculairement vers l'extérieur et pourvu de moyens de fixation avec la cuve. On peut réaliser le deuxième corps sous forme de tube à paroi fine et, par exemple choisir un matériau isolant vis-à-vis de la cuve et chimiquement compatible avec le diélectrique de la cuve. Le premier corps de la traversée électrique peut être cylindrique creux. Le deuxième corps peut également être cylindrique creux. Le diamètre extérieur du deuxième corps est alors inférieur au diamètre intérieur du premier corps, de sorte que le deuxième corps est apte à être emmanché dans un alésage aménagé sur le diamètre intérieur du premier corps. Le premier corps comprend en sa partie extrême supérieure un fond. Afin d'établir la liaison électrique entre l'appareil et les phases du réseau de distribution, la traversée électrique comprend un boulon traversant le fond du premier corps. Le premier corps comprend une face extérieure pouvant être recouverte en sa partie inférieure d'un revêtement conducteur destiné à éviter les effets de couronne. En effet, ceux-ci peuvent apparaître suite à des contraintes diélectriques trop importantes dans l'environnement des moyens de fixation. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un transformateur MT/BT comprenant une telle traversée électrique, le premier corps étant placé sensiblement intégralement à l'extérieur de la cuve, le deuxième corps étant au moins en partie logé dans la cuve. Selon un dernier aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une traversée électrique dans lequel le premier corps peut être moulé en une étape et en une seule pièce. Ainsi, on s'affranchit de l'étape consistant en la fixation du rebord sur le cylindre. Le fait que le premier corps se limite à la partie extérieure de la traversée électrique réduit le volume de la pièce moulée et donc le coût de l'outillage correspondant. Les autres caractéristiques de l'invention résultent de la description qui suit d'un mode de réalisation, description effectuée en référence aux figures annexées dans lesquelles : - La figure 1 est une vue en coupe d'une traversée selon l'invention placée sur la cuve d'un appareil ; - La figure 2 est une vue en coupe du premier corps ; - La figure 3 est une vue à plus grande échelle du détail A de la figure 1 sur laquelle on a représenté les moyens de fixations et le revêtement conducteur ; - La figure 4 est une vue agrandie du détail B de la figure 1 représentant le boulon permettant d'établir la liaison électrique entre l'appareil et le réseau de distribution ; - La figure 5 est une vue en coupe d'un moule permettant de réaliser le premier corps. L'invention concerne une traversée électrique 1 destinée à relier les phases d'un réseau de distribution électrique aux organes d'un appareil électrique tel qu'un transformateur MT/BT. La traversée électrique 1 est destinée à être installée en partie à l'intérieur et en partie à l'extérieur d'une cuve 2 d'un appareil électrique. La traversée électrique 1 (figures 1 et 2) comprend deux parties distinctes : un premier corps 3 et un deuxième corps 4. Comme représenté sur la figure 2, le premier corps 3 est sensiblement cylindrique définissant un diamètre intérieur 5. Dans l'ensemble de la description qui va suivre, on définit les termes supérieur , inférieur , haut et bas par rapport au cas d'une traverse placée verticalement sur une paroi horizontale. La description s'applique cependant également à une traverse qui ne serait pas placée verticalement. Le premier corps 3 présente deux parties extrêmes, une partie extrême supérieure 6 et une partie extrême inférieure 7. En sa partie extrême supérieure 6, le premier corps est fermé par un fond 8. Le premier corps 3 est ouvert en sa partie extrême inférieure 7. Le premier corps 3 comprend également une paroi latérale 9. La paroi latérale 9 définit une face latérale intérieure 10 et une face latérale extérieure 11. Du côté de la partie extrême inférieure 7, la paroi latérale 9 présente, selon les figures 1 et 2, un coude 12 de façon à former un rebord 13 radial orienté vers l'extérieur. Le rebord 13 est destiné à venir en appui contre une paroi supérieure 14 de la cuve 2. En la partie extrême inférieure 7 du premier corps 3, la face latérale extérieure 11 présente, en coupe axiale, un angle sensiblement droit. De même en la partie extrême inférieure 7 du premier corps 3, la face latérale intérieure 10 présente, en coupe axiale, trois portions de droites 15,16, 17. La portion 15 est parallèle à l'axe de révolution, la portion 16 est perpendiculaire à l'axe de révolution et la portion 17 est oblique. La portion 17 est placée de telle sorte que, lorsque la traversée 1 est placée sur la cuve 2, il existe vers la partie extrême inférieure 7 du premier corps 3 un espace annulaire 18, de section sensiblement triangulaire en coupe axiale. Dans d'autres modes de réalisation non représentés, il est possible d'avoir un espace 18 dont la section n'est pas triangulaire. Sur la face latérale intérieure 10, se trouve un alésage 19 de diamètre supérieur au diamètre intérieur 5 du corps 3, sur une hauteur d'alésage h1, permettant l'emmanchement du deuxième corps 4. Sur la face latérale extérieure 11, se trouve au moins une jupe 20 en saillie s'étendant sensiblement perpendiculairement depuis la face latérale extérieure 11 du corps 3 vers l'extérieur. Il peut y avoir, par exemple, de 3 à 10 jupes. Chaque jupe 20 est sensiblement annulaire et perpendiculaire à l'axe du premier corps et présente dans un plan axial une section sensiblement triangulaire 21, en pointe vers un sommet 22 éloigné de la face latérale extérieure 11. La hauteur radiale h2 de la section triangulaire 21 est sensiblement égale à l'épaisseur de la paroi latérale 9. Dans un autre mode de réalisation, la hauteur radiale h2 peut être supérieure à l'épaisseur de la paroi latérale 9, la forme de la section pouvant être différente. Les jupes 20 ont pour rôle d'augmenter la longueur de la génératrice et de créer des zones sèches en cas de pluie. Il est possible de choisir le nombre et la section des jupes en fonction des caractéristiques de la traversée électrique 1, du réseau de distribution et/ou de l'appareil à relier au réseau. Dans un mode de réalisation de l'invention, on utilise comme matériau pour le premier corps 3 une résine époxydique cycloaliphatique. Une telle résine est un matériau onéreux mais ce matériau possède des propriétés le rendant particulièrement adapté à la réalisation du premier corps 3. De plus, l'utilisation de cette résine étant strictement réservée au premier corps 3, le coût d'une telle traversée est tout à fait acceptable au regard de ses performances. Dans un autre mode de réalisation, il est possible d'utiliser un autre matériau présentant les propriétés exigées et permettant d'obtenir une épaisseur de la paroi latérale 9 suffisamment fine. Comme l'illustre la figure 3, le premier corps 3 est recouvert à l'extérieur en sa partie inférieure d'un revêtement conducteur 23 destiné à éviter les effets de couronne. Le revêtement 23 peut s'étendre entre la partie extrême inférieure 7 et le sommet 22 de la jupe 20 la plus basse. Selon le mode de réalisation représenté, le deuxième corps 4 est sensiblement cylindrique et présente un diamètre extérieur 24 adapté pour permettre au deuxième corps 4 de s'emmancher dans le premier corps 3 grâce à l'alésage 19. Le diamètre de l'alésage 19 est égal ou légèrement supérieur au diamètre 24 de sorte que le corps 4 pourrait être emmanché à force. Néanmoins, l'alésage 19 a principalement pour but d'assurer la coaxialité entre les deux corps 3 et 4. Le deuxième corps 4 est ouvert en sa partie extrême supérieure 25 et en sa partie extrême inférieure 26. Le deuxième corps 4 comprend une partie emmanchée 27 dans le premier corps 3 et une partie immergée 28 dans la cuve 2. La profondeur d'emmanchement-hauteur de la partie emmanchée 27- correspond à la hauteur d'alésage h1 dans le premier corps 3 et doit être suffisante pour assurer un bon positionnement du premier corps 3 dans le deuxième corps 4. Généralement, la hauteur de la partie emmanchée 27 est très inférieure à la hauteur de la partie immergée 28. Le deuxième corps 4 est un tube isolant, par exemple réalisé en carton phénolique qui présente l'intérêt d'être peu cher. La paroi supérieure 14 de la cuve 2 comprend au moins un trou circulaire 29 ménageant une ouverture pour la mise en place de la traversée 1. Dans le cas d'un réseau triphasé, on a trois trous 29, un pour chaque traversée. Le contact entre la paroi 14 de la cuve 2 et la traversée 1 se fait principalement entre le rebord 13 du premier corps 3 et la paroi 14 de la cuve 2. Des moyens de fixation peuvent être prévus afin de fixer la traversée 1 à la cuve 2. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, on a placé plusieurs boulons 30 sur le rebord 13. Il est possible d'utiliser d'autres moyens de fixations pour fixer rigidement la traversée 1 à la cuve 2. Il peut également y avoir un contact entre la paroi 14 de la cuve 2 et la traversée 1 au niveau du trou 29 entre la paroi 14 et le deuxième corps 4. Toujours en référence à la figure 3, dans l'espace 18 vient se loger un joint torique 31. Le joint 31 d'étanchéité est situé entre le premier corps 3, la paroi supérieure 14 de la cuve 2 et le deuxième corps 4. Le joint 31 est écrasé suite à la fixation de la traversée 1 sur la cuve 2 assurant ainsi le maintien axial du deuxième corps 4 par rapport au premier corps 3. Le joint 31 a aussi pour fonction d'assurer l'étanchéité d'une part entre l'intérieur de la cuve 32 et l'extérieur et d'autre part entre le premier corps 3 et le deuxième corps 4. Le fait d'utiliser le joint 31 entre la traversée 1 et la cuve 2 pour immobiliser axialement le deuxième corps 4 évite une opération de collage ou un dispositif mécanique de fixation supplémentaire. Dans le cas d'un transformateur isolé avec un diélectrique liquide dont l'imprégnation se fait sous vide, la traversée électrique 1 est remplie intégralement par le diélectrique sous l'effet de la pression atmosphérique avant scellement de la cuve 2. L'étanchéité entre le premier et le second corps 3,4 est donc également obtenue, avec l'avantage que le jeu de montage entre ces deux parties est également comblé avec le diélectrique, écartant ainsi les risques de décharges électriques qui apparaîtraient dans un interstice rempli d'air. En référence à la figure 4, le fond 8 du premier corps 3 comprend un orifice 33 axial, de même axe que celui du premier corps 3, dans lequel est logé un boulon 34. L'orifice 33 a une forme cylindrique vers l'extérieur et une forme tronconique vers l'intérieur de la traversée 1, l'évasement se faisant du côté intérieur de la traversée 1. Le boulon 34 permet le raccordement électrique entre une phase du réseau 35 et l'organe électrique 36 - tel qu'un fusible-contenu dans la traversée correspondante. Le boulon 34 est pourvu d'une tige centrale 37 de forme cylindrique correspondant à la forme cylindrique de l'orifice 33. Sur le fond 8 du premier corps 3, le raccordement des phases du réseau 35 se fait par une rondelle 38, localisée entre un écrou 39 du boulon 34 et la face extérieure 40 du fond 8 du premier corps 3. Le raccordement de l'organe électrique 36 se fait par une rondelle 41, localisée entre la tête du boulon 42 et la face intérieure 43 du fond 8. La rondelle 41, la tige 37 et l'orifice 33 en sa partie de forme tronconique délimitent un espace annulaire 44. Dans l'espace 44 est logé un joint torique 45 appuyé sur la face intérieure 43 du premier corps 3. Le joint 45 est destiné à assurer l'étanchéité entre l'intérieur du premier corps 3 et l'extérieur au voisinage du boulon 34. On se réfère maintenant à la figure 5 présentant un moule 46, en coupe axiale, permettant de réaliser le premier corps 3. Le moule 46 comprend deux pièces symétriques 47,48 et d'un noyau 49. Cette configuration du moule 46 permettant de mouler très simplement le premier corps 3 est notamment rendu possible par la position qui a été choisie pour les joints 31, 45 - dans les espaces 18,44. Le moule 46 est donc de conception et de mise en oeuvre très simple et permet de réaliser en une seule étape le premier corps 3. REVENDICATIONS 1. Traversée électrique (1) destinée à relier les phases d'un réseau de distribution électrique aux organes d'un appareil électrique tel qu'un transformateur MT/BT, compris dans une cuve (2), ladite traversée (1) étant destinée à être en partie à l'intérieur (32) de la cuve (2) et en partie à l'extérieur de la cuve (2), caractérisée en ce qu'elle comprend deux corps distincts sensiblement rigidement liés l'un à l'autre, le premier corps (3) étant destiné à être placé sensiblement intégralement à l'extérieur de la cuve (2), le deuxième corps (4) étant destiné à être au moins en partie logé dans la cuve (2). 2. Traversée électrique (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier corps (3) est réalisé en résine époxydique cycloaliphatique. 3. Traversée électrique (1) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que le premier corps (3) comprend au moins une jupe (20) s'étendant sensiblement perpendiculairement depuis la face latérale extérieure (11) du corps (3) vers l'extérieur. 4. Traversée électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le premier corps (3) comprend, en sa partie extrême inférieure (7), un rebord (13) s'étendant sensiblement perpendiculairement vers l'extérieur et pourvu de moyens de fixation sur la cuve (2). 5. Traversée électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le deuxième corps (4) est un tube à paroi fine isolant vis-à-vis de la cuve (2) et chimiquement compatible avec le diélectrique de la cuve (2). 6. Traversée électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le premier corps (3) est cylindrique creux et le deuxième corps (4) est cylindrique creux de diamètre extérieur (24) inférieur au diamètre intérieur (5) du premier corps (3), de sorte que le deuxième corps (4) est apte à être emmanché dans un alésage (19) aménagé sur le diamètre intérieur (5) du premier corps (3). 7. Traversée électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un joint (31) d'étanchéité situé entre le premier corps (3), une paroi supérieure (14) de la cuve (2) et le deuxième corps (4), le joint (31) ayant également pour fonction d'assurer l'immobilisation axiale du deuxième corps (4) par rapport au premier corps (3). 8. Traversée électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un boulon (34) traversant le fond (8) du premier corps (3), ledit boulon (34) permettant d'établir la liaison électrique entre l'appareil et les phases du réseau (35) de distribution. 9. Traversée électrique (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un joint (45) appuyé sur la face intérieure (43) du premier corps (3), ledit joint (45) étant destiné à assurer l'étanchéité entre l'intérieur du premier corps (3) et l'extérieur au voisinage du boulon (34). 10. Traversée électrique selon la revendication 1 à 9, caractérisée en ce que le premier corps (3) comprend une face extérieure (40) recouverte en sa partie inférieure d'un revêtement conducteur (23) destiné à éviter les effets de couronne. 11. Transformateur MT/BT caractérisé en ce qu'il comprend une traversée électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 10, le premier corps (3) étant placé sensiblement intégralement à l'extérieur de la cuve (2), le deuxième corps (4) étant au moins en partie logé dans la cuve (2). 12. Procédé de fabrication d'une traversée électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le premier corps (3) est moulé et en une seule pièce.