Brevet FR2877134A1 — publié le 20060428

La présente invention concerne un dispositif qui permet à la fois le vidage et le prélèvement d'échantillons du liquide diélectrique dans un transformateur, ainsi que le réapprovisionnement de la quantité de liquide diélectrique extrait. Le prélèvement d'échantillons peut être exécuté indépendamment des conditions de température et de pression du transformateur, sans que ceci n'affecte sa fermeture étanche ou son étanchéité à l'eau. Le dispositif peut être complété par un bouchon de sécurité pourvu de la garniture d'étanchéité correspondante, qui garantit l'étanchéité à l'eau de l'ensemble même lorsque le dispositif est mal utilisé ou une fois qu'un grand nombre d'échantillons ont été extraits. Un transformateur servant à convertir une haute tension en une basse tension comprend une cuve métallique qui doit être à même de résister, sans se déformer, à la surpression et à la dépression qui peuvent être produites dans les conditions de fonctionnement extrêmes du transformateur, qui contient en son intérieur les bobines primaire et secondaire de transformation. Ces bobines sont couplées magnétiquement et de façon typique sont isolées électriquement par un isolateur à base de papier et sont immergées dans un liquide diélectrique tel qu'une huile minérale contenue dans la cuve et qui agit en tant qu'isolateur diélectrique et liquide de refroidissement. Lors des révisions périodiques exécutées sur les transformateurs, il est possible d'extraire un échantillon du liquide isolant de manière à analyser son état, de sorte qu'il est judicieux, après l'extraction, de réaliser un réapprovisionnement avec la même quantité de liquide isolant que celle extraite de manière à placer le transformateur dans les mêmes conditions que celles dans lesquelles il se trouvait à l'origine. Pour effectuer lesdites extractions, on utilise des dispositifs pour le vidage et le prélèvement d'échantillons de liquide isolant, placés sur la base du transformateur et constitués d'une manière générale par un manchon qui est vissé ou soudé sur la base du transformateur, et qui est pourvu d'un orifice latéral par lequel le liquide correspondant est extrait. A l'intérieur dudit manchon est vissé un corps cylindrique qui, dans sa position fermée, ferme l'orifice latéral en empêchant la sortie du liquide diélectrique et, lorsqu'il est partiellement dévissé, ouvre ledit orifice de manière à permettre une sortie libre du liquide diélectrique. L'ensemble est complété par une garniture d'étanchéité extérieure et: un couvercle vissé sur la bride de couplage du manchon pour protéger l'ensemble. Le dispositif est normalisé sous le numéro UNE 21428-1. On connaît également des dispositifs d'extraction d'échantillons constitués par un anneau pourvu d'un orifice central et d'un renfoncement axial permettant la sortie du liquide diélectrique. Cet anneau est fermé par un bouchon dont la position permet un écoulement de sortie plus ou moins important du liquide à travers le renfoncement, le système étant complété par une garniture d'étanchéité disposée entre les deux éléments lorsque le bouchon est dans la position fermée. Ce dispositif est conforme à la norme UNE-EN 50216-4. On remplit la cuve du transformateur avec un liquide diélectrique en utilisant le même dispositif à l'aide d'une pompe appropriée. L'utilisation du dispositif mentionné précédemment pour le vidage et le prélèvement d'échantillons de liquide diélectrique présente l'inconvénient d'établir une communication directe avec l'intérieur de la cuve, où le liquide diélectrique est logé, et l'extérieur, ce qui implique la perte de l'étanchéité au liquide du transformateur pendant ces opérations. De façon spécifique, ceci génère une entrée d'air pendant l'extraction d'échantillons lorsque le transformateur est soumis à des dépressions, en général en raison du prélèvement d'échantillons à des températures ambiantes qui sont inférieures à celles du liquide diélectrique, ce qui crée dans la partie supérieure du transformateur, une chambre à air qui pourrait conduire à des défauts de fonctionnement ultérieurs. De façon similaire, lorsqu'il existe une surpression à l'intérieur du transformateur, sous l'effet du prélèvement de l'échantillon à des températures du liquide diélectrique supérieures à celles présentes lors du remplissage en usine, l'utilisation dudit dispositif de vidage et de prélèvement d'échantillons du liquide diélectrique peut impliquer un risque d'éjection du liquide chaud sur des personnes ou des objets. En outre l'extraction telle qu'indiquée ci-dessus est produite par un jet passant par des orifices formés dans le dispositif d'extraction, de sorte qu'il n'est pas possible de commander de façon précise la quantité du liquide diélectrique extrait. D'autre part, si on désire utiliser le dispositif de remplissage du couvercle du transformateur pour le vidage et le prélèvement d'échantillons du liquide diélectrique pour parfaire le remplissage du transformateur avec la quantité extraite de l'échantillon, l'étanchéité à l'eau et la fermeture étanche du transformateur sont également supprimées, ce qui génère des pertes incontrôlées d'huile lorsque le transformateur est soumis à une surpression interne, ou à des entrées d'air lorsque le transformateur est le siège d'une dépression intérieure. En outre, dans tous les cas, le niveau d'huile à l'intérieur des isolants est réduit de sorte qu'il est impossible de le rétablir sans démonter les isolants. Le dispositif, qui est l'objet de l'invention, permet à la fois de prélever des échantillons du liquide diélectrique du transformateur et de réaliser un réapprovisionnement ultérieur avec la même quantité de liquide diélectrique que celle qui a été extraite, en maintenant l'étanchéité du transformateur et par conséquent d'une manière indépendante des conditions de température et de pression de l'intérieur du transformateur, et par conséquent du liquide diélectrique. A cet effet l'invention concerne un dispositif pour transformateurs comportant une cuve remplie par un liquide diélectrique, un manchon réuni à la cuve et définissant un orifice de communication avec l'intérieur de ladite cuve, et des moyens de fermeture pour ledit orifice, caractérisé en ce qu'il comprend un organe d'étanchéité qui est disposé de manière à fermer ledit orifice, le prélèvement d'échantillons du liquide diélectrique étant exécuté à travers ledit organe d'étanchéité, tout en conservant l'intérieur de la cuve isolé à tous moments vis- à-vis de l'extérieur, même pendant le prélèvement d'échantillons du liquide diélectrique ou lors du réapprovisionnement avec ledit liquide. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe d'étanchéité est réalisé en un matériau élastomère. Selon une autre caractéristique de l'invention, le manchon possède une configuration cylindrique qui est fermée par l'organe d'étanchéité. Selon une autre caractéristique de l'invention, au-dessus dudit manchon est couplé un corps cylindrique creux à l'intérieur duquel est logé l'organe d'étanchéité, ledit corps cylindrique possédant un orifice qui permet d'accéder à l'organe d'étanchéité. Selon une autre caractéristique de l'invention, 35 l'extraction du liquide diélectrique et son réapprovisionnement sont exécutés à l'aide d'une seringue qui est insérée dans l'orifice supérieur du corps cylindrique cité, en traversant l'organe d'étanchéité. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pour transformateurs comprend un élément de blocage additionnel creux qui est monté sur l'organe d'étanchéité. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble formé par ledit manchon, le corps cylindrique et l'organe d'étanchéité est recouvert par un capuchon de sécurité, qui_ fournit une protection mécanique accrue, une étanchéité à l'eau et une fermeture étanche de l'ensemble. Le dispositif selon l'invention comprend un corps cylindrique creux à l'intérieur duquel est disposé l'élément élastomère; ledit corps est couplé au manchon réuni au transformateur de sorte que l'organe d'étanchéité est comprimé entre le manchon et le corps cylindrique fermant de façon étanche l'orifice central du manchon. La base du corps cylindrique possède un orifice qui permet d'accéder à l'organe d'étanchéité à l'aide d'une seringue ou d'un autre ou d'un autre outil d'extraction. Selon une caractéristique de l'invention, le corps cylindrique est formé par un bouchon de sécurité qui garantit l'étanchéité à l'eau et la fermeture étanche de l'ensemble. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bouchon de sécurité est vissé dans l'orifice supérieur du corps cylindrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, 30 une garniture d'étanchéité plate est disposée entre le bouchon de sécurité et le corps principal. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite garniture d'étanchéité est une bague dont la périphérie intérieure est recouverte d'un matériau élastomère qui augmente l'étanchéité à l'eau du dispositif. Ainsi, le dispositif selon l'invention est basé sur l'incorporation d'un organe d'étanchéité réalisé en un matériau élastomère, qui est disposé de manière à fermer l'orifice qui communique avec l'intérieur de la cuve du transformateur et reste à tous moments dans cette position, y compris pendant les opérations de prélèvement d'échantillons de liquide diélectrique et de réapprovisionnement. Ces opérations sont exécutées au moyen de l'organe d'étanchéité en utilisant une seringue ou analogue qui est introduite dans le matériau élastomère de sorte qu'une fois que la seringue est extraite, le matériau élastomère reprend sa position. De cette manière, le liquide diélectrique contenu dans la cuve du transformateur n'est pas en contact à un moment quelconque avec l'air, ce qui maintient la fermeture étanche et l'étanchéité à l'air de l'ensemble. Le dispositif selon l'invention peut être couplé à un bouchon de sécurité pourvu de sa garniture d'étanchéité, qui établit une sécurité améliorée concernant l'étanchéité à l'eau de l'ensemble même lorsque le dispositif est manipulé de façon erronée ou après de nombreuses extractions d'échantillons, et qui est couplé par le filetage correspondant à l'orifice de la base du corps cylindrique. Il peut également comporter un capuchon externe qui recouvre et protège l'ensemble du dispositif. Le corps cylindrique peut être également monté à l'intérieur du manchon conformément à la norme UNE 21428-1, auquel cas l'organe d'étanchéité est serré dans sa position par un élément de blocage additionnel également logé à l'intérieur du corps cylindrique. Dans les deux cas, l'étanchéité à l'eau et la fermeture étanche de la cuve du transformateur sont garanties après une extraction ou un réapprovisionnement avec une quantité identique de liquide diélectrique, ce qui empêche les risques d'une projection de liquide diélectrique en direction des ouvriers ou d'objets ou un défaut de fonctionnement dû à une entrée indésirable d'air dans le transformateur en produisant, à sa partie supérieure, des chambres à air, tout en permettant simultanément de mesurer la quantité du liquide diélectrique extrait à des fins d'analyse et l'exécution du remplissage ultérieur avec cette quantité sans perte de l'étanchéité à l'eau et sans rupture de la pression de l'étanchéité du transformateur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue éclatée d'une forme de réalisation de l'invention comprenant un corps principal cylindrique, un organe d'étanchéité logé entre ledit corps et un manchon fileté, et un bouchon de sécurité équipé de sa garniture d'étanchéité correspondante; - la figure 2 représente une vue en perspective de la forme de réalisation du dispositif pour transformateurs de la figure 1, une fois à l'état assemblé; - la figure 3 représente une vue éclatée du dispositif de vidage et de prélèvement d'échantillons, auquel on se réfère dans la norme UNE 21428-1; - la figure 4 représente une vue en perspective du dispositif de vidage et de prélèvement d'échantillons de la figure 3, après son assemblage; - la figure 5 représente une vue éclatée de l'un des dispositifs pour le vidage et le prélèvement d'échantillons, auxquels on se réfère dans la norme UNE-EN 50216-4; - la figure 6 représente une vue en perspective du dispositif de vidage et de prélèvement d'échantillons de la figure 5 après son assemblage; - la figure 7 représente une vue éclatée du dispositif pour transformateurs selon l'invention modifiés pour satisfaire à la norme UNE 21428-1; - la figure 8 représente une vue en perspective de la forme de réalisation du dispositif pour transformateurs de la figure 7 après son assemblage; - la figure 9 représente une vue éclatée d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention similaire à celle de la figure 1 et comportant un capuchon de protection externe; et - la figure 10 représente une vue en perspective de la forme de réalisation du dispositif pour transformateurs de la figure 9 après son assemblage. Le dispositif, qui est l'objet de la présente invention, est formé d'un corps principal 3 possédant une forme légèrement cylindrique et creuse, à l'intérieur duquel est logé un organe d'étanchéité 1 formé d'un matériau élastomère compatible avec le liquide diélectrique. Apres que l'organe d'étanchéité 1 a été introduit dans le corps principal 3, on visse ce dernier extérieurement sur un manchon 4 fixé à la cuve 2 du transformateur par soudage, vissage, etc. de sorte que l'organe d'étanchéité 1 est fixé entre le manchon 4 et le corps 3 en fermant l'orifice de communication avec l'intérieur de la cuve du réservoir, ce qui garantit l'étanchéité à l'eau et la fermeture étanche de la cuve 2 du transformateur. Le corps 3 possède un orifice qui permet d'accéder à l'organe d'étanchéité 1 pour permettre le prélèvement d'échantillons comme cela sera décrit plus loin de façon plus détaillée. Avec: ce dispositif, on vide le transformateur de façon simple en dévissant le corps principal 3 du manchon 4. Pour extraire un échantillon du liquide diélectrique du transformateur, on introduit à travers l'organe d'étanchéité 1 une seringue pourvue d'une aiguille de telle sorte que l'aiguille traverse le côté opposé de l'organe 1 et par conséquent est en contact avec le liquide diélectrique situé à l'intérieur du transformateur, sans que ledit liquide communique avec l'extérieur. Le fait de tirer sur le bouchon de la seringue permet d'extraire la quantité désirée de liquide diélectrique. Une fois que l'aiguille de la seringue est extraite de l'organe d'étanchéité 1, en raison de ses propriétés élastiques, il reprend sa forme et garantit l'étanchéité à l'eau du transformateur, indépendamment des conditions internes de pression et de température. Pour une plus grande sécurité, on visse un bouchon de sécurité 5 pourvu de sa garniture d'étanchéité correspondante 6 dans l'orifice sur la base du corps principal 3, ce qui garantit l'étanchéité à l'eau de l'ensemble même dans le cas d'une utilisation erronée du dispositif 7 ou au bout d'un grand nombre d'extractions, qui peuvent conduire à l'altération de l'organe d'étanchéité 1, en réduisant ainsi des risques d'éjection du liquide diélectrique en direction d'ouvriers et des risques d'équipement en raison de l'entrée d'air, qui pourraient créer des chambres à air à l'intérieur des transformateurs, ce qui peut conduire à des défauts de fonctionnement extérieurs. Le dispositif 7 peut être également complété par un capuchon de sécurité 9 qui recouvre le corps principal 3 ou même le corps principal 3 et le capuchon de sécurité 5, comme représenté sur les figures 7 à 10. De façon similaire, ledit dispositif 7 permet de parfaire le remplissage du transformateur avec un volume de liquide isolant identique à celui extrait pour l'échantillon, sans que cette opération ne conduise à l'entrée d'écoulements d'air ou d'huile en fonction du fait que le transformateur est respectivement en dépression ou en surpression. L'opération, qui doit être exécutée, est l'inverse de celle décrite précédemment. C'est-à-dire qu'on remplit une seringue pourvue d'une aiguille avec la quantité de liquide isolant devant être injectée, on retire le bouchon de sécurité 5 et on pousse l'aiguille de la seringue à travers l'organe d'étanchéité 1. lorsque l'aiguille atteint le côté opposé de l'organe d'étanchéité 1 et par cDnséquent vient en contact avec le liquide isolant à l'intérieur du transformateur 2, on pousse le piston de la seringue pour injecter le liquide isolant contenu dans la seringue, ce qui laisse le transformateur 2 avec le même volume d'huile que celui qui existait avant l'extraction de l'échantillon. Les figures 7 et 8 représentent une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention, qui est censée satisfaire à la norme UNE21428-1, dans lequel on utilise un manchon taraudé pourvu d'une sortie latérale, ainsi qu'un corps cylindrique qui est vissé dans ledit manchon. Dans ce cas l'organe d'étanchéité 1 est logé à l'intérieur du corps cylindrique 3 et est bloqué par un élément additionnel 8 qui est également logé à l'intérieur du corps cylindrique 3. Dans cette version, il est également prévu un capuchon 9 qui est couplé au dispositif de manière à garantir l'étanchéité à l'eau et la fermeture étanche de l'ensemble. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour transformateurs comportant une cuve remplie par un liquide diélectrique, un manchon réuni à la cuve et définissant un orifice de communication avec l'intérieur de ladite cuve, et des moyens de fermeture pour ledit orifice, caractérisé en ce qu'il comprend un organe d'étanchéité (1) qui est disposé de manière à fermer ledit orifice, le prélèvement d'échantillons du liquide diélectrique étant exécuté au moyen dudit organe d'étanchéité (1), tout en conservant l'intérieur de la cuve isolé à tous moments vis-à-vis de l'extérieur, même pendant le prélèvement d'échantillons du liquide diélectrique ou lors du réapprovisionnement avec ledit liquide. 2. Dispositif pour transformateurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité (1) est réalisé en un matériau élastomère. 3. Dispositif pour transformateurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (4) possède une configuration cylindrique qui est fermée par l'organe d'étanchéité (1). 4. Dispositif pour transformateurs selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au-dessus dudit manchon (4) est couplé un corps cylindrique creux (3) à l'intérieur duquel est logé l'organe d'étanchéité (1), ledit corps cylindrique (3) possédant un orifice qui permet d'accéder à l'organe d'étanchéité (1). 5. Dispositif pour transformateurs selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est adapté pour l'insertion d'une seringue dans l'orifice supérieur du corps cylindrique (3) cité, en traversant l'organe d'étanchéité (1), pour l'extraction du liquide diélectrique ou son réapprovisionnement. 6. Dispositif pour transformateurs selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un élément d'étanchéité additionnel creux (8) qui est monté sur l'organe d'étanchéité (1). 7. Dispositif pour transformateurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble formé par ledit manchon (4), le corps cylindrique (3) et l'organe d'étanchéité (1) est recouvert par un capuchon de sécurité (9), qui fournit une protection mécanique accrue, une étanchéité à l'eau et une fermeture étanche de l'ensemble. 8. Dispositif pour transformateurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps cylindrique (3) est formé par un bouchon de sécurité (5) qui garantit l'étanchéité à l'eau et la fermeture étanche de l'ensemble. 9. Dispositif pour transformateurs selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bouchon de sécurité (5) est vissé dans l'orifice supérieur du corps cylindrique (3). 10. Dispositif pour transformateurs selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une garniture d'étanchéité plate (6) est disposée entre le bouchon de sécurité (5) et le corps principal (3). 11. Dispositif pour transformateurs selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite garniture d'étanchéité (6) est une bague dont la périphérie intérieure est recouverte d'un matériau élastomère qui augmente l'étanchéité à l'eau du dispositif (7).