Brevet FR3019305A1 — publié le 20151002

PROCEDE ET DISPOSITIF DE VERIFICATION D'HERMETICITE D'EQUIPEMENT ELECTRIQUE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte à un procédé de vérification d'herméticité d'un équipement électrique, et plus particulièrement d'un équipement électrique haute température, et également à un dispositif pour la vérification d'herméticité d'un équipement électrique. [0002] On entendra par une deuxième étape consécutive à une première 10 étape dans le cadre de la présente demande une deuxième étape ayant lieu après une première étape, mais en laissant ouverte la possibilité à une troisième étape de s'intercaler entre la première étape et la deuxième étape. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0003] Pour les équipements haute température (>300°C) teb que les harnais 15 électriques, les isolants classiques des conducteurs en matériaux organiques sont brûlés lors de l'utilisation sous haute température, ce qui impose l'utilisation de conducteur à isolant minéral. Ce type d'équipement électrique est illustré à la figure 1. L'équipement électrique est généralement constitué d'un carter 1 en métal hautes performances, ici un tube, rempli d'un isolant minéral 2 type 20 magnésie ou alumine et traversé par des conducteurs électriques 3 nus. [0004] Le carter métallique 1 est généralement constitué d'un alliage métallique comprenant au moins 50% en poids de nickel et au moins 15% en poids de chrome. Il peut par exemple s'agir d'un tube en un alliage du type alliage nickel-chrome, de la famille des matériaux Inconel®. Ce type d'alliage est choisi 25 du fait de sa souplesse et de sa résistance. [0005] Du fait du caractère hydrophile des isolants minéraux, ces ensembles doivent impérativement être hermétiques pour éviter toute introduction d'humidité qui provoquerait un défaut d'isolement et donc court-circuiterait les conducteurs et/ou les mettrait à la masse, les conducteurs électriques 3 étant nus. 30 [0006] La vérification d'herméticité de ces équipements se fait généralement par contrôle d'herméticité à l'aide d'un dispositif à hélium. Ce contrôle se fait en laboratoire, pièce par pièce, ce qui engendre une perte de temps considérable. Le principe de la vérification d'herméticité par hélium est le suivant : la pièce à contrôler est d'abord mise au vide puis exposée à l'Hélium pendant un temps défini, ensuite elle est présentée à un détecteur d'Hélium. Si elle n'est pas hermétique, des atomes d'Hélium l'ont pénétré et le détecteur les capte. L'utilisation de cette méthode de vérification au moyen d'Hélium engendre des coûts importants, est longue à mettre en oeuvre étant donné qu'elle est généralement réalisée pièce par pièce. En effet, la présentation de la pièce à un détecteur d'hélium se fait en deux fois, chaque extrémité de la pièce devant être présentée au détecteur. EXPOSE DE L'INVENTION [0007] L'invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'état de la technique identifiés ci-dessus, et notamment à proposer une méthode alternative de vérification d'herméticité d'équipements électriques plus rapide et moins coûteuse que celle à l'Hélium. [0008] Dans ce dessein, un aspect de l'invention se rapporte à un procédé de vérification d'herméticité d'un équipement électrique, ledit équipement électrique comportant un carter, l'intérieur dudit carter comportant au moins un conducteur électrique nu et un isolant minéral, ledit procédé comportant : - une étape d'exposition, à l'intérieur d'une enceinte fermée et pendant une durée prédéterminée, de l'équipement électrique à une source de vapeur ; - une étape de mesure de l'isolement électrique de l'équipement électrique, ladite étape de mesure étant consécutive à l'étape d'exposition ; et - une étape de comparaison de la mesure de l'isolement électrique à une valeur prédéterminée. [0009] L'équipement électrique est ainsi exposé à de la vapeur, généralement de la vapeur d'eau, au sein d'une enceinte fermée ce qui permet de révéler des défauts d'herméticité fins ce qui est difficilement réalisable dans un espace ouvert. Les molécules de vapeur d'eau sont si fines qu'elles se substituent à l'Hélium. La vapeur d'eau est très facile et peu coûteuse à produire. [0010] L'étape de mesure de l'isolement de l'équipement électrique est réalisée de préférence au moyen d'un mégohmmètre. La mesure de l'isolement électrique peut se faire en mesurant la résistance d'isolement au moyen du mégohmmètre, soit entre un conducteur électrique et la masse ; soit entre deux conducteurs électriques (qui n'ont aucun circuit commun), lorsque l'intérieur du carter de l'équipement électrique comporte plusieurs conducteurs électriques. L'équipement électrique est isolé électriquement et donc hermétique lorsque la résistance d'isolement sous 50 VDC est généralement supérieure à 20 MOHM, valeur prédéterminée. Si la comparaison entre la mesure de l'isolement électrique et la valeur prédéterminée montre que la résistance d'isolement mesurée est inférieure à 20MOHM, alors cela signifie que l'isolement électrique de l'équipement électrique a été affecté par l'exposition à la vapeur du fait du caractère hydrophile de l'isolement minéral et dans ce cas, l'équipement électrique est jugé défectueux. [0011] En outre, plusieurs équipements électriques peuvent être exposés dans l'enceinte fermée à la vapeur ce qui permet de minimiser le temps nécessaire à la vérification d'herméticité en les exposant simultanément. [0012] La dimension minimale des potentiels défauts d'herméticité de l'équipement électrique à détecter détermine la valeur de la durée prédéterminée pendant laquelle l'équipement électrique doit être exposé à la vapeur provenant de la source de vapeur. Les défauts d'herméticité à détecter sont généralement localisés au niveau des extrémités de l'équipement électrique là où l'équipement est obturé, lorsque celui-ci a une forme tubulaire du type harnais électrique par exemple. [0013] Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l'invention peut également comporter : - une étape d'insertion de l'équipement électrique à l'intérieur de l'enceinte fermée, ladite enceinte fermée comportant la source de vapeur ; et - une étape de fixation de l'équipement électrique à l'intérieur de ladite enceinte fermée de sorte que l'équipement électrique ne soit en contact direct ni avec les parois de l'enceinte fermée ni avec la source de vapeur. [0014] L'invention se rapporte également à un dispositif pour la vérification d'herméticité d'un équipement électrique, ledit équipement électrique comportant un carter métallique, l'intérieur dudit carter comportant au moins un conducteur électrique et un isolant minéral, ledit dispositif comportant : - une enceinte fermée ; - une source de vapeur disposée sous ou à l'intérieur de l'enceinte fermée ; - un moyen de maintien de l'équipement électrique à l'intérieur de l'enceinte fermée et - un moyen de mesure de l'isolement électrique de l'équipement électrique. [0015] Ce dispositif permet d'exposer l'équipement électrique à des émanations de vapeur en enceinte fermée ce qui permet de tester l'herméticité de l'équipement électrique et d'en vérifier par la suite l'isolement électrique. Dans le cas où l'équipement électrique présente un défaut d'herméticité, des molécules de vapeur s'introduiront dans l'équipement électrique et provoqueront un défaut d'isolement au niveau du conducteur électrique placé dans l'isolant minéral, hydrophile par nature. [0016] Du fait de la présence d'une source de vapeur à l'intérieur de l'enceinte fermée, l'enceinte fermée est de préférence en un matériau qui peut résister sur la durée à des températures élevées, par exemple en aluminium ou en acier inoxydable. Il peut également s'agir d'une enceinte en un matériau polymère du niveau d'une extrémité inférieure de l'enceinte. Il peut s'agir d'un réceptacle contenant de l'eau, ledit réceptacle étant relié à un moyen de chauffage afin de chauffer l'eau jusqu'à 30 une température d'environ 100°C afin de permettre la vaporisation de l'eau. Les molécules de vapeur d'eau sont si fines qu'elles se substituent à l'Hélium. La vapeur d'eau est très facile et peu coûteuse à produire. L'ajout d'eau n'est pas nécessaire pendant plusieurs heures grâce au fait que le système est fermé. Le tubulaire, les type polychlorure de vinyle (PVC). L'enceinte fermée peut être extrémités de ladite enceinte étant obturées. [0017] La source de vapeur est disposée de préférence au moyen de mesure est de préférence un mégohmmètre qui permet de mesurer une résistance d'isolement électrique de l'isolement électrique. [0018] Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le dispositif selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon les combinaisons techniquement possibles : - l'enceinte fermée est métallique et elle comporte une couche extérieure d'isolation thermique ; - le dispositif comporte un moyen de régulation d'une quantité de vapeur délivrée par la source de vapeur ; - le dispositif comporte un moyen d'évacuation de la vapeur condensée dans l'enceinte fermée. Dans le cas où l'enceinte fermée est tubulaire et où la source de vapeur est disposée à une extrémité inférieure de l'enceinte fermée, le moyen d'évacuation comporte des parois internes de l'enceinte fermée sur lesquelles la vapeur va se condenser puis redescendre vers la source de vapeur. L'enceinte fermée peut également comporter une extrémité inférieure en forme de V, de façon à former une goulotte d'évacuation de la vapeur condensée. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - la figure 1, une vue en coupe d'un équipement électrique ; - la figure 2, une vue schématique d'un moyen de maintien d'un équipement électrique d'un dispositif pour la vérification d'herméticité selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3, une vue schématique d'un dispositif pour la vérification d'herméticité d'un équipement électrique selon un mode de réalisation de l'invention. [0020] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0021] Dans la suite du texte, les termes « inférieur » et « supérieur » se comprennent à la vue de l'orientation des figures 2 et 3. [0022] La figure 1 illustre une vue en coupe d'un équipement électrique 10 comportant un carter métallique 1. L'intérieur du carter 1 comporte au moins un conducteur électrique 3 nu, dans cet exemple de réalisation une pluralité de conducteurs électriques 3, et un isolant minéral 2, par exemple du type magnésie. Chaque conducteur électrique 3 est nu et baigne dans la magnésie. Le carter métallique 1 est tubulaire, mais l'équipement électrique pourrait comporter un carter métallique de forme quelconque, par exemple cubique ou parallélépipédique. [0023] A la figure 2, est illustrée une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un moyen de maintien 4 d'un équipement électrique 10. L'équipement électrique 10, dans cet exemple de réalisation, est tubulaire. Le moyen de maintien 4 est un tube 41 comportant ici trois clips 42 permettant de maintenir l'équipement électrique 10 au tube 41. Une enceinte fermée telle qu'illustrée à la figure 3 est destinée à venir s'insérer par-dessus le moyen de maintien 4. [0024] A la figure 3 est représenté un dispositif pour la vérification d'herméticité d'un équipement électrique (non visible sur la figure 3). Le dispositif 5 comporte une enceinte fermée 6, qui est dans cet exemple de réalisation un tube aux extrémités fermées en PVC. Le dispositif 5 comporte en outre une source de vapeur 7 disposée à l'intérieur de l'enceinte fermée 6. Dans cet exemple de réalisation, la source de vapeur 7 est un réceptacle contenant de l'eau liquide. Le réceptacle 7 est relié à un moyen de chauffage 8 permettant de faire monter en température l'eau contenue dans le réceptacle de façon à la vaporiser. Le moyen de maintien 4 de la figure 2 se trouve à l'intérieur de l'enceinte fermée 6. L'enceinte fermée 6 recouvre le moyen de maintien 4, le moyen de maintien 4 étant disposée au-dessus de la source de vapeur 7. La vapeur d'eau émise suite au chauffage de l'eau contenue dans le réceptacle 7 va s'élever vers l'extrémité supérieure de l'enceinte fermée 6 et entrera en contact avec l'équipement électrique (non visible sur la figure 3) maintenu par le moyen de maintien 4. De cette façon, en cas de défaut d'herméticité de l'équipement électrique, les molécules d'eau entreront à l'intérieur du carter de l'équipement électrique provoquant un défaut d'isolement des conducteurs baignant dans un isolant minéral de l'équipement électrique. [0025] La figure 4 illustre une vue schématique d'un second mode de réalisation d'un moyen de maintien 4 d'un équipement électrique 10. Dans cet exemple de réalisation, l'équipement électrique 10 est maintenu dans le tube 6 au moyen d'un crochet 4 en liaison avec un bouchon amovible 44. Le crochet 43 est fixé à la partie inférieure du bouchon amovible 44, ce dernier étant destiné à fermer en son sommet l'enceinte 6. L'enceinte 6 dans cet exemple de réalisation comporte une partie inférieure ouverte et est fermée au niveau de sa partie supérieure au moyen du bouchon amovible 44 auquel est fixé le moyen de maintien-crochet 4. Ainsi, l'enceinte fermée 6 emprisonne l'équipement électrique 10 suspendu au bouchon amovbible 44 par l'intermédiaire du crochet 4. L'équipement électrique 10 se trouve ainsi bien disposé au-dessus de la source de vapeur 7. [0026] En vue de vérifier l'herméticité d'un équipement électrique, l'opérateur réalise les opérations suivantes. Le (ou les) équipement électrique dont l'herméticité doit être vérifiée est inséré dans l'enceinte fermée 6 et maintenu par le moyen de maintien 4 sans être en contact direct ni avec les parois de l'enceinte ni avec la source de vapeur. La source de vapeur est alors activée, une fois l'équipement électrique en place. L'activation de la source de vapeur peut consister à activer le moyen de chauffage 8 du réceptacle 7 contenant de l'eau. L'eau contenue dans le réceptacle monte en température jusqu'à devenir de la vapeur d'eau qui se répand alors à l'intérieur de l'enceinte fermée 6 et qui va entrer en contact avec l'équipement électrique. Si l'équipement électrique présente un défaut d'herméticité, les molécules de vapeur d'eau vont s'y introduire. L'isolant minéral étant hydrophile, les molécules de vapeur d'eau vont pouvoir entrer en contact avec le conducteur électrique nu contenu dans le carter métallique de l'équipement électrique ce qui provoquera un défaut d'isolement. Une fois l'équipement électrique exposé pendant une durée prédéterminée à la vapeur d'eau, l'équipement électrique (ou la pluralité d'équipements électriques lorsqu'une pluralité d'équipement électriques est maintenue à l'intérieur de l'enceinte fermée) est retiré de l'enceinte fermée, et l'isolement électrique de l'équipement électrique (ou de chacun des équipements électriques de la pluralité d'équipement électrique) est mesuré au moyen d'un mégohmmètre et comparé à une valeur prédéterminée en vue de déterminer si l'herméticité de l'équipement électrique est vérifiée. [0027] Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, la vapeur d'eau une fois condensée sur les parois internes de l'enceinte fermée coule jusqu'au réceptacle qui contient l'eau initialement à vaporiser. De cette façon, on obtient un système fermé. Dans une variante, le dispositif comporte en outre un moyen d'évacuation de la vapeur condensée dans l'enceinte fermée. En outre, le dispositif peut comprendre un moyen de régulation de la quantité de vapeur délivrée par la source de vapeur. L'enceinte fermée 6 peut être à paroi métallique et comporter une couche extérieure isolante thermiquement. [0028] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.15 REVENDICATIONS1. Procédé de vérification d'herméticité d'un équipement électrique, ledit équipement électrique comportant un carter, l'intérieur dudit carter comportant au moins un conducteur électrique nu et un isolant minéral, ledit procédé comportant : - une étape d'exposition, à l'intérieur d'une enceinte fermée et pendant une durée prédéterminée, de l'équipement électrique à une source de vapeur ; - une étape de mesure de l'isolement électrique de l'équipement électrique, ladite étape de mesure étant consécutive à l'étape d'exposition ; et - une étape de comparaison de la mesure de l'isolement électrique à une valeur prédéterminée. 2. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que le procédé comporte : - une étape d'insertion de l'équipement électrique à l'intérieur de l'enceinte fermée, ladite enceinte fermée comportant la source de vapeur ; et - une étape de fixation de l'équipement électrique à l'intérieur de ladite enceinte fermée de sorte que l'équipement électrique ne soit en contact direct ni avec les parois de l'enceinte fermée ni avec la source de vapeur. 3. Dispositif pour la vérification d'herméticité d'un équipement (10) électrique, ledit équipement électrique comportant un carter métallique (1), l'intérieur dudit carter comportant au moins un conducteur (3) électrique et un isolant (2) minéral, ledit dispositif comportant : - une enceinte (6) fermée ; - une source de vapeur (7) disposée sous ou à l'intérieur de l'enceinte fermée ; - un moyen de maintien (4) de l'équipement électrique à l'intérieur de l'enceinte fermée ; et- un moyen de mesure de l'isolement électrique de l'équipement électrique. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'enceinte fermée est métallique et en ce qu'elle comporte une couche extérieure d'isolation thermique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 4 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de régulation d'une quantité de vapeur délivrée par la source de vapeur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'évacuation de la vapeur condensée dans l'enceinte 10 fermée. 15 20