EP0596554B1

EP0596554B1 - Panneau ondé de cuve de transformateur électrique immergé, son procédé de réalisation et son application au montage d'une cuve

Info

Publication number: EP0596554B1
Application number: EP93202965A
Authority: EP
Inventors: Patrick Lehembre
Original assignee: France Transfo SAS
Current assignee: France Transfo SAS
Priority date: 1992-11-03
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: FR2697667B1; EP0596554A1; ATE158101T1; ES2108210T3; DE69313779D1; DE69313779T2; FR2697667A1

Description

La présente invention concerne la réalisation de cuves de transformateurs électriques immergés. Plus précisément, l'invention a trait à la fabrication des panneaux ondés devant former les ondes-mêre des cuves pourvues d'ondes de refroidissement sur tout leur pourtour.
Classiquement, une cuve de ce type est obtenue par assemblage, par soudure étanche des bords de leurs extrémités frontales, de quatre panneaux ondés formant chacun un côté de la cuve. Lors du montage de celle-ci, les ondes-mêre viennent prendre place dans les angles, à raison d'une par angle, dans le prolongement d'un côté, de manière à offrir un support de fixation à l'extrémité ondée du panneau ondé adjacent formant ce coté.
Ainsi, l'onde-mêre constitue la partie assemblée commune des extrémités de deux panneaux ondés consécutifs formant deux côtés adjacents à angle droit de la cuve, comme le montre la figure 1 jointe, tirée du document DE-A-3 627 180.
A la différence de toutes les autres ondes, l'onde mère se caractérise donc par le fait qu'elle forme, par l'une de ces faces, la partie terminale plane d'un panneau ondé, et que sur son autre face opposée elle porte, venues de montage, des ondes "filles" qui sont formées par la partie d'extrémité du panneau ondé adjacent dépassant des limites du périmètre intérieur de la cuve.
Un problème que l'on rencontre avec les transformateurs pourvus de cuves de ce type est celui du gonflement des ondes-mêre.
Le gonflement peut advenir au cours de l'utilisation du transformateur en marche discontinue. Mais, il peut déjà apparaître lors du remplissage d'une cuve neuve sous l'effet sur les parois de la pression interne du liquide de refroidissement que la cuve et les ondes contiennent.
Ce problème se rencontre pour toutes les ondes, puisque le volume intérieur de chacune communique avec celui de la cuve.
Mais pour toutes les autres ondes, la difficulté peut être résolue simplement par quelques points de soudure (par exemple deux ou trois points de soudure par onde), qui vont "coller" ponctuellement les parois opposées de l'onde entre elles et assurer ainsi la résistance mécanique suffisante pour empêcher le gonflement.
Ces mesures ne peuvent être utilisées pour les ondes mère et ce notamment, pour des raisons d'encombrement et de difficultés d'accès dues à la présence des autres ondes.
Les gonflements peuvent être très importants. Les ventres qui se forment sur la face opposée à celle constituée par les ondes-filles, peuvent se distendre jusqu'à provoquer des déformations qui vont au delà de la limite élastique de la tôle d'acier dont sont fait les panneaux.
Le but de la présente invention est d'éviter des gonflements intempestifs de l'onde-mêre.
A cet effet, l'invention a pour objet un panneau ondé constitutif d'une cuve de transformateur électrique immergé pourvue d'ondes sur tout son pourtour, panneau ondé dont une partie terminale au moins est destinée à constituer une face d'une onde-mêre portant sur l'autre face opposée des ondes-filles, caractérisé en ce que la face constituant ladite partie terminale comporte des ondes secondaires constituées par des plis formant raidisseurs.
Comme on le comprend, l'invention consiste donc à pourvoir de plis la partie terminale d'un panneau ondé, habituellement plane, qui après pliage à angle droit de ladite extrémité constitueront des raidisseurs qui empêcheront l'onde mère de gonfler.
Un avantage marqué de l'invention est que ces plis de raidissement peuvent être orientés parallèlement aux ondes, de sorte qu'ils peuvent être réalisés comme des ondes, en même temps que les ondes, lors du la fabrication du panneau. Simplement, ils sont moins hauts, (par exemple 2cm) de manière à ne pas venir buter contre les autres ondes au moment du pliage de l'extrémité à angle droit. En règle générale, deux plis, voire trois, suffisent pour la plupart des cuves Mais leur nombre n'est certes pas limite par l'invention, et on pourra en prévoir autant que voulu ou que de besoin, selon la taille de la cuve à réaliser.
Ainsi, l'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un tel panneau-ondé de cuve de transformateur électrique immergé, dont une partie terminale au moins est destinée à constituer une face d'une onde-mêre, l'autre face, opposée, étant pourvue d'ondes-filles apportées par la partie terminale ondée d'un panneau-ondé adjacent, procédé caractérisé en ce que l'on réalise des plis dans ladite partie terminale en répétant l'opération d'emboutissage qui sert à former les ondes sur le panneau.
Un aspect particulièrement avantageux de l'invention réside dans le fait que l'on augmente ainsi le volume des ondes disponible pour le liquide de refroidissement. Cette augmentation est certes modeste, puisqu'elle correspond à la somme des volumes élémentaires de chaque plis de rigidité pratiqué sur la partie terminale du panneau ondé, mais néanmoins suffisante pour pouvoir supprimer le cordon entretoise qui est classiquement disposé entre les bords des faces de l'onde-mêre avant soudure étanche de ces derniers. Cette entretoise, qui sert à écarter d'avantage les faces opposées que le pincement en bordure classiquement pratiqué, permet d'augmenter le volume intérieur de l'onde-mêre.
Conformément à l'invention, cette entretoise peut être évitée, car sa fonction est désormais assurée par les plis de rigidité, ce qui simplifie le processus de montage de la cuve.
l'invention a ainsi encore pour objet une application du panneau ondé à partie terminale pourvue de plis de rigidité formant ondes secondaires à la réalisation d'une cuve de transformateur électrique immergé, qui se caractérise par le fait que l'assemblage étanche avec la partie ondée d'extrémité du panneau ondé adjacent est réalisé par contact direct des bords, sans cale d'écartement.
L'invention sera bien comprise, et d'autres aspects et avantages apparaîtront au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées, sur lesquelles:

la figure 1 est une vue schématique générale du dessus d'une cuve de type connu pour transformateur immergé, pourvue d'ondes sur tout son pourtour:
la figure 2 illustre l'art antérieur en montrant une vue partielle en perspective du dessus d'un angle de la cuve de la figure 1:
la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, mais d'une cuve conforme à l'invention:
la figure 4 montre une ébauche de panneau ondé conforme à l'invention en cours de fabrication:
la figure 5 montre le panneau ondé dans sa forme définitive après pliage de l'ébauche de la figure 3.

Sur ces figures, les mêmes éléments sont représentés par des références identiques.
La figure 1 montre une cuve 1 dans laquelle prend place un transformateur 2. La cuve, de forme générale parallèlépipèdique rectangle, est essentiellement constituée par quatre panneaux ondés adjacents 3a, 3b, 3c et 3d, formant chacun un coté de la cuve. Ces panneaux, assemblés à angle droit par soudage étanche de leurs extrémités, constituent la paroi latérale 4 de la cuve. Un fond 5 est rapporté à la base de cette paroi, et une bride supérieure 6, mieux visible sur les figures suivantes, assure la liaison étanche avec un couvercle de cuve non représenté.
Chaque panneau est pourvu d'ondes 8, parallèles entre-elles, régulièrement espacées, orientées verticalement en s'étendant sur la hauteur de la cuve et visibles en proéminence sur l'extérieur de celle-ci. Comme on le voit, les panneaux ondés 3a et 3c formant les petits cotés ont une partie terminale 9 qui vient dans le prolongement des deux autres cotés de la cuve et qui sert de support d'assemblage pour la fixation des extrémités ondées 10 des panneaux ondés adjacents 3b et 3d. L'onde-mêre 11 est constituée à partir de cette partie terminale 9 qui, une fois la cuve montée, devient la seule onde porteuse d'ondes-filles, qui viennent des extrémités ondées 10 des panneaux adjacents 3b et 3d.
On se reportera pour la suite plus avantageusement aux figures 2 et 3 montrant un angle de cuve avec plus de détails.
On retrouve sur ces figures, les panneaux ondés 3a et 3d pourvus d'ondes 8 et assemblés à angle droit de façon étanche à leur extrémité en y formant une onde-mêre.
On observe que la bride 6, qui renforce la tenue mécanique de l'assemblage, est formé par une cornière, dont le fer plat supérieur est pourvu d'orifices 7 pour le passage de moyens de fixation avec le couvercle de cuve. Un feuillard 13, dont la fonction sera explicitée par la suite, forme un ruban en bordure supérieure et inférieure des panneaux ondés, qui s'interpose entre ceux-ci et la cornière 6 et le fond de cuve respectivement.
Le tout est assemblé de façon étanche par soudage, dont les cordons ne sont pas représentés pour ne pas surcharger inutilement les figures.
Chaque panneau ondé, tel que 3a ou 3d, est constitué d'une bande d'acier qui porte de fabrication des ondes 8 formées par des plis profonds réalisés par emboutissage en une seule passe. Chaque onde 8 présente ainsi un volume intérieur qui s'ouvre latéralement dans l'enceinte de la cuve. On réalise de cette façon une cuve dont la paroi latérale, constituée par le tablier des panneaux ondés,est pourvue de fentes parallèles s'étendant sur toute la hauteur et qui mettent en communication directe le volume intérieur des ondes avec l'enceinte de la cuve destiné à recevoir le transformateur.
Après fermeture des ondes à leurs extrémités supérieure et inférieure par pincement et soudure étanche des bords, la cuve peut être remplie par un liquide de refroidissement à propriétés diélectriques, par exemple de l'huile dans lequel baigne le transformateur et qui assure le maintien thermique de celui-ci au niveau voulu en évacuant la chaleur vers le milieu extérieur grâce à la grande surface d'échange qu'offre le radiateur constitué par les panneaux ondés.
On portera à présent attention à la constitution de la zone d'assemblage de deux panneaux ondés adjacents à leur extrémité et qui, comme déjà indiqué, constitue l'onde-mêre.
Sur la cuve connue de la figure 2, l'onde-mêre 11 est formée par assemblage de la partie terminale plane 9 du panneau ondé 3a avec l'extrémité ondée 10 du panneau adjacent 3d. Dans le cas de la cuve montrée sur la figure, la partie terminale 9 a été renforcée par repliage de la tôle sur elle-même. L'assemblage est réalisé par soudage des bords. Toutefois, en bordure supérieure (et inférieure) une cale longiligne 12 a été interposée pour écarter d'avantage les faces de l'onde-mêre que ne le permet le seul pincement des bords. On augmente ainsi le volume intérieur de l'onde-mêre. Cette cale-entretoise 12 peut être formée par une simple tige en acier.
On comprend bien que l'onde-mêre 11 se forme donc lors du montage de la cuve et que ses deux faces opposées viennent, l'une de la partie terminale plane 9 d'un panneau (3a) et l'autre, de l'extrémité ondée 10 du panneau adjacent (3d), extrémité dont les ondes ont la particularité de déboucher,non pas directement dans l'enceinte de la cuve comme les autres ondes, mais dans le volume intérieur de l'onde-mêre, d'où leur nom d'ondes "filles".
Conformément à l'invention, la partie terminale du panneau ondé n'est plus plane, mais présente des ondes secondaires. Ces dispositions sont bien visibles sur la figure 3, où l'on voit que deux plis de rigidité 16 font relief sur la partie terminale 9' du panneau 3'a, formant la face de l'onde mère 11' tournée en regard des ondes 8 de ce panneau, en y constituant des ondes secondaires.
Dans l'exemple considéré, ces plis de rigidité sont orientés verticalement et s'étendent sur la hauteur de la cuve comme les ondes principales 8. Leur profondeur peut toutefois être sensiblement plus réduite que celle des ondes 8. A titre d'exemple, celles-ci présentent classiquement une profondeur allant de 80 à 600 mm suivant la puissance du transformateur, alors que la profondeur des plis de rigidité peut, elle, se limiter à 15 ou 20 mm.
On observe également que la cale entretoise 12 a disparu, l'augmentation de volume qu'elle procurait étant à présent obtenue par les ondes secondaires 16.
On note également que la face 9' de l'onde-mêre n'est plus doublée en épaisseur par pliage de la tôle. Dès lors la liaison étanche en bordure latérale peut avantageusement être réalisée, comme le montre la figure, par un assemblage coulissant qui facilite le montage de la cuve grâce au rebord de bout à angle droit 14 qui s'engage dans la glissière correspondante 15 formée à cet effet par roulage de la tôle à l'extrémité frontale du panneau ondé 3'd.
On va à présent décrire schématiquement un mode de réalisation d'un panneau ondé conforme à l'invention en se reportant aux figures 4 et 5.
La figure 4 montre le panneau 3'a à l'état d'ébauche en cours de fabrication sur une plieuse d'ondes habituellement utilisée pour la réalisation des panneaux ondés.
On part d'un feuillard de 1 à 2 mm d'épaisseur en acier amagnétique, que l'on coupe à longueur. Ce feuillard est amené ensuite à la plieuse d'ondes, où des poinçons plats transversaux à mouvement vertical emboutissent la tôle pour former les ondes 8 par pliage du tablier 19. Avec les mêmes poinçons réglés moins profondément, ou à l'aide d'autres poinçons supplémentaires spécialement prévus sur la machine, on forme les plis de rigidité 16 sur les parties terminales 9' du tablier.
Bien que ces plis de rigidité puissent être orientés librement, on comprend qu'un choix d'orientation parallèle aux ondes 8 présente l'avantage de pouvoir les réaliser avec les poinçons existants, sans modifications de la plieuse autres que les réglages de profondeurs différentes à prévoir pour les ondes et pour les plis de rigidité.
On a marqué sur le tablier 19 de l'ébauche ainsi préparée, des lignes de pliage 17 et 18 du tablier, qui après pliage à angle droit aboutit au panneau quasiment achevé montré sur la figure 5, auquel il ne reste plus qu'à souder le long des bords longitudinaux les feuillards 13 (fig.3) assurant la non déformation des panneaux lors des manutentions.
Comme on le voit en se reportant sur la figure 5, le pliage des parties terminales 9' se fait sur une plieuse-presse classique (plieuse à volets) par rotation de 90° autour de la ligne 17 de manière à retrouver ces parties terminales du même côté que les ondes 8 par rapport au tablier 19. Puis, on effectue par rotation en sens inverse autour de la ligne 18 le pliage de l'extrémité frontale pour former le rebord 14 destiné à prendre place, lors du montage de la cuve, dans la glissière 15 prévue à cet effet à l'extrémité du panneau adjacent 3'd (fig. 3).
Bien que nullement obligatoire, on choisira généralement l'emplacement des lignes de pliage 17 sur le tablier de manière que la hauteur des parties terminales 9' coïncide avec celle des ondes 8.
Il va de soi que l'invention ne limite en rien le nombre des ondes principales 8, ni celui des ondes de rigidité 16, ni leur dimension tant en longueur qu'en profondeur.
De même, l'invention s'étend à de nombreuses variantes, notamment pour la réalisation des ondes de rigidité 16, dans le mesure où sont respectées les caractéristiques des revendications ci-après.

Claims

Panneau ondé (3'a) constitutif d'une cuve de transformateur électrique immergé pourvue d'ondes sur tout son pourtour, et dont au moins une partie terminale (9') est destinée à constituer une face d'une onde-mêre (11') portant sur sa face opposée (10') des ondes (8) venues d'un panneau ondé adjacent (3'c), caractérisé en ce que la face (9') constituant ladite partie terminale comporte des ondes secondaires (16) constituées par des plis de rigidité.
Panneau ondé selon la revendication 1, caractérisé en ce ladite partie terminale (9') présente à son extrémité frontale un rebord (17) replié à angle droit pour pouvoir s'engager coulissant dans une glissière (18) ménagée à cet effet en bout de l'extrémité ondée (10') du panneau ondé adjacent (3d).
Procédé de réalisation d'un panneau ondé de cuve de transformateur électrique immergé, conforme à la revendication 1 ou 2 dont au moins une partie terminale (9') est destinée à constituer une face d'une onde-mère, l'autre face, opposée, portant des ondes (8) venues de l'extrémité ondée (10') d'un panneau ondé adjacent, procédé caractérise en ce que l'on réalise des plis dans ladite partie terminale (9') en répétant l'opération de formation des ondes (8)
Application d'un panneau ondé (3'a), ayant au moins une partie terminale (9') constitutive d'une onde-mère et pourvue de plis de rigidité (16), à la réalisation d'une cuve pour transformateur éléctrique immergé, caractérisée par le fait que l'assemblage étanche avec l'extrémité ondée (10') du panneau ondé adjacent (3'd) se fait par contact direct des bords sans présence de cale d'écartement.
Application du panneau ondé (3a) selon la revendication 4, caractérisée en ce que la partie terminale (9') dudit panneau (3'a) présente à son extrémité frontale un rebord à angle droit (14) qui vient s'engager coulissant dans une glissière correspondante (15) prévue par formage en bout de l'extrémité ondée (10') du panneau ondé adjacent (3'd).