EP0756295B1 - Dispositif de protection pour transformateurs électriques - Google Patents

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EP0756295B1
EP0756295B1 EP19960420246 EP96420246A EP0756295B1 EP 0756295 B1 EP0756295 B1 EP 0756295B1 EP 19960420246 EP19960420246 EP 19960420246 EP 96420246 A EP96420246 A EP 96420246A EP 0756295 B1 EP0756295 B1 EP 0756295B1
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EP
European Patent Office
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protection device
magnet
intermediate part
top box
transparent tubular
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EP19960420246
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EP0756295A1 (fr
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Christian Rebelle
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IDEF SYSTEMES
Original Assignee
IDEF SYSTEMES
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Publication date
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Priority claimed from FR9603772A external-priority patent/FR2746555B1/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402—Association of measuring or protective means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
    • H01H33/55—Oil reservoirs or tanks; Lowering means therefor
    • H01H33/555—Protective arrangements responsive to abnormal fluid pressure, liquid level or liquid displacement, e.g. Buchholz relays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402—Association of measuring or protective means
    • H01F2027/406—Temperature sensor or protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/02—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding actuated by movement of a float carrying a magnet

Definitions

  • the present invention relates to protection devices, for electrical transformers or power inductors.
  • Electric transformers or power inductors are generally enclosed in an airtight casing and embedded in a liquid dielectric.
  • the hermetic casing is provided with an upper opening adapter, allowing the crankcase to be filled with the dielectric liquid, and allowing the adaptation of a protection device.
  • the protective device must deliver information alarm type in the event of a drop in the level of the liquid dielectric in the housing, if there is too much pressure inside the housing, or case of abnormal rise in temperature of the liquid dielectric.
  • Document US 4 192 174 A describes a protective device for transformer, comprising a base shaped to be fixed to the transformer housing around an upper adapter hole, with a dip tube with closed lower end and upper end integral with the base, with a tunnel for the passage of the dielectric liquid and its penetration into two transparent upper tubes connected to the tunnel and containing floats sliding in the tubes.
  • One of the floats carries a magnet.
  • a field-sensitive detector magnetic is housed outside and at the lower end of one of the transparent tubes to detect the level of liquid dielectric.
  • a box, containing the electrical circuits is placed laterally next to transparent tubes, and is connected by an intermediate tube to the tube plunger that contains a temperature sensor.
  • a pressure sensor housed in the housing, is connected by a tube to the interior space of one of the transparent tubes, to capture the pressure inside the casing. The housing obscures the vision of the floats on a portion of the periphery of the transparent tubes.
  • the problem proposed by the present invention is to design a new protection device that is both autonomous, reliable and robust, providing an accessible direct visual indication over 360 ° of the liquid dielectric level, a passing information pressure threshold, threshold overshoot information temperature, and information of excessive drop in level of liquid dielectric below a level threshold.
  • the device must also be of reduced cost, and of reduced bulk.
  • the invention aims to ensure the electromagnetic compatibility of the device.
  • the positions length of the detector in the dip tube and the magnet in the annular float are chosen so that when the level of liquid dielectric is higher than said predetermined level, the detector is in the maximum magnetic field created by the magnet and is found in working position, and when the dielectric level liquid is below said predetermined level, the detector is at the deviation from the maximum magnetic field created by the magnet and is in the rest position.
  • the annular float carries in in addition to a soft iron coaxial tube, extending the magnet downwards, and forming a cage protecting the flexible blade detector against fields transient magnetic products produced by the transformer or inductor.
  • the magnet is a ring ferrite ring.
  • the magnet is embedded in the lower region of the annular float. This improves the balance of the float.
  • the base is a part tubular, provided with a lower peripheral crown shaped to be supported in and around the upper adaptation orifice of the casing, and provided with an upper peripheral crown receiving the edge lower of transparent tubular intermediate part.
  • the diameter of the crown upper peripheral and tubular intermediate part transparent can advantageously be larger than that of the orifice upper crankcase, so that the tubular intermediate part transparent can have a greater volume for a given height, or may have a height less than a given volume. It is thus possible to reduce the overall height of the device, while retaining a sufficient internal volume to appreciate the variations in volume of the liquid dielectric during operation.
  • the protection device comprises a dip tube 1 the closed lower end 2 of which is adapted to enter a upper adaptation orifice 7 provided in the casing 6 of a transformer or inductor to be protected.
  • the dip tube 1 protrudes below a base 3 shaped to be fixed to the casing 6 around of said upper adaptation orifice 7.
  • the base 3 is a part tubular, comprising a central tunnel 4 for passage and maintenance of the dip tube 1, and of the peripheral lights 5 for the passage of the liquid dielectric contained in the casing 6.
  • the base 3 is provided with a lower peripheral crown 8 shaped to be supported in and around the upper adaptation orifice 7 of the casing 6, to which it is retained by hooking elements such as hooking lugs 9 tightened by bolts 10.
  • a gasket can be advantageously housed in an annular groove 11 provided on the underside of the lower peripheral crown 8.
  • the base 3 also comprises a peripheral crown upper 12, of diameter larger than the peripheral crown lower 8 and larger than the diameter of the upper orifice adapter 7 of housing 6.
  • the protective device further includes a housing upper 15, preferably made of transparent material, the wall of which lower 19 is adapted to receive in a sealed manner and to maintain the open upper portion 16 of the dip tube 1.
  • the protection comprises a transparent tubular intermediate part 17, letting appear according to all its circumference the elements which it contains.
  • the transparent tubular intermediate part 17 is connected so watertight around the base of the base 3.
  • the diameter of the intermediate part transparent tubular 17 is larger than that of the upper orifice adapter 7 of housing 6.
  • the transparent tubular intermediate part 17 is also tightly connected to the upper case 15. In the modes of shown embodiment, sealing is ensured by the fact that the lower portion 151 of the upper housing 15 and the intermediate part transparent tubular 17 are formed of a one-piece assembly.
  • Wall lower 19 of the upper housing 15 forms an intermediate wall sealing between the interior space of the upper housing 15 and the interior space of the transparent tubular intermediate part 17.
  • a filling tube 20, closed by an upper plug 21 removable, is connected to the upper end of the intermediate part transparent tubular 17.
  • the filling tube 20 thus allows the filling of the casing 6 with the liquid dielectric.
  • the plug 21 can advantageously be equipped with a valve trap type 30, allowing the possible sampling of gas.
  • An annular float 22, carrying at least one magnet 23, is slidably mounted around the dip tube 1 inside the part transparent tubular intermediate 17.
  • the float 22 is carried by the liquid dielectric contained in the casing 6, the critical level of the liquid dielectric being chosen so that the float 22 is in intermediate position in the transparent tubular intermediate part 17. In normal position, the float 22 is pressed under the wall lower 19 of the upper housing 15.
  • a detector 45 with a flexible blade sensitive to the magnetic field of the magnet 23 is housed in the dip tube 1 in a fixed position intermediate, possibly adjustable, in the intermediate part transparent tubular 17.
  • the detector 45 makes an electrical contact dry which switches when the annular float 22 reaches a level predetermined along the dip tube 1.
  • the dry electrical contact is connected to level output terminals in a terminal block 31 of the housing higher 15.
  • the protection device further includes two threshold temperature sensors 25, 26 and one continuous temperature sensor 27, each formed of a bulb capillary end, the corresponding end bulb being engaged in the lower end 2 of the dip tube 1.
  • the corresponding capillary longitudinally passes through the dip tube 1, and exits into the housing upper 15 to a sensor base 32 or 33 or 36.
  • sensor base 32 or 33 makes a dry electrical contact which switches when the temperature detected reaches a predetermined temperature threshold.
  • the dry contact of temperature is connected to respective temperature output terminals 34 or 35 in the upper case 15.
  • the base 36 of the sensor continuous temperature 27 includes a temperature indication dial.
  • the two threshold temperature sensors 25 and 26 provide two dry electrical contacts switching according to two distinct thresholds of temperature.
  • the protection device also comprises at least one threshold pressure sensor 28, housed in the upper housing 15 and connected by a lower wall passage 19 of the upper housing 15 to the interior space of the transparent tubular intermediate part 17, to capture the pressure inside the casing 6.
  • the threshold pressure 28 is suitable for making a dry contact which switches when said pressure reaches a predetermined level.
  • the contact dry pressure electric is connected to pressure output terminals in terminal block 31 of upper case 15.
  • the dip tube 1 is secured at its upper end 16 to the lower wall 19 of the upper housing 15, in a sealed manner.
  • the housing upper 15 has a lower portion 151 forming, with the part transparent tubular intermediate 17, a one-piece assembly.
  • the part 151 is open upwards, and its opening is closed by a removable upper portion 152 forming a cover.
  • the upper case 15 is advantageously transparent.
  • the threshold pressure sensors 28 and threshold temperature sensors 25 and 26 are adjustable by visually identifiable position adjustment elements, whose position can thus be seen from the outside through the wall of the upper case 15.
  • the dip tube 1 participates in the mechanical connection between the successive stages of the device.
  • the upper peripheral ring 12 has, on its face upper, a concentric annular groove 13 receiving a seal sealing 14.
  • the lower edge 18 of the tubular intermediate part transparent 17 engages in the concentric annular groove 13 of the upper peripheral ring 12 and compresses the seal 14.
  • the dip tube 1 has a ring at its lower end 2 external thread allowing the adaptation of a tightening nut 29.
  • the tightening the nut 29, which comes to bear against the base part 3 surrounding the central tunnel 4, ensures the axial clamping of the base 3 with the transparent tubular intermediate part 17 and the upper casing 15.
  • the protection of the level detector against magnetic fields transients produced by the transformer or the inductor to be protected is provided by a protective cage.
  • the annular float 22 further carries a coaxial tube 24 made of soft iron, extending downward the magnet 23 as illustrated in FIG. 1.
  • connection mechanical between the base 3 and the tubular intermediate part transparent 17 is ensured by clamping screws 50 distributed according to the periphery and ensuring tight axial tightening, with seal, between the upper peripheral ring 12 of the base 3 and a ring corresponding lower peripheral 51 of the intermediate part transparent tubular 17.
  • the protection of the level detector against magnetic fields transients produced by the transformer or the inductor to be protected is ensured by providing particular longitudinal positions of the detector 45 in the dip tube 1 and magnet 23 in the float annular 22.
  • these relative longitudinal positions are chosen so that when the liquid dielectric level is higher than the predetermined level causing the detector to switch, as illustrated in FIG. 4, the float 22 is located in the area upper part of the transparent tubular intermediate part 17, and the detector 45 is in the maximum magnetic field created by the magnet 23, the detector 45 then being in the working position, that is to say in the position in which the magnetic field produces the approximation of the respective electrical contacts.
  • the magnet 23 is a ring ferrite ring, and is embedded in the lower area of the float ring 22.
  • the detector 45 is subjected to a magnetic field of high intensity created by magnet 23, so that any induction interference generated by a current flowing through the transformer or the inductor to be protected has no significant action on the electrical state of detector 45. There is therefore no risk of inadvertent switching of detector 45, and electromagnetic compatibility with the environment is realized.
  • FIG. 6 the state of the detector 45 is shown in normal operating position: under the effect of the magnetic field of strong intensity produced by the magnet 23 which is then at nearby, a fixed magnetizable blade 52 attracts a contact blade flexible 53, producing a working contact.

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Description

La présente invention concerne les dispositifs de protection, pour transformateurs électriques ou inductances de puissance.
Les transformateurs électriques ou inductances de puissance sont généralement enfermés dans un carter hermétique et noyés dans un diélectrique liquide. Le carter hermétique est muni d'un orifice supérieur d'adaptation, permettant le remplissage du carter avec le diélectrique liquide, et permettant l'adaptation d'un dispositif de protection.
Le dispositif de protection doit délivrer des informations de type alarme en cas de baisse de niveau du diélectrique liquide dans le carter, en cas de pression trop importante à l'intérieur du carter, ou en cas d'élévation anormale de température du diélectrique liquide.
En outre, il est utile de pouvoir visualiser une légère baisse de niveau du diélectrique liquide, en connaissant simultanément la température de celui-ci, afin de faciliter les tâches de prévention avant alarme et la maintenance après alarme.
On peut être tenté de concevoir un dispositif de protection électronique, comportant une série de capteurs et des circuits de traitement des signaux produits par ces capteurs, la visualisation des mesures ainsi effectuées pouvant alors être assurée par un dispositif de visualisation séparé et orientable à volonté. Une telle solution nécessite toutefois de prévoir une alimentation électrique auxiliaire des circuits de traitement des signaux, ce qui, dans le cas d'un dispositif de protection, peut entraíner des défaillances nuisant à la fiabilité de la protection. Par exemple, une défaillance de l'alimentation ne permettrait plus au dispositif de produire une alarme ou un signal de coupure en cas de surpression ou d'élévation anormale de température dans le diélectrique liquide.
Le document US 4 192 174 A décrit un dispositif de protection pour transformateur, comprenant une embase conformée pour être fixée au carter du transformateur autour d'un orifice supérieur d'adaptation, avec un tube plongeur à extrémité inférieure fermée et extrémité supérieure solidaire de l'embase, avec un tunnel pour le passage du diélectrique liquide et sa pénétration dans deux tubes supérieurs transparents raccordés au tunnel et contenant des flotteurs coulissant dans les tubes. L'un des flotteurs porte un aimant. Un détecteur sensible au champ magnétique est logé à l'extérieur et à l'extrémité inférieure d'un des tubes transparents pour détecter le niveau de diélectrique liquide. Un boítier, contenant les circuits électriques, est placé latéralement à côté des tubes transparents, et est raccordé par un tube intermédiaire au tube plongeur qui contient un capteur de température. Un capteur de pression, logé dans le boítier, est raccordé par un tube à l'espace intérieur de l'un des tubes transparents, pour capter la pression à l'intérieur du carter. Le boítier occulte la vision des flotteurs sur une portion de la périphérie des tubes transparents.
Le problème proposé par la présente invention est de concevoir un nouveau dispositif de protection qui soit à la fois autonome, fiable et robuste, permettant de délivrer une indication visuelle directe accessible sur 360° du niveau de diélectrique liquide, une information de dépassement de seuil de pression, une information de dépassement de seuil de température, et une information de baisse excessive de niveau de diélectrique liquide au-dessous d'un seuil de niveau. Le dispositif doit également être d'un coût réduit, et d'un encombrement réduit.
Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, un dispositif de protection selon l'invention, adapté pour la protection d'un transformateur ou d'une inductance à diélectrique liquide enfermé dans un carter hermétique muni d'un orifice supérieur d'adaptation, comprend les éléments suivants :
  • un tube plongeur à extrémité inférieure fermée,
  • une embase conformée pour être fixée au carter autour de l'orifice supérieur d'adaptation, avec un tunnel central pour le passage du diélectrique liquide,
  • un boítier supérieur, adapté pour recevoir de façon étanche et pour maintenir la portion supérieure ouverte du tube plongeur,
  • une partie intermédiaire tubulaire transparente, laissant apparaítre sur tout son pourtour les éléments qu'elle contient, et raccordée de façon étanche au pourtour de l'embase et au boítier supérieur,
  • un flotteur annulaire portant au moins un aimant, monté à coulissement autour du tube plongeur à l'intérieur de la partie intermédiaire tubulaire transparente,
  • au moins un détecteur à lame flexible sensible au champ magnétique du ou des aimants, logé dans le tube plongeur en position fixe intermédiaire dans la partie intermédiaire tubulaire transparente, réalisant un contact électrique sec commutant lorsque le flotteur atteint un niveau prédéterminé, le contact électrique sec étant connecté à des bornes de sortie de niveau dans le boítier supérieur,
  • au moins un capteur de température à seuil, dont le bulbe d'extrémité est engagé dans l'extrémité inférieure du tube plongeur et réalisant un contact électrique sec commutant lorsque la température détectée atteint un seuil prédéterminé de température, le contact électrique sec étant connecté à des bornes de sortie de température dans le boítier supérieur,
  • au moins un capteur de pression à seuil, logé dans le boítier supérieur et raccordé par un passage de paroi inférieure de boítier supérieur à l'espace intérieur de la partie intermédiaire tubulaire transparente, pour capter la pression à l'intérieur du carter et pour réaliser un contact électrique sec commutant lorsque ladite pression atteint un niveau prédéterminé, le contact électrique sec étant connecté à des bornes de sortie de pression dans le boítier supérieur,
  • un tube de remplissage, obturé par un bouchon amovible, et raccordé à la partie intermédiaire tubulaire transparente.
Une difficulté est que les détecteurs à lame flexible sont sensibles aux champs magnétiques parasites, de sorte que des commutations intempestives peuvent se produire en cas de surintensité transitoire dans le transformateur à protéger.
Ainsi, indépendamment de la présence des capteurs de température et de pression, et des moyens de remplissage, l'invention vise à assurer la compatibilité électromagnétique du dispositif.
Pour cela, selon un mode de réalisation, les positions longitudinales du détecteur dans le tube plongeur et de l'aimant dans le flotteur annulaire sont choisies de façon que, lorsque le niveau de diélectrique liquide est supérieur audit niveau prédéterminé, le détecteur est dans la zone de champ magnétique maximum créée par l'aimant et se trouve en position de travail, et lorsque le niveau de diélectrique liquide est inférieur audit niveau prédéterminé, le détecteur est à l'écart de la zone de champ magnétique maximum créée par l'aimant et se trouve en position de repos.
En alternative ou en complément, le flotteur annulaire porte en outre un tube coaxial en fer doux, prolongeant vers le bas l'aimant, et formant une cage protégeant le détecteur à lame flexible contre les champs magnétiques transitoires produits par le transformateur ou l'inductance.
Selon un mode de réalisation avantageux, l'aimant est une bague annulaire en ferrite.
De préférence, l'aimant est noyé dans la zone inférieure du flotteur annulaire. On améliore ainsi l'équilibre du flotteur.
Selon un mode de réalisation avantageux, l'embase est une pièce tubulaire, munie d'une couronne périphérique inférieure conformée pour être en appui dans et autour de l'orifice supérieur d'adaptation du carter, et munie d'une couronne périphérique supérieure recevant le bord inférieur de partie intermédiaire tubulaire transparente.
Dans ce mode de réalisation, le diamètre de la couronne périphérique supérieure et de la partie intermédiaire tubulaire transparente peut avantageusement être plus grand que celui de l'orifice supérieur de carter, de sorte que la partie intermédiaire tubulaire transparente peut avoir un volume supérieur pour une hauteur donnée, ou peut avoir une hauteur inférieure à volume donné. Il est ainsi possible de réduire l'encombrement en hauteur du dispositif, tout en conservant un volume intérieur suffisant pour apprécier les variations de volume du diélectrique liquide en cours de fonctionnement.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles:
  • la figure 1 est une vue de côté en coupe diamétrale d'un dispositif de protection selon un mode de réalisation de la présente invention,
  • la figure 2 est une vue de dessous en coupe selon le plan A-A de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue de dessous de l'embase du dispositif de la figure 1 ;
  • la figure 4 est une vue de côté en coupe diamétrale d'un dispositif de protection selon un autre mode de réalisation de la présente invention, en position de niveau normal de diélectrique liquide ;
  • la figure 5 est une vue de côté en coupe diamétrale du dispositif de la figure 4, en position de niveau insuffisant de diélectrique liquide ;
  • la figure 6 est une vue de côté partielle en coupe du flotteur et du détecteur de niveau, en position de niveau normal de diélectrique liquide ; et
  • la figure 7 est une vue de côté de l'ensemble de la figure 6, en position de niveau insuffisant de diélectrique liquide.
Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures, le dispositif de protection selon l'invention comprend un tube plongeur 1 dont l'extrémité inférieure 2 fermée est adaptée pour pénétrer dans un orifice supérieur d'adaptation 7 prévu dans le carter 6 d'un transformateur ou d'une inductance à protéger. Le tube plongeur 1 dépasse au-dessous d'une embase 3 conformée pour être fixée au carter 6 autour dudit orifice supérieur d'adaptation 7. L'embase 3 est une pièce tubulaire, comprenant un tunnel central 4 pour le passage et le maintien du tube plongeur 1, et des lumières périphériques 5 pour le passage du diélectrique liquide contenu dans le carter 6. L'embase 3 est munie d'une couronne périphérique inférieure 8 conformée pour être en appui dans et autour de l'orifice supérieur d'adaptation 7 du carter 6, auquel elle est retenue par des éléments d'accrochage tels que des pattes d'accrochage 9 serrées par des boulons 10. Un joint d'étanchéité peut être avantageusement logé dans une gorge annulaire 11 prévue en face inférieure de la couronne périphérique inférieure 8.
L'embase 3 comprend en outre une couronne périphérique supérieure 12, de diamètre plus grand que la couronne périphérique inférieure 8 et plus grand que le diamètre de l'orifice supérieur d'adaptation 7 du carter 6.
Le dispositif de protection comporte en outre un boítier supérieur 15, de préférence en matière transparente, dont la paroi inférieure 19 est adaptée pour recevoir de façon étanche et pour maintenir la portion supérieure 16 ouverte du tube plongeur 1.
Entre le boítier supérieur 15 et l'embase 3, le dispositif de protection comprend une partie intermédiaire tubulaire transparente 17, laissant apparaítre selon tout son pourtour les éléments qu'elle contient. La partie intermédiaire tubulaire transparente 17 est raccordée de façon étanche au pourtour de l'embase 3. Le diamètre de la partie intermédiaire tubulaire transparente 17 est plus grand que celui de l'orifice supérieur d'adaptation 7 du carter 6.
La partie intermédiaire tubulaire transparente 17 est également raccordée de façon étanche au boítier supérieur 15. Dans les modes de réalisation représentés, l'étanchéité est assurée par le fait que la portion inférieure 151 du boítier supérieur 15 et la partie intermédiaire tubulaire transparente 17 sont formées d'un ensemble monobloc. La paroi inférieure 19 du boítier supérieur 15 forme une paroi intermédiaire assurant l'étanchéité entre l'espace intérieur du boítier supérieur 15 et l'espace intérieur de la partie intermédiaire tubulaire transparente 17.
Un tube de remplissage 20, obturé par un bouchon supérieur 21 amovible, est raccordé à l'extrémité supérieure de la partie intermédiaire tubulaire transparente 17. Le tube de remplissage 20 permet ainsi le remplissage du carter 6 avec le diélectrique liquide.
Le bouchon 21 peut avantageusement être équipé d'une valve de type purgeur 30, permettant le prélèvement éventuel de gaz.
Un flotteur annulaire 22, portant au moins un aimant 23, est monté à coulissement autour du tube plongeur 1 à l'intérieur de la partie intermédiaire tubulaire transparente 17. Le flotteur 22 est porté par le diélectrique liquide contenu dans le carter 6, le niveau critique du diélectrique liquide étant choisi de façon que le flotteur 22 soit en position intermédiaire dans la partie intermédiaire tubulaire transparente 17. En position normale, le flotteur 22 est plaqué sous la paroi inférieure 19 du boítier supérieur 15.
Un détecteur 45 à lame flexible sensible au champ magnétique de l'aimant 23 est logé dans le tube plongeur 1 en position fixe intermédiaire, éventuellement réglable, dans la partie intermédiaire tubulaire transparente 17. Le détecteur 45 réalise un contact électrique sec qui commute lorsque le flotteur annulaire 22 atteint un niveau prédéterminé le long du tube plongeur 1. Le contact électrique sec est connecté à des bornes de sortie de niveau dans un bornier 31 du boítier supérieur 15.
Dans le mode réalisation illustré, le dispositif de protection comprend en outre deux capteurs de température à seuil 25, 26 et un capteur de température continu 27, formés chacun d'un capillaire à bulbe d'extrémité, le bulbe d'extrémité correspondant étant engagé dans l'extrémité inférieure 2 du tube plongeur 1. Le capillaire correspondant traverse longitudinalement le tube plongeur 1, et sort dans le boítier supérieur 15 jusqu'à une base 32 ou 33 ou 36 de capteur. Pour chaque capteur de température à seuil 25 ou 26, la base 32 ou 33 de capteur réalise un contact électrique sec qui commute lorsque la température détectée atteint un seuil prédéterminé de température. Le contact sec de température est connecté à des bornes de sortie de température respectives 34 ou 35 dans le boítier supérieur 15. La base 36 du capteur de température continu 27 comprend un cadran d'indication de température.
Les deux capteurs de température à seuil 25 et 26 fournissent deux contacts électriques secs commutant selon deux seuils distincts de température.
Le dispositif de protection selon l'invention comprend également au moins un capteur de pression à seuil 28, logé dans le boítier supérieur 15 et raccordé par un passage de paroi inférieure 19 du boítier supérieur 15 à l'espace intérieur de la partie intermédiaire tubulaire transparente 17, pour capter la pression à l'intérieur du carter 6. Le capteur de pression à seuil 28 est adapté pour réaliser un contact sec qui commute lorsque ladite pression atteint un niveau prédéterminé. Le contact électrique sec de pression est connecté à des bornes de sortie de pression dans le bornier 31 du boítier supérieur 15.
Le tube plongeur 1 est solidarisé à son extrémité supérieure 16 à la paroi inférieure 19 du boítier supérieur 15, de façon étanche.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le boítier supérieur 15 comporte une portion inférieure 151 formant, avec la partie intermédiaire tubulaire transparente 17, un ensemble monobloc. La portion inférieure 151 est ouverte vers le haut, et son ouverture est fermée par une portion supérieure 152 amovible formant couvercle.
Le boítier supérieur 15 est avantageusement transparent. Les capteurs de pression à seuil 28 et de température à seuil 25 et 26 sont réglables par des éléments de réglage à position visuellement repérable, dont la position peut ainsi être vue de l'extérieur à travers la paroi du boítier supérieur 15.
Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, le tube plongeur 1 participe à la liaison mécanique entre les étages successifs du dispositif. La couronne périphérique supérieure 12 comporte, sur sa face supérieure, une gorge annulaire concentrique 13 recevant un joint d'étanchéité 14. Le bord inférieur 18 de la partie intermédiaire tubulaire transparente 17 vient s'engager dans la gorge annulaire concentrique 13 de la couronne périphérique supérieure 12 et comprime le joint d'étanchéité 14. Le tube plongeur 1 porte à son extrémité inférieure 2 une bague extérieure filetée permettant l'adaptation d'un écrou de serrage 29. Le serrage de l'écrou 29, qui vient porter contre la partie d'embase 3 entourant le tunnel central 4, assure le serrage axial de l'embase 3 avec la partie intermédiaire tubulaire transparente 17 et le boítier supérieur 15.
Dans ce même mode de réalisation des figures 1 à 3, la protection du détecteur de niveau contre les champs magnétiques transitoires produits par le transformateur ou l'inductance à protéger est assurée par une cage protectrice. Pour cela, le flotteur annulaire 22 porte en outre un tube coaxial 24 en fer doux, prolongeant vers le bas l'aimant 23 comme illustré sur la figure 1.
Dans le mode de réalisation des figures 4 et 5, la liaison mécanique entre l'embase 3 et la partie intermédiaire tubulaire transparente 17 est assurée par des vis de serrage 50 réparties selon la périphérie et assurant le serrage axial étanche, avec joint d'étanchéité, entre la couronne périphérique supérieure 12 de l'embase 3 et une couronne périphérique inférieure 51 correspondante de la partie intermédiaire tubulaire transparente 17.
Dans ce même mode de réalisation des figures 4 à 7, la protection du détecteur de niveau contre les champs magnétiques transitoires produits par le transformateur ou l'inductance à protéger est assurée en prévoyant des positions longitudinales particulières du détecteur 45 dans le tube plongeur 1 et de l'aimant 23 dans le flotteur annulaire 22. Pour cela, ces positions longitudinales relatives sont choisies de façon que, lorsque le niveau de diélectrique liquide est supérieur au niveau prédéterminé provoquant la commutation du détecteur, comme illustré sur la figure 4, le flotteur 22 se trouve dans la zone supérieure de la partie intermédiaire tubulaire transparente 17, et le détecteur 45 se trouve dans la zone de champ magnétique maximum créée par l'aimant 23, le détecteur 45 étant alors en position de travail, c'est-à-dire dans la position dans laquelle le champ magnétique produit le rapprochement des contacts électriques respectifs. Par contre, comme illustré sur la figure 5, lorsque le niveau de diélectrique liquide est inférieur au niveau prédéterminé produisant la commutation du détecteur, le flotteur annulaire 22 est descendu en zone intermédiaire ou en zone inférieure dans la partie intermédiaire tubulaire transparente 17, de sorte que l'aimant 23 s'est éloigné du détecteur 45 ; le détecteur 45 se situe alors à l'écart de la zone de champ magnétique maximum créée par l'aimant 23, et se trouve à l'état de repos, c'est-à-dire à l'état dans lequel les lames de contact du détecteur 45 ne sont plus sollicitées suffisamment pour être déplacées par le champ magnétique produit par l'aimant 23.
On remarquera que, sur les figures, l'aimant 23 est une bague annulaire en ferrite, et est noyé dans la zone inférieure du flotteur annulaire 22.
On comprend que, dans les positions de fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque le niveau de diélectrique liquide est suffisant comme illustré sur la figure 4, le détecteur 45 est soumis à un champ magnétique d'intensité élevée créé par l'aimant 23, de sorte que toute induction parasite générée par un courant traversant le transformateur ou l'inductance à protéger n'a aucune action sensible sur l'état électrique du détecteur 45. Il n'y a donc pas de risque de commutation intempestive du détecteur 45, et la compatibilité électromagnétique avec l'environnement est réalisée.
Sur la figure 6, on a représenté l'état du détecteur 45 en position de fonctionnement normal : sous l'effet du champ magnétique d'intensité importante produit par l'aimant 23 qui se trouve alors à proximité, une lame magnétisable fixe 52 attire une lame de contact flexible 53, produisant un contact de travail.
Par contre, sur la figure 7, l'aimant 23 s'est éloigné vers le bas en suivant le flotteur 22 et le niveau du diélectrique liquide, de sorte que la lame flexible 53 s'écarte de la lame magnétisable fixe 52 et vient en contact d'une seconde lame fixe 54, produisant un contact de repos.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.

Claims (11)

  1. Dispositif de protection, pour transformateur ou inductance à diélectrique liquide enfermé dans un carter (6) hermétique muni d'un orifice supérieur d'adaptation (7), comprenant :
    un tube plongeur (1) à extrémité inférieure (2) fermée,
    une embase (3) conformée pour être fixée au carter (6) autour de l'orifice supérieur d'adaptation (7), avec un tunnel central (4) pour le passage du diélectrique liquide et du tube plongeur (1),
    un boítier supérieur (15), adapté pour recevoir de façon étanche et pour maintenir la portion supérieure (16) ouverte du tube plongeur (1),
    entre le boítier supérieur (15) et l'embase (3), une partie intermédiaire tubulaire transparente (17), laissant apparaítre sur tout son pourtour les éléments qu'elle contient, et raccordée de façon étanche au pourtour de l'embase (3) et au boítier supérieur (15),
    un flotteur annulaire (22) portant au moins un aimant (23), monté à coulissement autour du tube plongeur (1) à l'intérieur de la partie intermédiaire tubulaire transparente (17),
    au moins un détecteur (45) à lame flexible sensible au champ magnétique du ou des aimants (23), logé dans le tube plongeur (1) en position fixe intermédiaire dans la partie intermédiaire tubulaire transparente (17), réalisant un contact électrique sec commutant lorsque le flotteur (22) atteint un niveau prédéterminé, le contact électrique sec étant connecté à des bornes de sortie (31) de niveau dans le boítier supérieur (15),
    au moins un capteur de température à seuil (25, 26), dont le bulbe d'extrémité est engagé dans l'extrémité inférieure (2) du tube plongeur (1) et réalisant un contact électrique sec commutant lorsque la température détectée atteint un seuil prédéterminé de température, le contact électrique sec étant connecté à des bornes de sortie de température (34, 35) dans le boítier supérieur (15),
    au moins un capteur de pression à seuil (28), logé dans le boítier supérieur (15) et raccordé par un passage de paroi inférieure (19) de boítier supérieur (15) à l'espace intérieur de la partie intermédiaire tubulaire transparente (17), pour capter la pression à l'intérieur du carter (6) et pour réaliser un contact électrique sec commutant lorsque ladite pression atteint un niveau prédéterminé, le contact électrique sec étant connecté à des bornes de sortie de pression (31) dans le boítier supérieur (15),
    un tube de remplissage (20), obturé par un bouchon amovible (21), et raccordé à la partie intermédiaire tubulaire transparente (17).
  2. Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les positions longitudinales du détecteur (45) dans le tube plongeur (1) et de l'aimant (23) dans le flotteur annulaire (22) sont choisies de façon que, lorsque le niveau de diélectrique liquide est supérieur audit niveau prédéterminé, le détecteur (45) est dans la zone de champ magnétique maximum créée par l'aimant (23) et se trouve en position de travail, et lorsque le niveau de diélectrique liquide est inférieur audit niveau prédéterminé, le détecteur (45) est à l'écart de la zone de champ magnétique maximum créée par l'aimant (23) et se trouve en position de repos.
  3. Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flotteur annulaire (22) porte en outre un tube coaxial (24) en fer doux, prolongeant vers le bas l'aimant (23) et formant une cage protégeant le détecteur (45) à lame flexible contre les champs magnétiques transitoires produits par le transformateur ou l'inductance à protéger.
  4. Dispositif de protection selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'aimant (23) est une bague annulaire en ferrite.
  5. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'aimant (23) est noyé dans la zone inférieure du flotteur annulaire (22).
  6. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'embase (3) est une pièce tubulaire, munie d'une couronne périphérique inférieure (8) conformée pour être en appui dans et autour de l'orifice supérieur d'adaptation (7) du carter (6), et munie d'une couronne périphérique supérieure (12) recevant le bord inférieur (18) de partie intermédiaire tubulaire transparente (17).
  7. Dispositif de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que le diamètre de la couronne périphérique supérieure (12) et de la partie intermédiaire tubulaire transparente (17) est plus grand que celui de l'orifice supérieur d'adaptation (7) de carter (6).
  8. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux capteurs de température à seuil (25, 26), fournissant deux contacts électriques secs commutant selon deux seuils distincts de température.
  9. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le boítier supérieur (15) comporte une portion inférieure (151) formant, avec la partie intermédiaire tubulaire transparente (17), un ensemble monobloc, et une partie supérieure (152) amovible formant couvercle.
  10. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que :
    les capteurs de pression à seuil (28) et de température à seuil (25, 26) sont réglables par des éléments de réglage à position visuellement repérable,
    le boítier supérieur (15) est transparent, laissant apparaítre de l'extérieur les éléments de réglage à position repérable.
  11. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le bouchon (21) est équipé d'une valve de type purgeur (30) permettant le prélèvement éventuel de gaz.
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