FR2629955A1 - Dispositif de protection d'un appareil electrique immerge par la detection de fuites de liquide dielectrique - Google Patents

Abstract

Le dispositif de protection est installé sur un appareil électrique 1 comportant au moins un enroulement 2 plongé dans un liquide diélectrique 3 contenu dans une cuve 4, cet appareil 1 comportant des fusibles de limitation d'intensité 6 branchés entre l'alimentation 7 et l'enroulement 2 à protéger. Ce dispositif comprend des moyens 14, 15, 16 pour provoquer un court-circuit franc entre la masse 9 de l'appareil 1 et un point 11 situé en aval du fusible 6 mais en amont de l'enroulement 2, ces moyens étant déclenchés lorsque le niveau 5 du diélectrique 3 dans la cuve 4 s'abaisse à une valeur prédéterminée 12. Utilisation pour la protection d'un appareil électrique tel qu'un transformateur immergé à haute tension par la détection des fuites de liquide diélectrique hors de la cuve.

Description

La présente invention concerne un dispositif de protection d'un appareil électrique comportant au moins un enroulement plongé dans un liquide diélectrique contenu dans une cuve, tel qu'un transformateur immergé à haute tension, cette protection étant assurée par la détection des fuites de ce diélectrique hors de la cuve. L'invention s'applique en particulier aux appareils comportant des fusibles de limitation d'intensité branchés entre l'alimentation et l'enroulement à protéger.

On connait d'une manière générale de nombreux dispositifs de protection, adaptés à des appareils électriques du type précité tels que tranformateurs immergés, et visant à détecter les fuites de liquide diélectrique hors de la cuve.

Ainsi, les transformateurs de grande puissance sont souvent équipés d'un système surveillant à la fois le niveau du diélectrique, la température de celui-ci et la pression de l'atmosphère gazeuse située au-dessus du diélectrique. Le contrôle du niveau du diélectrique peut se faire par exemple à l'extérieur de la cuve du transformateur, au moyen d'un flotteur porté par le diélectrique à l'intérieur d'un tube communiquant avec la cuve, le flotteur portant un petit aimant qui actionne un interrupteur à lame souple du type
REED lorsque le niveau du liquide diélectrique baisse et atteint le niveau de cet interrupteur. Celui-ci fait partie d'un circuit auxiliaire de mesure et de contrôle, capable d'actionner une alarme d'un type quelconque, par exemple sonore et/ou visuelle.

La présente invention concerne particulièrement les transformateurs à haute tension du type immergé å fusible incorporé pour la distribution d'énergie électrique à basse tension en zone rurale. Cependant, elle n'est pas limitée A ce mode d'utilisation et elle est applicable d'une manière générale à tous les appareils électriques à haute ou basse tension du genre défini plus haut.

Les transformateurs 9 haute tension (au-dessus de 500 volts, et par exemple à 24 kilovolts) adaptés à la distribution d'énergie électrique à basse tension en zone rurale sont en général du type immergé.

On sait équiper de tels transformateurs sur chaque phase d'un fusible de protection locale contre les surintensités. Les fusibles peuvent être montés å l'extérieur du transformateur, et être par exemple intégrés dans les bornes à haute tension de celui-ci.

En cas de fuite de diélectrique sur de tels appareils, les parties sous tension, et en particulier les connexions, peuvent cesser d'être immergées dans le diélectrique. Il peut alors se produire un arc électrique entre une partie sous tension et une partie à la masse, ou même entre phases. Les fusibles sont en principe calculés pour couper l'alimentation haute tension dans le cas d'un tel défaut, mais l'expérience montre qu'il se produit parfois des irrégularités de fonctionnement préjudiciables au transformateur, celui-ci pouvant être gravement endommagé.

On sait également installer les fusibles å l'intérieur de la cuve, pour réaliser des transformateurs adaptés à des réseaux non aériens. Les bornes d'alimentation en haute tension traversent alors de façon étanche l'une des parois latérales du transformateur. Les fusibles et les connexions sont ainsi immergés dans le diélectrique.

De tels transformateurs ne comportent aucun circuit de mesure et/ou de contrale, et donc aucun dispositif de détection de fuite de diélectrique. En cas de fuite de diélectrique, les fusibles, -les bornes d'alimentation et les conducteurs å haute tension peuvent se trouver dans l'air å des distances d'isolement initialement prévues pour un fonctionnement dans le diélectrique. I1 y a donc un risque sérieux de court-circuit entre phase et masse ou entre phases, en des endroits situés en général en amont des fusibles qui sont donc inopérants, et on a vu fréquemment les transformateurs de ce type éclater å la suite d'une fuite de diélectrique, ce qui fait courir de graves dangers à l'environnement.

Le même inconvénient peut se retrouver d'une manière générale sur un appareil à haute ou basse tension quelconque du type précité.

Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des appareils existants et de proposer un dispositif de protection simple, fiable, économique et peu encombrant permettant de détecter les fuites de diélectrique et de protéger l'appareil en évitant en temps utile tout défaut grave.

Conformément à l'invention, le dispositif de protection d'un appareil électrique comportant au moins un enroulement plongé dans un liquide diélectrique contenu dans une cuve, tel qu'un transformateur immergé å haute tension, par la détection des fuites de ce diélectrique hors de la cuve, cet appareil comportant des fusibles de limitation d'intensité branchés entre l'alimentation et l'enroulement å protéger, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour provoquer un court-circuit franc entre la masse de l'appareil et un point situé en aval du fusible mais en amont de l'enroulement, ces moyens étant déclenchés lorsque le niveau du diélectrique dans la cuve s'abaisse å une valeur prédéterminée.

Un tel dispositif ne nécessite aucun circuit auxiliaire de mesure ou de contrôle délicat et croûteux, exigeant un entretien régulier et susceptible de créer luimême de nouveaux défauts. Le court-circuit franc ainsi provoqué fait sauter le (ou les) fusible(s) correspondant(s), la coupure de courant en résultant alertant immédiatement le.

service d'entretien.

Un tel court-circuit franc évite toute formation d'un arc et ne dissipe qu'une quantité très réduite d'é.ergie avant la coupure par le fusible, sans aucun risque d'incendie.

Aucun danger n'existe pour l'enroulement étant donné le choix du point mis i la masse.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens de mise en court-circuit comprennent deux contacts écartés l'un de l'autre et respectivement connectés à la masse et au point situé en aval du fusible et en amont de l'enroulement de l'appareil électrique, et des moyens pour connecter les deux contacts précites lorsque le niveau du diélectrique atteint le niveau de sécurité prédéterminé.

De tels moyens très simples sont par ailleurs bien adaptés à l'aménagement d'un court-circuit franc.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les contacts sont disposés au niveau de sécurité prédéterminé et les moyens pour connecter les deux contacts comprennent un flotteur au moins en partie électriquement conducteur, porté par le diélectrique,.des moyens étant prévus pour guider le flotteur vers les contacts lorsque le niveau du diélectrique s'abaisse.

Avec cette disposition, le contact est assuré de façon certaine en cas de baisse de niveau et le dispositif conforme à l'invention est donc d'une grande fiabilité.

Selon une version avantageuse de l'invention, le dispositif comprend un tube normalement rempli par le diélectrique et dans lequel est logé le flotteur mobile, ce tube étant pénétré 9 sa base par les deux contacts situés en regard l'un de l'autre å la manière d'un éclateur ; le tube est étanche au-dessus de l'éclateur, et il est rempli sous vide de diélectrique, de manière qu'initialement le flotteur vienne au contact avec le fond supérieur.

Du fait du remplissage sous vide et de l'effet de colonne barométrique, le tube reste donc rempli de diélectrique tant que le niveau de celui-ci n'atteint pas le niveau critique. I1 n'y a donc aucun risque de décharge entre le flotteur et les contacts de l'éclateur tant que ce niveau critique n'est pas atteint.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le tube contenant le flotteur présente à sa base deux ouvertures en regard, de plus grand diamètre que les contacts de l'éclateur et traversées par ceux-ci.

Dès que le niveau du diélectrique atteint le niveau de ces ouvertures, l'intérieur du tube est mis en communication avec le milieu gazeux occupant la partie supérieure de la cuve de l'appareil électrique 9 protéger, le vide régnant å l'intérieur du tube est donc cassé brutalement, le diélectrique contenu å l'intérieur du tube s'écoule rapidement dans la cuve de l'appareil, et le flotteur établit une liaison électrique entre les deux contacts de l'éclateur, ce qui provoque le court-circuit qui fait sauter le fusible.

Le dispositif passe ainsi très rapidement de la situation du tube plein, contacts parfaitement isolés l'un de l'autre, å la situation du tube vidé, flotteur en position de court-circuit entre les deux contacts de l'éclateur, ce qui provoque donc un court-circuit franc. Il n'y a aucune possibilité de situation intermédiaire dans laquelle le flotteur pourrait se trouver près des contacts sans les toucher, ce qui pourrait donner lieu å des décharges partielles ou & des arcs électriques véhiculant des puissances non négligeables susceptibles de provoquer des dommages.

Le dispositif selon.l'invention est donc particulièrement simple, robuste, économique et fiable.

D'autres particularités et avantages de la présente invention apparartront encore dans la description ci-après.

Aux dessins annexés donnés å titre d'exemples non limitatifs
- la figure 1 est un schéma unifilaire simplifié d'un transformateur immergé å haute tension, équipé d'un dispositif selon l'invention
- la figure 2 est une vue en élévation d'un groupe de trois dispositifs identiques alignés conformes à un premier mode de réaVisation de l'invention et destinés å équiper un appareil triphasé
- la figure 3 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 2
- la figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 3
- la figure 5 est une vue semblable à la figure 4 d'un dispositif selon un second mode de réalisation de l'invention ;;
- la figure 6 est une vue en élévation partiellement en coupe, d'une réalisation industrielle de l'invention pour appareil triphasé
- la figure 7 est une vue en coupe selon VII-VII de la figure 6
- la figure 8 est une vue en coupe & échelle réduite suivant VIII-VIII de la figure 9 d'un dispositif selon un autre mode de réalisation de l-'invention pour appareil triphasé
- la figure 9 est une vue en coupe suivant IX-IX de la figure 8.

En se reportant au schéma unifilaire de la figure 1, on voit un transformateur 1 comportant au moins un enroulement 2 & haute tension plongé dans un liquide diélectrique 3 contenu dans une cuve 4. Le niveau du diélectrique 3 est indiqué en 5. Le transformateur 1 est de préférence un transformateur å remplissage intégral sous vide.

Le niveau 5 indique donc qu'il s'est produit une certaine perte de diélectrique depuis le remplissage du transformateur sans aucun risque pour celui-ci.

Le transformateur 1 comporte un fusible 6 de limitation d'intensité, immergé dans le diélectrique 3 et branché entre la traversée 7 de l'alimentation å haute tension ménagée de façon étanche dans une paroi latérale de la cuve 4, et l'enroulement 2 à protéger. Le fusible 6 est un fusible étanche d'un type connu quelconque adapté 9 la tension de fonctionnement. I1 est immergé dans le diélectrique avec l'ensemble du circuit d'alimentation en haute tension. La paroi métallique 4 de la cuve et le couvercle métallique 8 de celle-ci sont en contact électrique l'une avec l'autre et avec la masse 9.

Le transformateur 1 comporte en outre un dispositif 10 conforme à l'invention pour provoquer un court-circuit franc entre la masse 9 de l'appareil et un point Il situé en aval du fusible 6 mais en amont de l'enroulement 2, ce dispositif étant déclenché lorsque le niveau 5 du diélectrique 3 dans la cuve 4 s'abaisse & une valeur 12 prédéterminée. Ce dispositif est installé å la partie supérieure de la cuve 4 au-dessus du fusible 6, de la traversée 7 et du circuit d'alimentation en haute tension, et est au moins partiellement immergé dans le diélectrique.

Dans la réalisation représentée aux figures 2, 3 et 4, trois dispositifs identiques 10 conformes à l'invention correspondant chacun å l'enroulement haute tension de l'une des trois phases d'un transformateur, sont alignés sur un support commun 13 en matière isolante capable de résister au liquide diélectrique, telle que la bakélite ou une résine époxyde.

Comme représenté en détail aux figures 3 et 4, chaque dispositif 10 comporte, au titre des moyens de mise en court-circuit, deux contacts 14, 15 situés en regard et écartés l'un de l'autre å la manière d'un éclateur. Les contacts 14, 15 sont respectivement connectés å la masse 9 et au point 11 situé en aval du fusible 6 et en amont de l'enroulement 2 à protéger. Ces deux contacts 14, 15 sont écartés l'un de l'autre d'une distance interdisant tout risque de formation. entre eux d'un arc électrique dans le diélectrique å la tension de fonctionnement prévue.

Les contacts 14, 15 sont réalisés par exemple en cuivre ou en laiton et leur extrémité est de forme sphérique et a un diamètre suffisant pour éviter tout risque de décharge partielle entre ces contacts dans le diélectrique.

Dans l'exemple représenté, ces contacts sont disposés au niveau de sécurité 12 prédéterminé pour le diélectrique 3 à l'intérieur du transformateur.

Le dispositif 10 comporte également un flotteur 16 au moins en partie conducteur ; dans l'exemple représenté, ce flotteur est une sphère métallique creuse 16 étanche réalisée par exemple en cuivre ou en laiton. Cette sphère 16 est portée par le diélectrique 3 et est logée à l'intérieur d'un tube 17, normalement rempli par le diélectrique, qui la guide vers les contacts 14, 15 lorsque le niveau du diélectrique 3 s'abaisse. Le diamètre de la sphère 16 est inférieur au diamètre du tube 17 et supérieur à la distance séparant les contacts 14, 15.

Le tube 17, réalisé en une matière isolante résistant au liquide diélectrique 3, telle qu'une résine époxyde renforcée de fibres de verre, est fermé à sa partie supérieure par un fond conducteur 18, mis à la masse, qui est accolé au couvercle 8 du transformateur 1 en étant fixé par des moyens connus tels que des vis (non représentées) à une des parois latérales de ce dernier. Ce fond 18 peut être commun aux trois dispositifs comme représenté à la figure 2.

La liaison entre support 13 et fond supérieur 18 est faite par tous moyens connus non représentés tels que des tiges filetées et des écrous.

Dans l'exemple représenté, le tube 17 est étanche au-dessus de l'éclateur constitué par les contacts 14 et 15, et il est rempli sous vide de diélectrique de manière qu'initialement la sphère 16 vienne en contact avec le fond supérieur conducteur 18. Le remplissage sous vide en diélectrique d'un transformateur du type immergé est une opération connue en soi.

Selon une particularité de l'invention, le tube 17 présente à sa base deux ouvertures 19, 20 en regard, de plus grande section que les contacts 14, 15 de l'éclateur et traversées par ceux-ci.

Le support isolant 13 présente un évidement 21 pour recevoir chacun des tubes 17. Le fond de chaque évidement 21 est percé d'une ouverture 22 facilitant l'écoulement du diélectrique entre le tube 17 et l'intérieur de la cuve 4 et permettant d'allonger la distance de cheminement entre les électrodes.

Dans la variante représentée à la figure 5, le tube 117 est en partie disposé å l'extérieur de la cuve 4 du transformateur et la partie visible correspondante est transparente pour permettre un contrôle optique du niveau de la sphère 16 depuis l'extérieur du transformateur.

Le tube 117 traverse de façon étanche le couvercle 8 du transformateur au moyen d'un bague 23 qui assure à la fois l'étanchéité entre le tube 117 et le couvercle 8 et la fixation du tube 117 sur le couvercle, par exemple par des vis non représentées.

Comme précédemment, le tube 117 étant rempli de diélectrique sous vide, la sphère 16 est initialement au contact avec le fond supérieur 118 du tube 117, à un niveau situé au-dessus de celui du couvercle 8 qui est à la masse.

La sphère 16 est donc protégée des-influences électriques des parties sous tension, et le fond supérieur 118 n'a pas besoin d'être conducteur et d'être relié à la masse.

Dans le mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, et correspondant également à un transformateur triphasé, trois tubes isolants identiques 217 sont placés suivant les sommets d'un triangle équilatéral entre un support isolant commun 213 et un fond supérieur conducteur commun 218, serrés l'un vers l'autre par une tige conductrice 30 filetée à ses deux extrémités 31 et 33 et placée au centre du triangle formé par les trois tubes 217. La tige 30 est vissée dans un trou taraudé 32 du fond supérieur 218. Son autre extrémité 33 traverse un trou 34 du support 213 et reçoit un écrou de serrage 35 pour assurer l'étanchéité entre le fond 218 et les tubes.Le fond 218 est par exemple accolé au couvercle 8 du transformateur et fixé å une des parois latérales de celui-ci par des moyens connus tels que des vis (non représentées), et se trouve donc à la masse.

Le support 213 est percé dars l'axe de chacun des tubes 217 d'une ouverture 222, destinée à faciliter l'écoulement du diélectrique 3 entre l'intérieur des tubes et la cuve 4, et à allonger la distance de cheminement entre les électrodes.

Perpendiculairemement à la tige filetée 30 est montée une coupelle circulaire conductrice 214 dont la périphérie pénètre partiellement à l'intérieur des tubes 217 par des lumières transversales annulaires 219 de ceux-ci. La coupelle 214 est mise à la masse par l'intermédiaire de la tige filetée 30 et du fond supérieur 218. Elle joue ainsi le rôle de contact à la masse pour chacun des tubes 217. La coupelle ne touche pas les bords des lumières 219.

Chaque tube 217 présente en outre une ouverture longitudinale 220, diamétralement opposée à la lumière 219 ménagée dans ce tube,et s'étendant longitudinalement depuis le niveau de ladite lumière jusqu'à l'extrémité du tube en contact avec le support 213.

Des électrodes cylindriques 215, à tête arrondie, traversant le support 213, sont logées respectivement dans les ouvertures 220 des tubes. Leur longueur est telle que leur extrémité supérieure arrive sensiblement au niveau de la coupelle 214. Leur diamètre est tel qu'elles font légèrement saillie à l'intérieur du tube correspondant 217, sans cependant toucher les bords des ouvertures 220. Ces électrodes 215 sont respectivement reliées à l'une des phases de l'alimentation en haute tension du transformateur, en aval du fusible mais en amont de l'enroulement correspondants.

Une sphère conductrice 216 est logée à l'intérieur de chacun des tubes 217 et peut coulisser librement à l'intérieur de ce tube, son diamètre étant légèrement inférieur à celui du tube.

Dans le mode de réalisation représenté aux figures 8 et 9, le dispositif 310 adapté à un transformateur triphasé comprend un seul tube 317 en matière isolante placé entre un support isolant 313 t un fond supérieur conducteur 318 comme dans les modes de réolisation décrits ci-dessus.

Une sphère conductrice 316 est logée å l'intérieur du tube 317.

Le support 313 est percé axialement d'une ouverture 322 facilitant le passage du diélectrique entre le tube 317 et l'intérieur de la cuve du transformateur, et permettant d'allonger la distance de cheminement entre les électrodes.

Une électrode 314 traverse l'ouverture 322 et fait saillie à l'intérieur du tube 317 dans l'axe de celui-ci.

Elle est mise à la masse par des moyens connus tels qu'une tresse (non représentée).

Trois électrodes 315 font saillie légèrement à l'intérieur du tube 317 par des ouvertures 320 réparties régulièrement à la périphérie du tube 317.

Les électrodes 315 sont reliées respectivement aux trois phases de l'alimentation en haute tension du transformateur.

Le diamètre intérieur du tube 317 et les distances entre les extrémités respectives des électrodes 315 sont calculés de telle manière qu'il n'y ait aucun risque de décharges partielles ou d'arc entre électrodes dans le diélectrique. La position de l'électrode 314 est déterminée, d'une part de façon qu'il n'y ait aucun risque de décharges partielles ou d'arc entre cette électrode 314 à la masse et l'une des électrodes sous tension 315, et, d'autre part, en fonction du diamètre de la sphère 316, de telle manière qu'en l'absence de diélectrique la sphère puisse etre à l'intérieur du tube 317 en contact en même temps avec l'électrode 314 et les trois électrodes 315.

On va maintenant décrire le mode de fonctionnement du dispositif de protection conforme à l'invention.

Dans la réalisation représentée aux figures 2 à 4, le remplissage du transformateur en diélectrique étant effectué sous vide, chaque tube 17 se remplit entièrement de diélectrique et la sphère 16 est plaquée par la poussée d'Archimède contre le fond supérieur 18. Elle est donc également à la masse, ce qui fixe son potentiel. Lorsque l'on casse le vide à la fin du remplissage pour réaliser une atmosphère inerte entre le couvercle 8 du transformateur et le niveau normal 5 du diélectrique, le tube 17 reste rempli de diélectrique comme une colonne barométrique, et la sphère 16 reste plaquée contre le fond supérieur 18.

Si le niveau du diélectrique baisse progressivement sans atteindre le niveau de sécurité 12 prédéterminé, l'effet de colonne barométrique est inchangé.

Lorsque le niveau du diélectrique atteint le niveau de sécurité 12 correspondant au niveau de la partie supérieure des ouvertures 19 et 20, le gaz présent au-dessus du diélectrique à l'intérieur du transformateur peut pénétrer à l'intérieur du tube 17 par les espaces libres respectifs entre les contacts 14, 15 et les bords des ouvertures 19 et 20. Le vide à-l'intérieur du tube 17 se trouve ainsi brutalement rompu, le diélectrique 3 contenu à l'intérieur du tube 17 au-dessus du niveau de sécurité 12 s'écoule rapidement dans la cuve 4, en particulier par l'ouverture 22, et la sphère 16 vient toucher ces contacts 14 et 15 en créant ainsi un court-circuit franc entre phase et masse.Le volume de diélectrique 3 contenu à l'intérieur du tube 17 au-dessus du niveau 12 est très faible et son écoulement vers la cuve très rapide, ce qui assure l'établissement d'une liaison électrique franche avec les contacts 14 et 15.

D'autre part, les phénomènes de capillarité font qu'il se forme un ménisque dans chacun des espaces de petite dimension entre les contacts 14 et 15 et les bords des ouvertures 19 et 20 ; ces ménisques ne se rompent que lorsque le niveau du diélectrique est descendu sensiblement audes sous du niveau des bords supérieurs des ouvertures 19 et 20 et que la force de gravité peut vaincre la force de capillarité. La rupture des ménisques est donc brutale et rapide.

La chute rapide de la sphère sur les contacts 14 et 15 provoque ainsi un court-circuit franc qui fait immédiatement sauter le fusible 6 correspondant. Il n'y a donc ni phénomène de décharge partielle, ni création d'un arc électrique, dont on sait que l'énergie qu'il transmet est fonction de sa longueur. La coupure du fusible intervenant très rapidement, l'énergie mise en jeu dans le court-circuit est extrêmement faible et n'entraîne aucun risque d'inflammation ou d'échauffement du diélectrique.

Par ailleurs, la création voulue d'un court-circuit entre phase et masse avant que les parties sous tension à l'intérieur du transformateur cessent d'être immergées dans le diélectrique évite le risque de défauts plus graves avec création d'arcs, éventuellement entre phases dans le cas de plusieurs phases, qui peuvent développer une énergie considérable, provoquer ltexplosion du transformateur et entraîner des dommages graves aux personnes et aux biens avoisinants.

Tant que le niveau du diélectrique n'a pas atteint le niveau de sécurité prédéterminé 12, le transformateur 1 conserve des caractéristiques d'isolement intactes et résiste parfaitement aux essais conventionnels de tension permanente et de tension de choc.

Dans le cas d'un transformateur triphasé, les trois dispositifs sont installés au même niveau et provoquent au même moment un court-circuit entre la phase correspondante et la masse, ce qui fait sauter les fusibles 6 associés aux trois phases correspondantes. Ces trois dispositifs peuvent être disposés en ligne comme représenté à la figure 2, en triangle ou d'une autre façon quelconque.

L'utilisateur situé en aval du transformateur, privé d'énergie électrique, prévient le service d'entretien, lequel intervient pour mettre le transformateur hors tension avant qu'une baisse supplémentaire du niveau du diélectrique ne vienne faire émerger des parties encore sous tension situées en amont des fusibles, telles que les traversées 7.

Le fonctionnement du dispositif représenté & la figure 5 est identique à celui que l'on vient de décrire. La hauteur du tube 117, supérieure å celle des tubes 17, ne change rien au mode de fonctionnement. Le fait d'avoir au moins un tube 117 en partie en saillie à l'extérieur du couvercle du transformateur et au moins partiellement transparent présente l'avantage de permettre au personnel d'entretien intervenant à la suite d'une rupture de fusibles immergés du transformateur de savoir si cette rupture est due à une baisse critique du niveau du diélectrique ou à une autre cause.

Le mode de fonctionnement des dispositifs représentés respectivement aux figures 6 et 7 d'une part, 8 et 9 d'autre part, est identique à celui que l'on vient de décrire.

L'invention permet donc de réaliser un dispositif extrêmement simple, très fiable et économique, qui ne diminue en rien les caractéristiques de l'appareil et en particulier les caractéristiques d'isolement, tant que le niveau du diélectrique n'a pas atteint un seuil de sécurité prédéterminé, et qui, dès que ce niveau limite de sécurité est atteint, provoque un court-circuit franc. Ce processus qui fait sauter les fusibles correspondants sans aucun risque d'explosion de l'appareil constitue une rupture à l'égard des habitudes antérieures.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du domaine de l'invention.

On peut ainsi combiner entre elles certaines des caractéristiques des divers modes de réalisation décrits : on peut, par exemple, équiper le dispositif représenté aux figures 8 et 9 d'un tube au moins partiellement transparent faisant saillie au-dessus du couvercle du transformateur, et d'électrodes du type décrit dans le mode de réalisation des figures 6 et 7.

On peut également donner aux tubes isolants 17, 117, 217, 317 une section autre que circulaire et adapter en conséquence la forme du flotteur.

On peut également se contenter d'un seul dispositif 10 sur un appareil triphasé et de ne couper qu'une seule phase, ce qui peut suffire à rendre nécessaire l'intervention des services d'entretien.

On peut également disposer les contacts à un niveau différent, et donc au-dessus, de celui des ouvertures permettant le passage du gaz à l'intérieur du tube, ces ouvertures restant bien entendu au niveau de sécurité prédéterminé pour le diélectrique.

D'autre part, les fusibles ne sont pas nécessairement immergés dans le diélectrique s'il est possible de les disposer à une distance l'un de l'autre correspondant aux caractéristiques d'isolement dans l'air ou le gaz.

L'invention est applicable de façon générale à tous autres types d'appareils comportant au moins un enroulement immergé dans un liquide diélectrique. Elle est en particulier applicable aux transformateurs du type dit "respirant" et aux autres appareils qui ne sont pas remplis intégralement sous vide, des dispositions étant prises pour faire le vide à l'intérieur des tubes afin de permettre au liquide diélectrique de les remplir complètement.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Dispositif (10, 210, 310) de protection d'un appareil électrique (1) comportant au moins un enroulement (2) plongé dans un liquide diélectrique (3) contenu dans une cuve (4), tel qu'un transformateur immergé à haute tension, par la détection des fuites de ce diélectrique (3) hors de la cuve (4), cet appareil (1) comportant des fusibles de limitation d'intensité (-6) branchés entre l'alimentation (7) et l'enroulement (2) à protéger, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (14, 15, 16 ; 214, 215, 16 ; 314, 315, 316) pour provoquer un court-circuit franc entre la masse (9) de l'appareil (1) et un point (11) situé en aval du fusible (6) mais en amont de l'enroulement (2), ces moyens étant déclenchés lorsque le niveau (5) du diélectrique (3) dans la cuve (4) s'abaisse à un niveau de sécurité prédéterminé (12).

2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mise en court-circuit (14, 15, 16 ; 214, 215, 16 ; 314, 315, 316) comprennent deux contacts (14, 15 : 214, 215 ; 314, 315) écartés l'un de l'autre et respectivement connectés à la masse (9) et en amont de l'enroulement (2) de l'appareil électrique (1), et des moyens (16, 316) pour connecter les deux contacts précités (14, 15 ; 214, 215 ; 314, 315) lorsque le niveau (5) du diélectrique (3) atteint le niveau de sécurité prédéterminé (12).

3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les contacts (14, 15 ; 214, 215 ; 314, 315) sont disposés au niveau de sécurité prédéterminé (12), les moyens (16, 316) pour connecter les deux contacts comprennent un flotteur au moins en partie électriquement conducteur porté par'le diélectrique (3), des moyens (17, 117, 217, 317) étant prévu-s pour guider le flotteur (16, 316) vers les contacts (14, 15 ; 214, 215 ; 314, 315) lorsque le niveau (5) du diélectrique (3) s'abaisse.

4. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un tube (17, 117, 217, 317) normalement rempli par le diélectrique (3) et dans lequel est logé le flotteur mobile (16, 316), ce tube étant pénétré à sa base par les deux contacts (14, 15 ; 214, 215 ; 314, 315), situés en regard l'un de l'autre la manière d'un éclateur.

5. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le tube (17, 217, 317) contenant le flotteur mobile (16, 316) est mis à la masse et fermé à sa partie supérieure par un fond conducteur (18, 218, 318).

6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que le tube (17, 117, 217, 317) est étanche au-dessus de l'éclateur, qu'il est rempli sous vide de diélectrique (3) de manière qu'initialement le flotteur (16, 316) vienne en contact avec le fond supérieur (18, 118, 218, 318).

7. Dispositif conforme à l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le tube (17, 117, 217, 317) contenant le flotteur (16, 316) présente à sa base au moins une ouverture de communication (19, 20 ; 219, 220 ; 319,320) avec le milieu gazeux occupant la partie supérieure de la cuve de l'appareil électrique à protéger, lorsque le diélectrique (3) s'abaisse jusqu'au niveau de sécurité (12)

8. Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que le tube (17, 117, 217, 31-7) présente à sa base deux ouvertures (19, 20 ; 219, 220 ; 319, 320) en regard, de plus grand diamètre que les contacts (14, 15 ; 214, 215 ; 314, 315) de l'éclateur et traversées par ceux-ci.

9. Dispositif conforme à l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le tube (17, 217, 317) est entièrement logé à l'intérieur de la cuve (4) de l'appareil (1).

10. Dispositif conforme à l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le tube (117) est au moins en partie disposé à l'extérieur de la cuve (4) de l'appareil (1) et que sa paroi est au moins en partie transparente pour permettre un contrôle optique du niveau du flotteur (16).

11. Dispositif conforme à l'une des revendications 3 à 10 prévu pour un appareil triphasé, caractérisé en ce qu'il comprend un seul flotteur (316) et des moyens (317) pour guider celui-ci, lorsque le niveau (5) du diélectrique (3) baisse, vers trois contacts (315) répartis radialement, séparés l'un de l'autre et connectés respectivement aux trois phases, et un quatrième contact (314) relié à la masse, ce quatrième contact .(314) étant disposé en-dessous des contacts (315) à un niveau permettant au flotteur (316) de toucher en même temps les quatre contacts (314 ; 315) lorsque le niveau (5) du diélectrique (3) est inférieur au niveau de sécurité prédéterminé (12).

12. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le niveau de sécurité prédéterminé (12) pour le diélectrique est supérieur aux niveaux respectifs prévus pour le fusible (6), l'enroulement (2) et les connexions électriques correspondantes (7).

13. Dispositif conforme à l'une des revendications 3 à 10 etc12, pour un appareil triphasé, caractérisé en ce qu'il comporte trois tubes (217) contenant chacun un flotteur conducteur (16), ces tubes (217) étant fermés en partie haute par un même fond (218) relié à un support (213) par une tige filetée (30) qui porte une coupelle (214) conductrice transversale pénétrant partiellement dans chacun des tubes (217) par des lumières annulaires (219), cette coupelle (214) constituant une électrode commune aux tubes (217).