FR3114403A1 - Procédé d’expérimentation pour réaliser un essai de vieillissement d’un matériau isolant, et système d’expérimentation pour mettre en œuvre un tel procédé d’expérimentation - Google Patents
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Abstract
Procédé d’expérimentation pour réaliser un essai de vieillissement d’un matériau isolant (1), prévoyant de :- placer la première face (2a) du ruban (2) sur au moins deux organes supports (10), - appliquer un chargement sur le ruban (2) entre les organes supports (10) par l’intermédiaire d’un dispositif de chargement (30),- faire défiler le ruban (2) entre les organes supports (10) et le dispositif de chargement (30). Figure de l’abrégé : Figure 1
Description
La présente divulgation se rapporte à un procédé d’expérimentation pour réaliser un essai de vieillissement d’un matériau isolant, et à un système d’expérimentation pour mettre en œuvre un tel procédé d’expérimentation.
L’invention s’applique à un matériau isolant se présentant sous la forme d’un ruban adapté pour être enroulé autour d’un conducteur bobiné dans un système électrique, tel qu’un transformateur électrique ou transformateur de puissance.
Dans un système électrique et tout particulièrement dans un transformateur électrique, des enroulements électriques sont réalisés nécessitant que les conducteurs bobinés soient isolés électriquement les uns des autres par un matériau isolant constituant ce que l’on appelle un guipage. Le guipage assure également un rôle de renfort mécanique. Des matériaux isolants de même nature ou de nature différente sont également utilisés entre des enroulements primaires et secondaires (haute tension et basse tension) ainsi qu’entre des bobines des différentes phases du transformateur électrique. Sans y être limité, le matériau isolant le plus couramment utilisé est solide et de nature cellulosique. Il s’agit par exemple de papier Kraft enrubanné autour des conducteurs bobinés.
Du fait d’un flux magnétique d’une part et de la circulation d’un courant électrique d’autre part, le ou les matériaux isolants au sein des systèmes électriques, en particulier des transformateurs électriques, sont soumis à de nombreuses contraintes thermiques et mécaniques qui, à plus ou moins long termes, peuvent nuire à leur intégrité et les rendre inaptes à assurer leurs fonctions, et in fine impacter significativement la durée de vie utile de ces systèmes électriques.
Ces matériaux isolants n’étant pas accessibles au sein des systèmes électriques en service et ne pouvant donc pas être prélevés pour être analysés, une caractérisation de chaque matériau isolant est nécessaire pour en vérifier notamment la durabilité et la fiabilité. Cette caractérisation est généralement réalisée au moyen d’un essai de vieillissement. En particulier, il est connu d’évaluer des performances mécaniques du guipage d’un transformateur électrique au moyen d’un essai de vieillissement thermique accéléré suivi de l’un des essais de vieillissement mécanique suivants : rupture par traction entre mors jointifs ou non jointifs, déchirement ou endurance au double pli.
Or ces essais s’avèrent peu représentatifs des contraintes réelles in situ que subissent les matériaux isolants, notamment le guipage, dans un système électrique en service. Cet état de fait pénalise la caractérisation des matériaux isolants, et peut biaiser l’évaluation de leurs performances à différents stades de vieillissement.
Résumé
La présente divulgation vient améliorer la situation.
A cet effet, selon un premier aspect, il est proposé un procédé d’expérimentation pour réaliser un essai de vieillissement d’un matériau isolant, le matériau isolant se présentant sous la forme d’un ruban adapté pour être enroulé autour d’un conducteur bobiné dans un système électrique, tel qu’un transformateur électrique, le ruban présentant des première et deuxième faces opposées, le procédé d’expérimentation prévoyant de :
- placer la première face du ruban sur au moins deux organes supports agencés à distance l’un de l’autre selon une direction de défilement, chaque organe support présentant une surface support en contact avec la première face du ruban, l’organe support étant configuré pour que la surface support roule sans glisser sur la première face du ruban, le ruban présentant au moins une portion de chargement agencée entre les deux organes supports,
- appliquer un chargement selon une direction de chargement perpendiculaire à la direction de défilement sur le ruban entre les organes supports par l’intermédiaire d’un dispositif de chargement, le dispositif de chargement comprenant au moins une unité de chargement exerçant une sollicitation mécanique selon la direction de chargement sur la portion de chargement du ruban, l’unité de chargement présentant une surface de chargement en contact avec la deuxième face de la portion de chargement du ruban, l’unité de chargement étant configurée pour que la surface de chargement roule sans glisser sur la deuxième face du ruban,
- faire défiler le ruban entre les organes supports et le dispositif de chargement, les surfaces supports des organes supports et la surface de chargement de l’unité de chargement roulant sans glisser respectivement sur les première et deuxième faces du ruban.
- placer la première face du ruban sur au moins deux organes supports agencés à distance l’un de l’autre selon une direction de défilement, chaque organe support présentant une surface support en contact avec la première face du ruban, l’organe support étant configuré pour que la surface support roule sans glisser sur la première face du ruban, le ruban présentant au moins une portion de chargement agencée entre les deux organes supports,
- appliquer un chargement selon une direction de chargement perpendiculaire à la direction de défilement sur le ruban entre les organes supports par l’intermédiaire d’un dispositif de chargement, le dispositif de chargement comprenant au moins une unité de chargement exerçant une sollicitation mécanique selon la direction de chargement sur la portion de chargement du ruban, l’unité de chargement présentant une surface de chargement en contact avec la deuxième face de la portion de chargement du ruban, l’unité de chargement étant configurée pour que la surface de chargement roule sans glisser sur la deuxième face du ruban,
- faire défiler le ruban entre les organes supports et le dispositif de chargement, les surfaces supports des organes supports et la surface de chargement de l’unité de chargement roulant sans glisser respectivement sur les première et deuxième faces du ruban.
Les inventeurs ont en effet constaté que, dans les systèmes électriques et en particulier les transformateurs électriques, les conducteurs bobinés sont soumis à un champ électromagnétique alternatif sinusoïdal dont il résulte une contrainte mécanique sinusoïdale due aux forces de Laplace. Ces forces de Laplace sont orientées perpendiculairement à la surface des conducteurs bobinés.
L’invention permet d’appliquer de manière mécanique et dynamique une contrainte sinusoïdale dans le sens de l’épaisseur du ruban de matériau isolant simulant les contraintes dues aux forces de Laplace. Il est ainsi possible de réaliser un essai de vieillissement mécanique accéléré in vitro dans des conditions représentatives des conditions réelles in situ. Il en résulte la possibilité de réaliser une meilleure caractérisation du matériau isolant, notamment en termes de durabilité et de longévité.
Selon des dispositions particulières, l’essai de vieillissement mécanique étant réalisé en dehors de tout champ électromagnétique, il peut être combiné à un essai de vieillissement thermique en faisant immergeant le ruban dans un bain de fluide caloporteur, tel que de l’huile, thermostaté.
Des bouts de ruban peuvent en outre être prélevés à différents stades pour réaliser des analyses.
Le procédé d’expérimentation peut prévoir de placer la première face du ruban sur une pluralité d’organes supports adjacents de telle manière que le ruban présente une pluralité de portions de chargement agencée chacune entre deux organes supports adjacents, le dispositif de chargement comprenant une pluralité d’unités de chargement exerçant les sollicitations mécaniques selon la direction de chargement respectivement sur les portions de chargement.
Les organes supports et les unités de chargement peuvent alors être agencés à équidistance les uns des autres.
La direction de défilement peut être horizontale, et l’unité de chargement peut être suspendue librement à la portion de chargement du ruban.
Les organes supports peuvent alors comprendre chacun une poulie support portant la surface support et montée pivotante sur un bâti, et l’unité de chargement peut comprendre une poulie de chargement portant la surface de chargement et reposant librement sur la deuxième face du ruban, et une masse solidarisée à la poulie de chargement.
Le procédé d’expérimentation peut prévoir de faire varier la masse de l’unité de chargement.
Lorsqu’une pluralité d’organes supports et une pluralité d’unités de chargement sont prévues, les unités de chargement peuvent comprendre chacune un organe d’accrochage agencé au voisinage de la poulie de chargement, le procédé d’expérimentation pouvant prévoir :
- avant d’appliquer le chargement sur le ruban, de solidariser les organes d’accrochage des unités de chargement à une tige d’accrochage de telle manière que les poulies de chargement soient en regard des portions de chargement du ruban, à distance de la deuxième face,
- d’appliquer le chargement en désolidarisant les organes d’accrochage de la tige d’accrochage,
- d’interrompre le chargement en solidarisant la tige d’accrochage aux organes d’accrochage.
- avant d’appliquer le chargement sur le ruban, de solidariser les organes d’accrochage des unités de chargement à une tige d’accrochage de telle manière que les poulies de chargement soient en regard des portions de chargement du ruban, à distance de la deuxième face,
- d’appliquer le chargement en désolidarisant les organes d’accrochage de la tige d’accrochage,
- d’interrompre le chargement en solidarisant la tige d’accrochage aux organes d’accrochage.
Le procédé d’expérimentation peut prévoir de guider l’unité de chargement en translation selon la direction de chargement.
Lorsqu’une pluralité d’organes supports et une pluralité d’unités de chargement sont prévues, le procédé d’expérimentation peut prévoir de solidariser entre elles au moins deux unités de chargement.
Le procédé d’expérimentation peut prévoir de faire défiler le ruban alternativement dans des premier et deuxième sens opposés de la direction de défilement.
Le ruban peut être disposé de manière à présenter des première et deuxième branches parallèles entre elles, et le procédé d’expérimentation peut prévoir d’entraîner la première branche alternativement dans les premier et deuxième sens, et de faire passer la deuxième branche entre les organes supports et le dispositif de chargement.
Le procédé d’expérimentation peut prévoir que le ruban soit réalisé en un matériau cellulosique.
Le procédé d’expérimentation peut prévoir de faire défiler le ruban entre les organes supports et le dispositif de chargement dans un bain de fluide caloporteur à une température comprise entre 80°C et 180°C, notamment entre 90°C et 170°C, de préférence entre 100°C et 150°C.
Selon un autre aspect, il est proposé un système d’expérimentation pour mettre en œuvre le procédé d’expérimentation tel que défini précédemment, comprenant :
- au moins deux organes supports agencés à distance l’un de l’autre selon une direction de défilement, chaque organe support présentant une surface support destinée à être en contact avec la première face du ruban, l’organe support étant configuré pour que la surface support roule sans glisser sur la première face du ruban,
- un dispositif de chargement configuré pour appliquer un chargement selon une direction de chargement perpendiculaire à la direction de défilement sur le ruban entre les organes supports, le dispositif de chargement comprenant au moins une unité de chargement configurée pour exercer une sollicitation mécanique selon la direction de chargement sur la portion de chargement du ruban, l’unité de chargement présentant une surface de chargement destinée à être en contact avec la deuxième face de la portion de chargement du ruban, l’unité de chargement étant configurée pour que la surface de chargement roule sans glisser sur la deuxième face du ruban,
- un organe d’entraînement configuré pour faire défiler le ruban entre les organes supports et le dispositif de chargement.
- au moins deux organes supports agencés à distance l’un de l’autre selon une direction de défilement, chaque organe support présentant une surface support destinée à être en contact avec la première face du ruban, l’organe support étant configuré pour que la surface support roule sans glisser sur la première face du ruban,
- un dispositif de chargement configuré pour appliquer un chargement selon une direction de chargement perpendiculaire à la direction de défilement sur le ruban entre les organes supports, le dispositif de chargement comprenant au moins une unité de chargement configurée pour exercer une sollicitation mécanique selon la direction de chargement sur la portion de chargement du ruban, l’unité de chargement présentant une surface de chargement destinée à être en contact avec la deuxième face de la portion de chargement du ruban, l’unité de chargement étant configurée pour que la surface de chargement roule sans glisser sur la deuxième face du ruban,
- un organe d’entraînement configuré pour faire défiler le ruban entre les organes supports et le dispositif de chargement.
Le système d’expérimentation peut comprendre une pluralité d’organes supports adjacents de telle manière que le ruban présente une pluralité de portions de chargement agencées chacune entre deux organes supports adjacents, le dispositif de chargement comprenant une pluralité d’unités de chargement configurées pour exercer les sollicitations mécaniques selon la direction de chargement respectivement sur les portions de chargement.
Les organes supports et les unités de chargement peuvent être agencés à équidistance les uns des autres.
La direction de défilement peut être horizontale, et l’unité de chargement peut être configurée pour être suspendue librement à la portion de chargement du ruban.
Les organes supports peuvent comprendre chacun une poulie support portant la surface support et montée pivotante sur un bâti, et l’unité de chargement peut comprendre une poulie de chargement portant la surface de chargement et destinée à reposer librement sur la deuxième face du ruban, et une masse solidarisée à la poulie de chargement.
La masse de l’unité de chargement peut être variable.
Lorsqu’une pluralité d’organes supports et une pluralité d’unités de chargement sont prévues, le système d’expérimentation peut comprendre en outre une tige d’accrochage, et les unités de chargement peuvent comprendre chacune un organe d’accrochage agencé au voisinage de la poulie de chargement et configuré pour être solidarisé de manière amovible à la tige d’accrochage de telle manière que les poulies de chargement soient en regard des portions de chargement du ruban, à distance de la deuxième face.
Le bâti peut comprendre au moins une glissière agencée entre deux organes supports selon la direction de chargement et configurée pour recevoir de manière coulissante l’unité de chargement.
Lorsqu’une pluralité d’organes supports et une pluralité d’unités de chargement sont prévues, au moins deux unités de chargement peuvent être solidarisées entre elles.
L’organe d’entraînement peut être configuré pour faire défiler le ruban alternativement dans des premier et deuxième sens opposés de la direction de défilement.
Le système d’expérimentation peut comporter un premier étage dans lequel est agencé l’organe d’entraînement et un deuxième étage dans lequel sont agencés les organes supports de telle manière que le ruban présente une première branche entraînée alternativement dans les premier et deuxième sens, et une deuxième branche parallèle à la première branche et passant entre les organes supports et le dispositif de chargement.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
La figure 1 représente un système d’expérimentation 5 pour réaliser un essai de vieillissement d’un matériau isolant 1. Le matériau isolant 1 se présente sous la forme d’un ruban 2 adapté pour être enroulé autour d’un conducteur bobiné dans un système électrique, tel qu’un transformateur électrique. En particulier, le ruban 2 est réalisé en un matériau cellulosique, tel que du papier Kraft.
Le système d’expérimentation 5 est configuré pour appliquer de manière dynamique une contrainte mécanique sinusoïdale dans un sens d’une épaisseur du ruban 2 afin de simuler les contraintes dues aux forces de Laplace résultant d’un flux magnétique et d’un courant électrique parcourant le conducteur bobiné.
Pour ce faire, le système d’expérimentation 5 comprend des organes supports 10 adjacents disposés à équidistance les uns des autres selon une direction de défilement D dans un premier étage 6a d’un bâti 6. Les organes supports 10 sont immobiles par rapport au bâti 6 selon la direction de défilement D et selon une direction de chargement C perpendiculaire à la direction de défilement D. Les organes supports 10 peuvent ainsi supporter le ruban 2 de telle manière qu’il présente une pluralité de portions de chargement 3 entre deux organes supports 10 adjacents.
Le système d’expérimentation 5 comprend également des unités de chargement 20 disposées en alternance avec les organes supports 10, à équidistance des ceux-ci. Ainsi chaque unité de chargement 20 est intercalée entre deux organes supports 10 adjacents. Les unités de chargement 20 sont mobiles par rapport au bâti 6 et, en particulier déplaçables en translation selon la direction de chargement C. Comme il ressortira de la suite de la description, les unités de chargement 20 sont configurées pour exercer des sollicitations mécaniques S selon la direction de chargement C respectivement sur les portions de chargement 3 du ruban 2. Les unités de chargement 20 constituent un dispositif de chargement 30 configuré pour appliquer un chargement selon la direction de chargement C sur le ruban 2 entre les organes supports 10.
Le système d’expérimentation 5 comprend également un organe d’entraînement 40 configuré pour faire défiler le ruban 2 entre les organes supports 10 et le dispositif de chargement 30, alternativement dans des premier et deuxième sens opposés de la direction de défilement D. Sur la figure 1, l’organe d’entraînement 40 est agencé dans un deuxième étage 2b du bâti 6, parallèle au premier étage 6a. Des poulies de guidage 41 montées librement pivotantes sur le bâti 6 sont également prévues dans le deuxième étage 6b, de part et d’autre de l’organe d’entraînement 40.
Dans le mode de réalisation représenté, la direction de défilement D est horizontale, de sorte que les premier 6a et deuxième 6b étages sont des étages inférieur et supérieur écartés l’un de l’autre verticalement. En variante, la direction de défilement D pourrait avoir toute autre orientation appropriée et par exemple verticale, les premier 6a et deuxième 6b étages étant alors écartés l’un de l’autre horizontalement.
Comme représenté sur la figure 2, chacun des organes supports 10 comprend une poulie support 11 montée pivotante sur une plaque 12 selon un axe central A de la poulie support 11. La poulie support 11 présente extérieurement une surface support 11a destinée à être en contact avec une première face 2a du ruban 2. La surface support 11a de chaque organe support 10 peut ainsi rouler sans glisser sur la première face 2a du ruban 2.
De façon similaire, comme représenté sur la figure 3, chacune des unités de chargement 20 comprend une poulie de chargement 21 montée pivotante sur une plaque 22 selon un axe central B de la poulie de chargement 20. La poulie de chargement 21 présente extérieurement une surface de chargement 21a destinée à être en contact avec une deuxième face 2b du ruban 2, opposée à la première face 2a. La surface de chargement 21a peut ainsi rouler sans glisser sur la deuxième face 2b du ruban 2.
A une première extrémité de la plaque 22, l’unité de chargement 20 comprend un pied 23 configuré pour recevoir une masse 24, le cas échéant variable. En particulier, dans le mode de réalisation représenté, la masse 24 se présente sous la forme d’un ou plusieurs lests 25 empilés en fonction de la sollicitation mécanique à appliquer à chaque portion de chargement 3 du ruban 2.
La mesure de la force de Laplace qui s’exerce sur un conducteur bobiné placé dans un champ magnétique est connue. Il est possible de la mesurer par exemple grâce à une variation de masse apparente due à une force que subit un aimant en U posé sur une balance, et soumis à l'influence d'un fil où circule un courant. La mesure du champ magnétique est elle aussi connue. Elle peut s’effectuer par exemple au moyen d’une balance de Cotton. Pour une application à un transformateur électrique de 400 V, une masse de 30g suffit pour reproduire les forces de Laplace en régime nominal.
Compte tenu de l’agencement horizontal de la direction de défilement D, la sollicitation mécanique S de chaque unité de chargement 20 peut être obtenue en suspendant librement l’unité de chargement 20 à la portion de chargement 3 du ruban 2, la surface de chargement 21a de la poulie de chargement 21 reposant librement sur la deuxième face 2b du ruban 2. Dans d’autres modes de réalisation, la sollicitation mécanique S de chaque portion de chargement 3 pourrait être obtenue de toute autre manière appropriée, par exemple au moyen d’un actionneur sollicité de manière élastique, pneumatique, hydraulique ou autre vers la deuxième face 2b du ruban 2.
Afin de pouvoir appliquer et interrompre la sollicitation mécanique S, l’unité de chargement 20 comprend un organe d’accrochage 26 agencé à une deuxième extrémité de la plaque 22, opposée à la première extrémité. Le système d’expérimentation comprend alors une tige d’accrochage 27 à laquelle l’organe d’accrochage 26 de chaque unité de chargement 20 peut être solidarisé de manière amovible de telle manière que la poulie de chargement 21 soit en regard de la portion de chargement 3 du ruban 2 correspondante, à distance de la deuxième face 2b. Dans le mode de réalisation représenté, l’organe d’accrochage 26 se présente sous la forme d’un lien en forme globale de 8, présentant une première boucle 26a attenante à la plaque 22, destinée à permettre de saisir le lien, et une deuxième boucle 26b attenante à la première boucle 26a à l’opposé de la plaque 22, destinée à recevoir la tige d’accrochage 27. En variante, toute autre forme appropriée de l’organe d’accrochage 26 pourrait être prévu.
Sur les figures 4 et 5, respectivement deux et trois unités de chargement 20 solidarisées entre elles par leur pied 23 pour former des unités de chargement 20 double et triple. En variante, le nombre d’unités de chargement 20 solidarisées entre elles pourrait être différent.
Pour mettre en place les organes supports 10 et les unités de chargement 20 de manière amovible et ainsi moduler le chargement du ruban 2, le premier étage 6a du bâti 6 comprend une alternance de logements 7 et de glissières 8, chaque glissière 8 étant intercalée entre deux logements 7 adjacents. Les logements 7 s’étendant verticalement et ouverts uniquement à leur extrémité supérieure sont configurés pour recevoir les plaques 12 des organes supports 10. Les glissières 8 s’étendant verticalement selon la direction de chargement C et ouverts à leurs deux extrémités sont configurées pour recevoir de manière coulissante les plaques 22 des unités de chargement 20.
Le système expérimental 5 peut comprendre tout nombre approprié d’ensemble définissant une période de la contrainte mécanique sinusoïdale et comprenant deux organes supports 10 et une unité de chargement 20 intercalée.
En relation avec les figures 1 et 6 à 9, un procédé d’expérimentation mis en œuvre avec le système d’expérimentation 5 est décrit.
Comme représenté sur la figure 1, deux extrémités du ruban 2 sont solidarisées à l’organe d’entraînement 40 et le reste du ruban 2 est étendu sur les poulies de guidage 41 et les poulies supports 11. Le ruban 2 présente alors des première et deuxième branches parallèles entre elles, la première branche du ruban 2 s’étendant dans le premier étage 6a du bâti 6 entre les organes supports 10 et les unités de chargement 20 du dispositif de chargement 30, et la deuxième branche du ruban 2 s’étendant dans le deuxième étage 6b du bâti 6. Les organes d’accrochage 26 des unités de chargement 20 sont solidarisés à la tige d’accrochage 27. En particulier, la tige d’accrochage 27 est enfilée dans les deuxièmes boucles 26b des organes d’accrochage 26 des unités de chargement 20.
Sur la figure 6 où un seul ensemble comprenant deux organes supports 10 et une unité de chargement 20 intercalée est représenté, la première face 2a du ruban 2 repose sur les surfaces supports 11a des poulies supports 11 de telle manière que le ruban 2 présente une portion de chargement 3. La surface de chargement 21a de la poulie de chargement 21 est, quant à elle, en regard de la portion de chargement 3 du ruban 2, à distance de la deuxième face 2b.
Sur la figure 8 où deux ensembles comprenant chacun deux organes supports 10 et une unité de chargement 20 intercalée sont représentés, le ruban 2 présente deux portions de chargement 3 en regard et à distance desquelles sont placées les surfaces de chargement 21a des poulies de chargement 21.
Le chargement selon la direction de chargement C est ensuite appliqué sur le ruban 2 entre les organes supports 10 par l’intermédiaire du dispositif de chargement 30. En particulier, les organes d’accrochage 26 sont désolidarisés de la tige d’accrochage 27 en faisant coulisser la tige d’accrochage 27 de manière à la retirer des deuxièmes boucles 26b des organes d’accrochage 26. Sur les figures 7 et 9, les unités de chargement 20 ainsi libérées sont suspendues librement aux portions de chargement 3 respectives du ruban 2 en étant guidées par les glissières 8 selon la direction de chargement C, les surfaces de chargement 21a des poulies de chargement 21 reposant sur la deuxième face 2b des portions de chargement 3 du ruban 3. Les unités de chargement 20 multiples ont l’avantage d’être plus équilibrées : elles glissent mieux verticalement au moment où l’on retire la tige d’accrochage 27.
L’organe d’entraînement 40 peut alors entraîner la deuxième branche du ruban 2 alternativement dans les premier et deuxième sens opposés de la direction de défilement D pour faire défiler le ruban 2 entre les organes supports 10 et le dispositif de chargement 30. Les surfaces supports 11a des organes supports 10 et les surfaces de chargement 21a des unités de chargement 20 roulent sans glisser respectivement sur les première 2a et deuxième 2b faces du ruban 2 de manière à appliquer la contrainte mécanique sinusoïdale de façon dynamique.
L’essai de vieillissement mécanique étant réalisé en dehors de tout champ électromagnétique, il peut être combiné à un essai de vieillissement thermique. Le système d’expérimentation 5 peut alors être immergé dans un bain de fluide caloporteur à une température comprise entre 80°C et 180°C, notamment entre 90°C et 170°C, de préférence entre 100°C et 150°C. Le chargement est appliqué et l’organe d’entraînement 40 activé pour faire défiler le ruban 2 entre les organes supports 10 et le dispositif de chargement 30 dans le bain de fluide caloporteur.
L’essai de vieillissement peut être interrompu en désactivant l’organe d’entraînement 40 et en solidarisant la tige d’accrochage 27 aux organes d’accrochage 26. En particulier, les premières boucles 26a des organes d’accrochage 26 peuvent être saisies pour faire glisser la tige d’accrochage 27 successivement dans les deuxièmes boucles 26b et écarter les poulies de chargement 21 du ruban 2.
Des bouts de ruban 2 peuvent alors être prélevés pour être analysés, y compris avec le système d’expérimentation 5 immergé.
La deuxième branche du ruban 2 est soumise à une traction linéique. La première branche de ruban 2 est soumise simultanément à la même traction linéique et à la contrainte mécanique sinusoïdale. L’effet de la contrainte mécanique sinusoïdale seule peut être déduit par différentiation.
Claims (24)
- Procédé d’expérimentation pour réaliser un essai de vieillissement d’un matériau isolant (1), le matériau isolant (1) se présentant sous la forme d’un ruban (2) adapté pour être enroulé autour d’un conducteur bobiné dans un système électrique, tel qu’un transformateur électrique, le ruban (2) présentant des première (2a) et deuxième (2b) faces opposées, le procédé d’expérimentation prévoyant de :
- placer la première face (2a) du ruban (2) sur au moins deux organes supports (10) agencés à distance l’un de l’autre selon une direction de défilement (D), chaque organe support (10) présentant une surface support (11a) en contact avec la première face (2a) du ruban (2), l’organe support (10) étant configuré pour que la surface support (11a) roule sans glisser sur la première face (2a) du ruban (2), le ruban (2) présentant au moins une portion de chargement (3) agencée entre les deux organes supports (10),
- appliquer un chargement selon une direction de chargement (C) perpendiculaire à la direction de défilement (D) sur le ruban (2) entre les organes supports (10) par l’intermédiaire d’un dispositif de chargement (30), le dispositif de chargement (30) comprenant au moins une unité de chargement (20) exerçant une sollicitation mécanique (S) selon la direction de chargement (C) sur la portion de chargement (3) du ruban (2), l’unité de chargement (20) présentant une surface de chargement (21a) en contact avec la deuxième face (2b) de la portion de chargement (3) du ruban (3), l’unité de chargement (20) étant configurée pour que la surface de chargement (21a) roule sans glisser sur la deuxième face (2b) du ruban (2),
- faire défiler le ruban (2) entre les organes supports (10) et le dispositif de chargement (30), les surfaces supports (11a) des organes supports (10) et la surface de chargement (21a) de l’unité de chargement (20) roulant sans glisser respectivement sur les première (2a) et deuxième (2b) faces du ruban (2). - Procédé d’expérimentation selon la revendication 1, prévoyant de placer la première face (2a) du ruban (2) sur une pluralité d’organes supports (10) adjacents de telle manière que le ruban (2) présente une pluralité de portions de chargement (3) agencées chacune entre deux organes supports (10) adjacents, le dispositif de chargement (30) comprenant une pluralité d’unités de chargement (20) exerçant les sollicitations mécaniques (S) selon la direction de chargement (C) respectivement sur les portions de chargement (3).
- Procédé d’expérimentation selon la revendication 2, dans lequel les organes supports (10) et les unités de chargement (20) sont agencés à équidistance les uns des autres.
- Procédé d’expérimentation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la direction de défilement (D) est horizontale, et l’unité de chargement (20) est suspendue librement à la portion de chargement (3) du ruban (2).
- Procédé d’expérimentation selon la revendication 4, dans lequel les organes supports (10) comprennent chacun une poulie support (11) portant la surface support (11a) et montée pivotante sur un bâti (6), et l’unité de chargement (20) comprend une poulie de chargement (21) portant la surface de chargement (21a) et reposant librement sur la deuxième face (2b) du ruban (2), et une masse (24) solidarisée à la poulie de chargement (21).
- Procédé d’expérimentation selon la revendication 5, prévoyant de faire varier la masse (24) de l’unité de chargement (20).
- Procédé d’expérimentation selon l’une quelconque des revendications 5 et 6 lorsqu’elle dépend de la revendication 2, dans lequel les unités de chargement (20) comprennent chacune un organe d’accrochage (26) agencé au voisinage de la poulie de chargement (21), le procédé d’expérimentation prévoyant :
- avant d’appliquer le chargement sur le ruban (2), de solidariser les organes d’accrochage (26) des unités de chargement (20) à une tige d’accrochage (27) de telle manière que les poulies de chargement (21) soient en regard des portions de chargement (3) du ruban (2), à distance de la deuxième face (2b),
- d’appliquer le chargement en désolidarisant les organes d’accrochage (26) de la tige d’accrochage (27),
- d’interrompre le chargement en solidarisant la tige d’accrochage (27) aux organes d’accrochage (26). - Procédé d’expérimentation selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, prévoyant de guider l’unité de chargement (20) en translation selon la direction de chargement (C).
- Procédé d’expérimentation selon l’une quelconque des revendications 5 à 8 lorsqu’elle dépend de la revendication 2, prévoyant de solidariser entre elles au moins deux unités de chargement (20).
- Procédé d’expérimentation selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, prévoyant de faire défiler le ruban (20) alternativement dans des premier et deuxième sens opposés de la direction de défilement (D).
- Procédé d’expérimentation selon la revendication 10, dans lequel le ruban (2) est disposé de manière à présenter des première et deuxième branches parallèles entre elles, et prévoyant de faire passer la première branche entre les organes supports (10) et le dispositif de chargement (30), et d’entraîner la deuxième branche alternativement dans les premier et deuxième sens.
- Procédé d’expérimentation selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, prévoyant que le ruban (2) soit réalisé en un matériau cellulosique.
- Procédé d’expérimentation selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, prévoyant de faire défiler le ruban (2) entre les organes supports (10) et le dispositif de chargement (30) dans un bain de fluide caloporteur à une température comprise entre 80°C et 180°C, notamment entre 90°C et 170°C, de préférence entre 100°C et 150°C.
- Système d’expérimentation (5) pour mettre en œuvre le procédé d’expérimentation selon l’une des revendications 1 à 13, comprenant :
- au moins deux organes supports (10) agencés à distance l’un de l’autre selon une direction de défilement (D), chaque organe support (10) présentant une surface support (11a) destinée à être en contact avec la première face (2a) du ruban (2), l’organe support (10) étant configuré pour que la surface support (11a) roule sans glisser sur la première face (2a) du ruban (2),
- un dispositif de chargement (30) configuré pour appliquer un chargement selon une direction de chargement (C) perpendiculaire à la direction de défilement (D) sur le ruban (2) entre les organes supports (10), le dispositif de chargement (30) comprenant au moins une unité de chargement (20) configurée pour exercer une sollicitation mécanique (S) selon la direction de chargement (C) sur la portion de chargement (3) du ruban (2), l’unité de chargement (20) présentant une surface de chargement (21a) destinée à être en contact avec la deuxième face (2b) de la portion de chargement (3) du ruban (2), l’unité de chargement (20) étant configurée pour que la surface de chargement (21a) roule sans glisser sur la deuxième face (2b) du ruban (2),
- un organe d’entraînement (40) configuré pour faire défiler le ruban (2) entre les organes supports (10) et le dispositif de chargement (30). - Système d’expérimentation (5) selon la revendication 14, comprenant une pluralité d’organes supports (10) adjacents de telle manière que le ruban (2) présente une pluralité de portions de chargement (3) agencées chacune entre deux organes supports (10) adjacents, le dispositif de chargement (30) comprenant une pluralité d’unités de chargement (20) configurées pour exercer les sollicitations mécaniques (S) selon la direction de chargement (C) respectivement sur les portions de chargement (3).
- Système d’expérimentation (5) selon la revendication 15, dans lequel les organes supports (10) et les unités de chargement (20) sont agencés à équidistance les uns des autres.
- Système d’expérimentation (5) selon l’une quelconque des revendications 14 à 16, dans lequel la direction de défilement (D) est horizontale, et l’unité de chargement (20) est configurée pour être suspendue librement à la portion de chargement (3) du ruban (2).
- Système d’expérimentation (5) selon la revendication 17, dans lequel les organes supports (10) comprennent chacun une poulie support (11) portant la surface support (11a) et montée pivotante sur un bâti (6), et l’unité de chargement (20) comprend une poulie de chargement (21) portant la surface de chargement (21a) et destinée à reposer librement sur la deuxième face (2b) du ruban (2), et une masse (24) solidarisée à la poulie de chargement (21).
- Système d’expérimentation (5) selon la revendication 18, dans lequel la masse (24) de l’unité de chargement (20) est variable.
- Système d’expérimentation (5) selon l’une quelconque des revendications 18 et 19 lorsqu’elle dépend de la revendication 15, comprenant en outre une tige d’accrochage (27), et dans lequel les unités de chargement (20) comprennent chacune un organe d’accrochage (26) agencé au voisinage de la poulie de chargement (21) et configuré pour être solidarisé de manière amovible à la tige d’accrochage (27) de telle manière que les poulies de chargement (21) soient en regard des portions de chargement (3) du ruban (2), à distance de la deuxième face (2b).
- Système d’expérimentation (5) selon l’une quelconque des revendications 18 à 20, dans lequel le bâti (6) comprend au moins une glissière (8) agencée entre deux organes supports (10) selon la direction de chargement (C) et configurée pour recevoir de manière coulissante l’unité de chargement (20).
- Système d’expérimentation (5) selon l’une quelconque des revendications 18 à 21 lorsqu’elle dépend de la revendication 15, dans lequel au moins deux unités de chargement (20) sont solidarisées entre elles.
- Système d’expérimentation (5) selon l’une quelconque des revendications 14 à 22, dans lequel l’organe d’entraînement (40) est configuré pour faire défiler le ruban (2) alternativement dans des premier et deuxième sens opposés de la direction de défilement (D).
- Système d’expérimentation (5) selon la revendication 23, comportant un premier étage (6a) dans lequel sont agencés les organes supports (10) et un deuxième étage (6b) dans lequel est agencé l’organe d’entraînement (40) de telle manière que le ruban (2) présente une première branche passant entre les organes supports (10) et le dispositif de chargement (30), et une deuxième branche parallèle à la première branche et entraînée alternativement dans les premier et deuxième sens.
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2020
- 2020-09-23 FR FR2009636A patent/FR3114403B1/fr active Active
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