WO2024062207A1 - Appareil électrique comprenant au moins un matériau gélifié - Google Patents

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WO2024062207A1
WO2024062207A1 PCT/FR2023/051463 FR2023051463W WO2024062207A1 WO 2024062207 A1 WO2024062207 A1 WO 2024062207A1 FR 2023051463 W FR2023051463 W FR 2023051463W WO 2024062207 A1 WO2024062207 A1 WO 2024062207A1
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WO
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recess
composition
dielectric fluid
electrical apparatus
gelled form
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/051463
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English (en)
Inventor
Jérôme BLANC
Jeremie WALKER
Bernard Monguillon
Original Assignee
Arkema France
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Publication date
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    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
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    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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    • H01G2/10—Housing; Encapsulation
    • H01G2/106—Fixing the capacitor in a housing

Definitions

  • TITLE Electrical apparatus comprising at least one gelled material
  • the present invention relates to an electrical apparatus comprising at least one winding, at least one composition comprising at least one dielectric fluid, preferably a dielectric liquid, and at least one material in gelled form, arranged inside the recess of a housing, and in which the ratio between the maximum volume occupied by the material in gelled form and the total volume of the recess is less than 50%.
  • the invention also relates to the use of a material in gelled form to prevent and/or minimize leaks of a composition comprising at least one dielectric fluid within an electrical device, in particular a capacitor or a transformer.
  • Electrical devices or equipment for example electrical capacitors and transformers, comprise at least one winding and a dielectric fluid arranged in a housing which may be conductive or insulating.
  • the winding corresponding to the active parts of the electrical device, is generally made up of an assembly, in particular of one or more windings or stacks, of several layers, connected to each other, successively alternating an electronically conductive layer and a layer electronically insulating.
  • the winding can be impregnated with at least one dielectric fluid and placed inside a housing or be immersed in a housing already filled with at least one dielectric fluid.
  • the winding may correspond to windings made of polypropylene sheets and sheets of metal, in particular aluminum, impregnated with a dielectric fluid, for example an oil having a high dielectric constant, and be positioned inside a box.
  • the housing having for example a generally oblong shape, is commonly sealed at its ends thanks to removable closing means intended to ensure the sealing and protection of the electrical devices, in particular between the active parts of the electrical device and the surrounding environment.
  • the latter can oxidize over time leading to the formation of rust spots likely to degrade the waterproofness of electrical devices.
  • leaks of dielectric fluid also pose safety problems, in particular dangers of propagation and acceleration of flames in the event of fire and rupture of the casing.
  • a process has already been implemented consisting of introducing the active parts of an electrical device into a housing and then pouring a gelable composition so as to completely fill the free spaces located between the active parts of the device. electrical and the housing. Once the housing filling operation is completed, a gelling reaction takes place completely at room temperature.
  • a process has also been implemented consisting of completely coating the active parts of the electrical device in a polymerizable resin then, once the polymerization is complete, introducing the assembly into a housing.
  • one of the objectives of the present invention is therefore to prevent, or even eliminate, the risks of leaks of the dielectric fluid in an electrical device while maintaining satisfactory electrical performance.
  • one of the aims of the present invention is to propose an electrical device for which the risks of leaks of the dielectric fluid are minimized, or even eliminated, even after aging, while maintaining satisfactory electrical performance during its use.
  • the invention aims to provide an electrical device having good dielectric performance, in particular satisfactory dielectric rigidity, which is also capable of meeting a certain number of criteria, in particular health, ecological and/or safety.
  • the present invention therefore particularly relates to an electrical appliance comprising: a housing provided with a recess, preferably longitudinal, a winding, at least one composition comprising at least one dielectric fluid, preferably a dielectric liquid, and at least one material in gelled form arranged inside the recess, the material in gelled form occupying a maximum volume less than 50% of the total volume of the recess.
  • the electrical apparatus according to the invention thus presents satisfactory electrical performance as well as reduced or even eliminated risks of leakage of the dielectric fluid, including after its aging, in particular under increasing direct voltages.
  • the electrical device according to the invention has in particular better electrical performance than electrical devices whose active parts, impregnated and/or immersed in a dielectric fluid, are completely coated in a polymerizable resin or a gelable composition.
  • the mechanical strength as well as the sealing of the active parts of the electrical device according to the invention have the advantage of being suitably protected from the surrounding environment.
  • the material in gelled form makes it possible to effectively protect the most fragile areas of the electrical device while retaining a major part of the dielectric fluid inside the electrical device.
  • the material in gelled form makes it possible to effectively protect the connections between the active parts of the electrical device and the electrical network as well as the welded parts of the electrical device.
  • the material in gel form makes it possible to effectively control thermal expansion within the electrical device.
  • the material in the form of gel also makes it possible to reduce possible thermal expansion phenomena caused by the surrounding environment on the active parts of the electrical device, in particular the material in the form of gel also has the advantage of compensating for expansion and retraction thermal of the dielectric fluid.
  • the electrical appliance according to the invention thus has the advantage of being able to meet a certain number of criteria, for example health, ecological and/or safety, including after its aging under increasing continuous voltages, while by ensuring satisfactory electrical performance, in particular by displaying high dielectric performance, for example good dielectric rigidity, as well as better resistance to partial discharges.
  • a certain number of criteria for example health, ecological and/or safety, including after its aging under increasing continuous voltages, while by ensuring satisfactory electrical performance, in particular by displaying high dielectric performance, for example good dielectric rigidity, as well as better resistance to partial discharges.
  • the invention also relates to the use of a material in gelled form to prevent, and possibly eliminate, leaks of a composition comprising at least one dielectric fluid in an electrical appliance as defined above.
  • Another object of the present invention lies in a method of manufacturing an electrical appliance as described above.
  • electrical apparatus we mean any type of electrical equipment, whether transformers, storage equipment in electrostatic form, electricity transport or electrical connector elements, such as power transformers, distribution transformers, traction transformers, measurement transformers, special transformers, circuit breakers, capacitors, distributors, bushings , load tap changers, and others, to name only the main electrical devices or equipment comprising at least one dielectric fluid.
  • the electrical device is chosen from the group consisting of transformers, in particular instrument transformers, capacitors, bushings and on-load tap changers.
  • the electrical device is chosen from the group consisting of measurement transformers and capacitors, in particular capacitors, in particular low voltage capacitors, medium voltage capacitors and high voltage capacitors.
  • the winding, the composition comprising at least one dielectric fluid and the material in gelled form are arranged inside the recess of the housing, and the material in gelled form occupies a maximum volume of less than 50% relative to the total volume of the recess.
  • the material in gelled form occupies a maximum volume less than or equal to 40%, more preferably less than or equal to 30%, even more preferably less than or equal to 20%, and more particularly less than or equal to 15%, relative to to the total volume of the housing recess.
  • the ratio between the maximum volume occupied by the material in gel form and the total volume of the recess is less than 50%, preferably less than or equal to 40%, more preferably less than or equal to 30% , even more preferably less than or equal to 20%, and more particularly less than or equal to 15%.
  • the material in gelled form occupies a maximum volume less than or equal to 20%, more particularly less than or equal to 15%, relative to the total volume of the recess.
  • the housing can have all types of geometric shapes, preferably a cylindrical or rectangular shape.
  • the housing can be conductive or insulating and can be made with all types of materials.
  • the housing can be made of ceramic, for example porcelain, of a metallic material, in particular of ferrous metals, in particular of steel or stainless steel, or of non-ferrous metals.
  • the recess can have all types of geometric shapes.
  • the recess is in particular a cavity capable of presenting all types of geometric shapes.
  • the recess can have at least one longitudinal part.
  • the recess can consist of said longitudinal part.
  • the recess is longitudinal.
  • the recess may have other types of geometric shapes, for example a U shape.
  • the recess has two longitudinal parts spaced from one another and connected together by a transverse part.
  • the recess is a longitudinal recess.
  • one end of the recess corresponds to the distal part of the recess which opens onto at least one front face of the housing, thus forming an opening.
  • the recess comprises at least one end, in particular one or two ends, opening onto at least one front face of the housing, thus forming at least one opening, preferably one or two openings.
  • the recess has at least one longitudinal part comprising at least one end opening onto at least one front face of the housing.
  • the recess has at least one longitudinal part provided with at least one end opening onto at least one front face of the housing.
  • the recess is a longitudinal recess comprising at least one end opening onto at least one front face of the housing.
  • the recess is a longitudinal recess comprising one end opening onto a front face of the housing.
  • the recess is a longitudinal recess comprising two ends opening onto the two opposite front faces of the housing.
  • the recess has a U shape, ie has two longitudinal parts, spaced from one another and connected together by a transverse part, and comprises two ends opening onto the same front face of the housing, thus forming two openings appearing side by side on the same front face of the housing.
  • each longitudinal part comprises an end opening onto the same front face of the housing.
  • the material in gelled form is at least located at at least one end of the recess which makes it possible to more effectively protect the winding, in particular the mechanical strength and the sealing of the active parts of the electrical device with respect to -vis the surrounding environment, and to further reduce the risks of dielectric fluid leakage, or even eliminate them.
  • the material in gelled form is at least located at at least one end of the recess, more preferably at at least two ends of the recess.
  • the material in gelled form is at least located at at least one end of a longitudinal recess, more preferably at both ends of a longitudinal recess.
  • the material in gelled form is found in particular distributed within the electrical appliance according to the invention in at least one of the ends of the recess, preferably at one or both ends of a recess longitudinal.
  • At least 10% by weight, or at least 50% by weight, or at least 90% by weight, or at least 92% by weight, or at least 94% by weight, or at least 96% by weight, or at least 98% by weight of the total weight of the material in gelled form is located at at least one of the ends of the recess, preferably at least at both ends of a longitudinal recess.
  • the material in gelled form is at least located between at least one of the front faces of the housing and the dielectric fluid.
  • the material in gelled form is not in contact with the winding.
  • the electrical device according to the invention thus has the advantage of limiting contacts between the winding and the material in gelled form.
  • the material in gelled form located at least at one of the ends of the longitudinal recess of the housing, preferably at both ends of the longitudinal recess of the housing, is not in contact with the winding.
  • the material in gelled form can be located at least partly between the composition comprising at least one dielectric fluid and the bore of the recess, that is to say between the composition comprising at least one dielectric fluid and the internal surface of the recess. In this case, the material in gelled form adheres in particular to the bore of the recess.
  • the material in gelled form can at least in places be sandwiched between the composition comprising at least one dielectric fluid and the bore of the recess.
  • the layer of material in gelled form partly sandwiched between the bore of the recess and the composition comprising at least one dielectric fluid may in particular have a thickness of at least 100 pm, preferably ranging from 100 to 20,000 pm, in particular ranging from 1000 to 10000 pm.
  • the material in gelled form can be located at one of the ends of the recess, preferably at one or both ends of a longitudinal recess, and can furthermore be, partially or totally, taken sandwiched between the composition comprising at least one dielectric fluid and the bore of the recess.
  • the chemical nature of the material in gelled form may be different when it is positioned on one of the distal parts of the recess and when it is positioned between the bore of the recess and the dielectric fluid.
  • the chemical nature is identical when it is positioned on one of the distal parts of the recess and when it is positioned between the bore of the recess and the composition comprising at least one dielectric fluid.
  • At least 50% by weight, or at least 90% by weight, or at least 92% by weight, or at least 94% by weight, or at least 96% by weight, or at least least 98% by weight, or at least 99% by weight, of the total weight of the material in gelled form may be located at at least one end of the recess, preferably at one or both ends of a longitudinal recess , and respectively, 50% or less by weight, or 10% or less by weight, or 8% or less by weight, or 6% or less by weight, or 4% or less by weight, or 2% or less by weight , or 1% or less by weight, of the total weight of the material in gelled form is located partly between the composition comprising at least one dielectric fluid and the bore of the recess.
  • the composition comprising at least one dielectric fluid is at least partially in direct contact with the recess, preferably in direct contact with the bore of the recess.
  • the composition comprising at least one dielectric fluid is at least in places in direct contact with the recess, ie the dielectric fluid has one or more contact surfaces with the recess, in particular with the bore of the recess.
  • the composition comprising at least one dielectric fluid is not separated from the recess by the material in gelled form according to the invention.
  • the composition comprising at least one dielectric fluid is completely in direct contact with the bore of the recess.
  • the electrical device thus obtained has particularly improved electrical performance while preventing leaks of dielectric fluid, making it the most reliable from an ecological, health and safety point of view (particularly in the event of fire).
  • the recess is longitudinal and the material in gelled form is located at one of the ends of the recess, preferably at both ends of the recess.
  • the material in gelled form is located at one of the ends of the longitudinal recess, preferably at both ends of the longitudinal recess, and the composition comprising at least one dielectric fluid is completely in direct contact with the bore of the longitudinal recess, i.e. with the internal surfaces of the longitudinal recess of the housing.
  • composition comprising at least one dielectric fluid is not separated from the recess by a space filled with the material in gelled form according to the invention, over the entire internal surface of the recess.
  • the material in gelled form is located at at least one end of the recess, preferably at one or both ends of a longitudinal recess, and can be in any suitable form to prevent leaks of dielectric fluid, and can have a thickness ranging from 1 to 100 mm, preferably a thickness ranging from 5 to 50 mm.
  • the material in gelled form is in the form of a plug which can have a thickness ranging from 1 to 100 mm, preferably a thickness ranging from 5 to 50 mm.
  • the recess has a U shape.
  • the recess has two longitudinal parts spaced from one another and connected together by a transverse part, and comprises two ends opening onto the same front face of the housing, and the material in gelled form is located at least at one of the ends of the recess, preferably at both ends of the recess.
  • the material in gel form occupies a maximum volume less than or equal to 30% and the composition comprising at least one dielectric fluid, preferably a dielectric liquid, occupies a volume greater than or equal to 70% in the recess.
  • the material in gel form occupies a maximum volume less than or equal to 20% and the composition comprising at least one dielectric fluid, preferably a dielectric liquid, occupies a volume greater than or equal to 80% in the recess.
  • the winding corresponding to the active parts of the electrical device, positioned inside the recess of the housing, can be impregnated with at least one dielectric fluid and/or be immersed, i.e. bathed , in at least one dielectric fluid.
  • the winding is immersed in at least one dielectric fluid.
  • the winding is impregnated with at least one dielectric fluid via an impregnation process capable of being implemented before or after the introduction of the winding into the recess of the housing, i.e. therefore inside or outside the recess.
  • the winding is first impregnated with at least one dielectric fluid, then is immersed in at least one dielectric fluid inside the recess of the housing.
  • the winding can be impregnated with at least one dielectric fluid outside the housing using an impregnation process and then, once the impregnation is complete, the winding can then be immersed in at least one fluid. dielectric filling the housing recess.
  • the dielectric fluid used for impregnation and immersion can be identical or different, preferably identical.
  • the material in gel form is not miscible with the composition comprising the dielectric fluid.
  • the material in gel form and the composition comprising the dielectric fluid are separated and are not miscible with each other.
  • the material in gel form has a solubility of less than 0.1% by weight in the composition comprising the dielectric fluid in a temperature range ranging from -60 to 150°C, preferably ranging from -30 to 120°C.
  • the material in gel form may have a dielectric constant having a value less than or equal to 10, preferably less than or equal to 6, more preferably less than or equal to 4.
  • the material in gel form can have thermal resistance in a temperature range of 50 to 200°C, in particular in a temperature range of 40 to 90°C.
  • the material in gel form is a resin selected from the group consisting of silicone resins, polyurethane resins, polyester resins, polystyrene resins, polyethylene resins and mixtures thereof.
  • the material in gel form is a resin selected from the group consisting of silicone resins, polyurethane resins, and mixtures thereof.
  • the material in gel form is a resin selected from the group consisting of silicone resins.
  • silicone we mean for the purposes of the present invention, all organosilicon polymers or oligomers, of variable molecular weight, obtained by polymerization and/or polycondensation of silanes, comprising at least one repetition of units in the silicon atoms are linked together. by oxygen atoms (siloxane bond -Si-O-Si-).
  • the siloxanes can be prepolymers of silicone, polysilane, polysilazane, polycarbosilane, polysilphenylene.
  • the material in gel form is a silicone resin having a cone penetrability ranging from 2 to 500 mm/10, in particular ranging from 5 to 350 mm/10, measured at a temperature of 25°C according to the standard ISO2137.
  • the material in gel form is a silicone resin, in particular made from a two-component mixture comprising a component A and a component B.
  • the material in gel form is a silicone resin made from a mixture of two components, in a 1/1 weight ratio, sold under the trade name /BLUESIL ESA 6018-01A + BLUESIL ESA 6018-01B , having in particular a viscosity of 530 mPa.s at a temperature of 23°C, measured according to the ISO 3219 standard.
  • the material in gel form and the composition comprising at least one dielectric fluid are in particular distinct, in particular the composition comprising at least one dielectric fluid is not in the form of a phase dispersed in the material in gel form.
  • dielectric fluid we mean, within the meaning of the present invention, a fluid which does not (or barely) conduct electricity but allows electrostatic forces to be exerted.
  • the dielectric fluid can be a dielectric gas, a dielectric liquid or a mixture of dielectric gas and dielectric liquid.
  • the dielectric fluid is a dielectric liquid.
  • the dielectric liquid may have a kinematic viscosity, measured at a temperature of 40°C, ranging from 1 to 51 mm 2 .s -1 , preferably ranging from 1 to 35 mm 2 .s' 1 measured according to the ISO 3104 standard.
  • the dielectric fluid can be chosen from the group consisting of mineral oils, synthetic oils, in particular aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, silicone oils, and synthetic esters, vegetable oils and natural esters, as well as their mixtures.
  • Synthetic oils are preferably chosen from the group consisting of aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, silicone oils, synthetic esters, and mixtures thereof.
  • alkylbenzenes for example phenylxylylethane (PXE), phenylethylphenylethane (PEPE)), mono-isopropylbiphenyl (MIPB), 1,1-diphenyl-ethane (1,1-DPBE).
  • alkylnaphthalenes e.g. di-iso-propyl-naphthalene (DIPN)
  • DIPN di-iso-propyl-naphthalene
  • methylpolyarylmethanes e.g. benzyltoluene (BT) and dibenzyltoluene (DBT)
  • DBT dibenzyltoluene
  • aromatic hydrocarbons it must be understood that at least one ring is aromatic and that, possibly, one or more other ring(s) present may be partially or totally unsaturated.
  • PAO poly(alpha)olefins
  • PIB polyisobutene
  • vinylidene-type olefins such as those marketed for example by the company Soltex Inc.
  • silicone oils mention may in particular be made of linear silicone oils of the polydimethylsiloxane type such as, for example, those marketed by the company Wacker under the trade name Wacker® AK.
  • esters Among the synthetic esters, mention may in particular be made of phthalic type esters, in particular alkyl phthalates such as dioctyl phthalate (DOP) or di-isononyl phthalate (DINP) (marketed for example by the company BASF). Mention may also be made of esters resulting from the reaction between a polyalcohol and an organic acid, in particular an acid chosen from C4 to C22 organic acids, saturated or unsaturated. As non-limiting examples of such organic acids, mention may be made of undecanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, palmitic acid, and mixtures thereof. Among the polyols which can be used for the synthesis of the aforementioned esters, mention may be made, by way of non-limiting examples, of pentaerhytritol.
  • the synthetic esters resulting from the reaction between a polyalcohol and an organic acid are for example products from the Midel® range, such as Midel® 7131, or from the Mivolt® range, such as Mivolt® DFK and Mivolt® DF7 from the company M&I Materials, or the esters from the Nycodiel range from the company Nyco.
  • Natural esters and vegetable oils include products derived from oily seeds or other sources of natural origin. We can cite by way of example and in a non-limiting manner the FR3TM or the EnvirotempTM marketed by the company Cargill or the Midel eN 1215 marketed by the company M&I Materials.
  • mineral oils mention may in particular be made of paraffinic oils, naphthalenic oils such as the dielectric oils of the Nytro family marketed by the company Nynas (in particular Nytro Taurus, Nytro Libra, Nytro 4000X and Nytro 10XN), and Dalia, marketed by the Shell company.
  • Nynas in particular Nytro Taurus, Nytro Libra, Nytro 4000X and Nytro 10XN
  • Dalia marketed by the Shell company.
  • the dielectric fluid is free of phthalic type esters, in particular alkyl phthalates such as dibutyl phthalate, dioctyl phthalate.
  • the dielectric fluid is a synthetic oil, in particular chosen from the group consisting of aromatic hydrocarbons.
  • the dielectric fluid is chosen from the group consisting of methylpolyarylmethanes.
  • the dielectric fluid is chosen from the group consisting of mixtures based on benzyltoluene and one or more aromatic compounds, different from benzyltoluene, as described above, in particular dibenzyltoluene or 1,1-diphenylethane.
  • the dielectric fluid is a mixture comprising benzyltoluene and one or more aromatic compounds, different from benzyltoluene, as described previously, in particular dibenzyltoluene or 1,1- diphenylethane; the benzyltoluene being present in a concentration greater than or equal to 30% by weight, preferably present in a concentration greater than or equal to 40% by weight, more preferably in a concentration greater than or equal to 50% by weight, even more preferably in a greater concentration or equal to 60% relative to the total weight of said mixture.
  • the mixtures of benzyltoluenes and dibenzyltoluenes comprise from 70 to 85% by weight of benzyltoluene and from 15 to 30% by weight of dibenzyltoluene, relative to the total weight of the benzyltoluene/dibenzyltoluene mixture.
  • the mixtures of benzyltoluenes and dibenzyltoluenes comprise from 70 to 80% by weight of benzyltoluene and from 20 to 30% by weight of dibenzyltoluene, relative to the total weight of the benzyltoluene/dibenzyltoluene mixture.
  • composition may also comprise one or more additives and/or fillers, well known to those skilled in the art, for example chosen, in a non-limiting manner, from the group consisting of antioxidants, passivators, pour point depressants , decomposition inhibitors, perfumes and flavorings, colorings, preservatives, and others as well as mixtures thereof.
  • additives and/or fillers well known to those skilled in the art, for example chosen, in a non-limiting manner, from the group consisting of antioxidants, passivators, pour point depressants , decomposition inhibitors, perfumes and flavorings, colorings, preservatives, and others as well as mixtures thereof.
  • antioxidants such as for example dibutylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, tocopherols, as well as the acetates of these phenolic antioxidants; but also antioxidants of the amine type, such as for example phenyl-a-naphthylamine, of the diamine type, for example N,N'-di-(2-naphthyl)-paraphenylenediamine, but also ascorbic acid and its salts , esters of ascorbic acid, alone or in mixtures of two or more of them or with other components, such as for example green tea extracts, coffee extracts.
  • phenolic antioxidants such as for example dibutylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, tocopherols, as well as the acetates of these phenolic antioxidants
  • antioxidants of the amine type such as for example phenyl-a-naphthylamine, of the diamine type, for example N,N'-di
  • a particularly suitable antioxidant is that available commercially from the company Brenntag under the trade name Ionol®.
  • passivators which can be used as additives in the composition usable in the context of the present invention are of any type known to those skilled in the art and are advantageously chosen from triazole derivatives, benzimidazoles, imidazoles, thiazole, benzothiazole.
  • triazole derivatives benzimidazoles, imidazoles, thiazole, benzothiazole.
  • dioctylaminomethyl-2,3-benzotriazole and 2-dodecyldithioimidazole may be mentioned.
  • pour point depressants which may be present in the composition which can be used in the context of the present invention, mention may be made, by way of non-limiting examples, of sucrose fatty acid esters, acrylic polymers such as poly (alkyl methacrylate) or poly (alkyl acrylate).
  • the preferred acrylic polymers are those whose molecular weight is between 50,000 g mol 1 and 500,000 g mol -1 .
  • Examples of these acrylic polymers include polymers which may contain linear alkyl groups comprising from 1 to 20 carbon atoms.
  • pour point depressant is commercially available from Sanyo Chemical Industries, Ltd, under the trade name Aclube.
  • the composition according to the present invention comprises at least one decomposition inhibitor, as an additive.
  • the decomposition inhibitor can be of any type well known to those skilled in the art and in particular can be chosen from carbodiimide derivatives such as diphenyl carbodiimide, di-tolylcarbodiimide, bis(isopropylphenyl) carbodiimide, bis(butylphenyl)carbodiimide, but also among phenylglycidyl ethers, or esters, alkylglycidyl ethers, or esters, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-(3,4-epoxycyclohexane) carboxylate, compounds of the anthraquinone family, such as for example 0-methylanthraquinone marketed under the name “BMAQ”, epoxidized derivatives such as vinylcyclohexene diepoxides, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-(3,4-epoxy-) carboxylate 6-methylhexane), phenol novolak type
  • the weight content of the additive, or additives possibly present in the composition according to the present invention can range from 0.0001% to 5% by weight, preferably from 0.001% to 3% by weight, more preferably from 0.01% to 2% by weight, limits included, relative to the total weight of the composition.
  • the composition according to the invention comprises a mixture of benzyltoluene and one or more aromatic compounds, different from benzyltoluene, as defined above, in particular dibenzyltoluene or 1,1-diphenylethane, in particular sold under the trade names Jarylec® C101 and Jarylec® C101D by the company Arkema, or SAS 60® by the company JX Nippon Chemical Texas Inc.
  • the material in gel form is a resin selected from the group consisting of silicone resins and the composition comprises a mixture of benzyltoluene and one or more aromatic compounds, different from benzyltoluene, as defined above, in particular dibenzyltoluene or 1,1-diphenylethane, benzyltoluene being present in a mass concentration greater than or equal to 30% by weight, preferably present in a mass concentration greater than or equal to 40% by weight, more preferably in a greater mass concentration or equal to 50% by weight, even more preferably in a mass concentration greater than or equal to 60% relative to the total weight of said mixture.
  • winding means any assembly, in particular any winding or stack, of several layers, connected to each other, successively alternating an electronically conductive layer and an electronically insulating layer.
  • the electronically conductive layer is in particular a metallic layer, for example aluminum or copper, or a doubly metallized sheet of paper.
  • the electronically conductive layer is an aluminum foil.
  • the electronically insulating layer can be chosen from the group consisting of paper, a polyolefin, in particular polypropylene, a polyester, or mixtures thereof.
  • the electronically insulating layer is a layer of polyolefin, in particular polypropylene.
  • the winding is an assembly, in particular a winding, of an aluminum layer and a polyolefin layer, in particular polypropylene.
  • the winding is an assembly successively alternating a plurality of layers of aluminum and layers of polyolefin, in particular polypropylene, impregnated with at least one dielectric fluid, in particular selected from the group consisting of mixtures of benzyltoluenes and a or many aromatic compounds, different from benzyltoluene, as defined above, in particular dibenzyltoluene or 1,1-diphenylethane, more precisely those described above.
  • dielectric fluid in particular selected from the group consisting of mixtures of benzyltoluenes and a or many aromatic compounds, different from benzyltoluene, as defined above, in particular dibenzyltoluene or 1,1-diphenylethane, more precisely those described above.
  • the winding can be packaged in paper or kraft-type cardboard.
  • the invention relates to an electric capacitor or a transformer, in particular a measurement transformer, comprising: a housing provided with a recess, preferably longitudinal, a winding, at least one composition comprising at least a dielectric fluid, preferably a dielectric liquid, and at least one material in gelled form arranged inside the recess, the material in gelled form occupying a maximum volume of less than 50%, preferably less than or equal to 40% , preferably less than or equal to 30%, more preferably less than or equal to 20%, even more preferably less than or equal to 15%, of the total volume of the recess.
  • the dielectric fluid is advantageously a mixture of benzyltoluene and one or more aromatic compounds, different from benzyltoluene, as defined above, in particular dibenzyltoluene or 1,1-diphenylethane and material in gel form being a silicone resin.
  • the invention relates to an electrical apparatus, comprising: a housing provided with a recess, preferably longitudinal, at least one winding and at least one composition comprising at least one dielectric fluid arranged inside of the recess, at least one plug formed of a material in gelled form; the electrical apparatus further comprising material in gelled form interposed between the composition comprising at least one dielectric fluid and the bore of the recess and spaced from said plug.
  • the material in gelled form which is interposed between the composition comprising the dielectric fluid and the bore of the recess may be identical or different, preferably identical, to the material in gelled form forming the plug.
  • the electrical apparatus, the composition comprising the dielectric fluid, the winding and the recess are as described previously.
  • the material in gelled form occupies a maximum volume of less than 50% relative to the total volume of the recess.
  • the electrical device is preferably a capacitor or a transformer, in particular a measurement transformer.
  • the electrical appliance comprises: a housing provided with a recess, preferably longitudinal as described above, a winding and at least one composition comprising at least one dielectric fluid arranged inside of the recess as described above; the composition comprising at least the dielectric fluid being at least partly in direct contact with the recess, a material in gelled form, as described above, disposed inside the recess and at least located at one of the ends of the recess.
  • the composition comprising the dielectric fluid shares at least one contact surface with the recess, in particular with at least the bore of the recess.
  • the composition comprising the dielectric fluid is entirely in direct contact with the bore of the recess, i.e. with one of the internal surfaces of the recess.
  • the electrical apparatus the composition comprising the dielectric fluid, the winding and the recess are as described previously.
  • the material in gelled form occupies a maximum volume of less than 50% relative to the total volume of the recess.
  • the present invention also relates to the use of a material in gelled form to prevent, and possibly eliminate, leaks from a composition comprising at least one dielectric fluid, as defined above, in an electrical device as defined above.
  • the electrical device is a transformer, in particular a measurement transformer, or a capacitor.
  • the invention relates to the use of a material in gelled form inside an electrical appliance, as defined above, to prevent, and possibly eliminate, leaks of a composition comprising at least one dielectric fluid.
  • the invention relates in particular to the use of a material in gelled form to prevent, and possibly eliminate, leaks of a composition comprising at least one dielectric fluid, in an electrical appliance comprising: a housing provided with a recess, preferably longitudinal, a winding and at least one composition comprising at least one dielectric fluid, preferably a dielectric liquid, arranged inside the recess, said material in gelled form being placed inside the recess and occupying a maximum volume less than 50% of the total volume of the recess.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing an electrical appliance as described above.
  • the method comprises:
  • the process comprises:
  • the step of impregnating the winding can be carried out before or after the step of inserting said winding into the recess of the housing, preferably after the insertion step.
  • the gelation step can take place at a temperature ranging from 5°C to 70°C, preferably from 23°C to 70°C.
  • the step of filling the recess with a gelable composition can take place before the step of inserting the winding into the recess, or after the gelling of said composition.
  • the filling step may comprise one or more, preferably one or two, steps of filling the recess with a gelable composition.
  • the filling step may include depositing the gelable composition on at least one end of the recess and/or partially or totally on the bore of the recess
  • the method comprises: i) at least one step of partially filling a recess in the housing with a gelable composition, ii) at least one step of gelling said gelable composition to obtain a material in gelled form as described above , iii) at least one step of inserting a winding, as described above, into the recess of the housing, iv) at least one step of impregnating the winding with a composition comprising at least one dielectric fluid, such as described previously, v) at least one step of filling the rest of the recess of the housing with said gelable composition, vi) at least one step of gelling the gelable composition added in step v) to obtain a material in gelled form as described above; so that the material in gelled form occupies a maximum volume of less than 50% of the total volume of the recess.
  • the partial filling step i) may comprise the deposition of the gelable composition on at least one end of the recess and/or partially or completely on the bore of the recess.
  • the gelation step ii) can take place at a temperature ranging from 5°C to 70°C, preferably from 23°C to 70°C.
  • Impregnation step iv) can be carried out before or after step iii) of inserting the winding into the recess of the housing, preferably after step iii).
  • the impregnation step can for example include:
  • Filling step v) may comprise the deposition of said gelable composition over the entire bore and/or at least one end of the recess, different from the end of step i).
  • the electrical device extends along a general longitudinal axis X-X'.
  • the electrical appliance 1 is shown in a supposedly horizontal position.
  • the electrical appliance 1 can also be in a vertical position.
  • the electrical appliance 1 comprises a housing 3, shown here schematically.
  • the housing 3 can be electrically insulating, for example made of a ceramic material, for example porcelain, or electrically conductive, for example made of a metallic material, in particular with ferrous metals.
  • the housing 3 is shown in Figure 1 with a rectangular shape but can have any type of geometric shape.
  • the housing 3 is provided with a longitudinal recess 5.
  • the recess 5 passes through in the axial direction.
  • the recess 5 has two ends 5a and 5b which open respectively onto the front faces 3a, 3b of the housing 3, thus forming two openings.
  • the recess 5 could not be through.
  • the recess 5 has a single end which opens onto only one of the two front faces 3a, 3b of the housing 3.
  • the recess 5 has a U shape.
  • the recess 5 has two longitudinal parts spaced from one another and connected together by a transverse part, and comprises two ends 5a and 5b opening on the same front face 3a and 3b of the housing 3.
  • the electrical appliance 1 also comprises a winding 7 disposed inside the recess 5 and which is immersed in a composition 9 comprising a dielectric fluid.
  • the winding 7 can be impregnated with the composition 9 on part or all of its surface via an impregnation process capable of being implemented before or after the introduction of the winding 7 into the recess 5 of the housing 3, therefore either inside or outside the recess 5.
  • the winding 7 can first be impregnated with the composition 9 on all or part of its surface, outside the recess 5, by an impregnation process, then the winding 7 can be inserted into the recess 5 previously filled with the composition 9.
  • the impregnation process can for example comprise: a step of impregnation of the winding 7 under reduced pressure at a temperature which can range from 5°C to 100°C, preferably from 23°C to 100°C, with composition 9 , for a period which can range from 48 to 200 hours, preferably from 48 to 150 hours, the winding 7 can then be cooled to a temperature of 23°C,
  • the winding 7 is preferably a winding successively alternating layers of aluminum and layers of polyolefin, for example constituted in an alternating succession of aluminum sheets and sheets of polyolefin, in particular polypropylene.
  • composition 9 comprises a dielectric fluid, which is preferably a dielectric liquid, and is advantageously a mixture of benzyltoluene and one or more aromatic compounds, different from benzyltoluene, as defined above, in particular dibenzyltoluene or 1, 1-diphenylethane.
  • composition 9 can be sold under the trade names Jarylec® C101 and Jarylec® C101D by the company Arkema or the trade name SAS 60® by the company JX Nippon Chemical Texas Inc.
  • composition 9 is arranged so as to be entirely in direct contact with the bore of the recess 5.
  • composition 9 is not separated from the bore of the recess 5 by an empty space or a free space.
  • the electrical appliance 1 further comprises a material 12 in gelled form which is not miscible with the composition 9.
  • the material 12 is distinct from the composition 9.
  • the material 12 is preferably selected from the group consisting of resins of silicone, polyurethane resins, polyester resins, polystyrene resins and polyethylene resins and mixtures thereof.
  • the material 12 in gelled form is a resin selected from the group consisting of silicone resins, polyurethane resins and mixtures thereof.
  • the material 12 in gelled form is selected from the group consisting of silicone resins.
  • the material 12 in gelled form is placed inside the recess 5 of the housing.
  • the material 12 in gelled form comes into contact against the bore of the recess 5.
  • the material 12 in gelled form occupies a maximum volume less than or equal to 20% relative to the total volume of the recess 5.
  • the ratio between the maximum volume occupied by the material 12 in gelled form and the total volume of the recess is less than or equal to 20%.
  • the material 12 in gelled form can also occupy a larger volume in the recess 5, in particular a maximum volume less than 50% relative to the total volume of the recess 5.
  • the material 12 in gelled form is located at each end 5a and 5b of the recess 5.
  • the material 12 is located between the two front faces 3a and 3b of the housing 3 and the composition 9.
  • the material 12 in gelled form is thus presented in this example in the form of two blocks or plugs 12a, 12b.
  • the material 12 in gelled form thus closes the recess 5.
  • each plug 12a, 12b formed by the material 12 in gelled form is in contact with the composition 9.
  • the material 12 is not in contact with the winding 7, i.e. with the active parts of the electrical device 1.
  • the positioning of the material 12 thus makes it possible to effectively prevent leaks of the composition 9 comprising the dielectric fluid and ensures the protection of the winding 7 with respect to the external environment, in particular the mechanical strength and the tightness of the winding 7 are effectively preserved, including the aging of the electrical appliance 1.
  • the material 12 is positioned at the two ends 5a and 5b of the longitudinal recess 5 but can alternatively be located only at one of the ends of the recess 5, in particular when the recess 5 has a single end which opens onto a single front face 5a or 5b, thus forming an opening.
  • the positioning of the material 12 makes it possible to prevent the risks of the material 12 coming into contact with the winding 7, minimizing the formation of air bubbles.
  • the electrical appliance 1 further comprises closure means 15 each fixed to one end of the housing.
  • the closing means 15 are separate from the material 12.
  • the closing means 15 are removably fixed to the housing by any suitable means, here by threading.
  • the electrical device 1 according to the invention thus has improved electrical performance, in particular good dielectric rigidity and better resistance to partial discharges.
  • the risks of leaks of the dielectric fluid in the electrical device 1 are reduced, or even eliminated, including after its aging, particularly under increasing direct voltages.
  • a transparent glass test tube was filled with 5 mL of Jarylec® C101 then with 1 ml of BLUESIL ESA 6018-01A + 1 ml BLUESIL ESA 6018-01B two products marketed by ELKEM in order to form a silicone gel.
  • the test tube was then placed in an oven at 40°C for 3 hours. At the end of this step, the tube can be inverted without any flow of liquid.
  • the windings are manufactured with a rough polypropylene film of type PP2MAR8.3 marketed by the company BOLLORE Film Plastics.
  • the box used is a cylindrical box with a volume of 250 cm 3 capable of being closed at both ends.
  • a first case case n°l - invention
  • the case is held in a vertical position then is filled with 8g of BLUESIL ESA 6018-01A and 8g of BLUESIL ESA 6018-0 IB in order to form a gelled layer in the lower part of the case, i.e. at the bottom of the case. Gelation takes place for a period of 20 hours at room temperature, i.e. a temperature of 23°C.
  • an impregnation step is carried out with 200g of Jarylec® C101 for 5 days at 90°C.
  • the gel components are added in the amount of 8g of BLUESIL ESA 6018-01A and 8g of BLUESIL ESA 6018-01B in order to allow the formation of a waterproof gel on the surface.
  • the box is then closed. Gelation takes place for 20 hours at room temperature.
  • a second case case no. 2 - comparison
  • the winding is impregnated with Jarylec® C101 for 5 days at 90°C, a step at the end of which the excess Jarylec® fluid is removed before placing the winding in the case.
  • the case is then completely filled with 116g of BLUESIL ESA 6018-01A and 116g of BLUESIL ESA 6018-01B. Gelation takes place for 20 hours at room temperature. The measurement of the dissipation factor (delta tangent) can then be carried out.

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Abstract

La présente invention est relative à un appareil électrique (1) comprenant un bobinage (7), au moins une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, de préférence un liquide diélectrique, et au moins un matériau sous forme gélifiée (12), disposés à l'intérieur de l'évidement (5) d'un boîtier (3), et dans lequel le rapport entre le volume maximum occupé par le matériau sous forme gélifiée (12) et le volume total de l'évidement (5) est inférieur à 50%. L'invention est également relative à l'utilisation d'un matériau (12) sous forme gélifié pour prévenir et/ou minimiser les fuites d'une composition (9) comprenant au moins un fluide diélectrique au sein d'un appareil électrique (1), notamment un transformateur ou un condensateur.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Appareil électrique comprenant au moins un matériau gélifié
La présente invention concerne un appareil électrique comprenant au moins un bobinage, au moins une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, de préférence un liquide diélectrique, et au moins un matériau sous forme gélifiée, disposés à l’intérieur de l’évidement d’un boîtier, et dans lequel le rapport entre le volume maximum occupé par le matériau sous forme gélifiée et le volume total de l’évidement est inférieur à 50%.
L’invention est également relative à l’utilisation d’un matériau sous forme gélifiée pour prévenir et/ou minimiser les fuites d’une composition comprenant au moins un fluide diélectrique au sein d’un appareil électrique, notamment un condensateur ou un transformateur.
Les appareils ou équipements électriques, par exemple les condensateurs électriques et les transformateurs, comportent au moins un bobinage et un fluide diélectrique disposés dans un boîtier pouvant être conducteur ou isolant. Le bobinage, correspondant aux parties actives de l’appareil électrique, est généralement constitué d’un assemblage, notamment d’un ou plusieurs enroulements ou empilements, de plusieurs couches, connectées entre elles, alternant de manière successive une couche électroniquement conductrice et une couche électroniquement isolante. Le bobinage peut être imprégné par au moins un fluide diélectrique et disposé à l’intérieur d’un boîtier ou être immergé dans un boîtier déjà rempli d’au moins un fluide diélectrique. A titre d’illustration, le bobinage peut correspondre à des enroulements constitués de feuilles de polypropylène et de feuilles de métal, en particulier d’aluminium, imprégnés d’un fluide diélectrique, par exemple une huile ayant une constante diélectrique élevée, et être positionné à l’intérieur d’un boîtier.
Le boîtier, ayant par exemple une forme générale oblongue, est couramment scellé au niveau de ses extrémités grâce à des moyens de fermeture amovibles destinés à assurer l’étanchéité et la protection des appareils électriques, notamment entre les parties actives de l’appareil électrique et le milieu environnant.
Cependant, de tels appareils électriques ont le plus souvent une durée de vie pouvant aller jusqu’à une période de 30 ou 50 ans en fonction de leur application. Au cours de leur fonctionnement, des contraintes extérieures et/ou internes sont susceptibles d’entraîner des dilatations thermiques et/ou des détériorations mécaniques des moyens de fermeture du boîtier, altérant ainsi l’étanchéité et la tenue mécanique des parties actives de l’appareil électrique et augmentant les risques de fuite du fluide diélectrique vers le milieu environnant.
En particulier, lorsque le boîtier est scellé avec des moyens de soudure, ces derniers peuvent s’oxyder au cours du temps entraînant la formation de points de rouille susceptibles de dégrader l’étanchéité des appareils électriques.
Autrement dit, la dégradation de ces parties actives et les risques de fuites de fluide diélectrique, notamment au niveau des connecteurs entre les parties actives et le réseau électrique, sont susceptibles d’augmenter au cours du temps, en particulier au cours du vieillissement des appareils électriques.
Les fuites de fluide diélectrique posent un certain nombre d’inconvénients car elles sont non seulement préjudiciables aux performances électriques des appareils électriques, induisant des coûts de maintenance élevés, mais elles peuvent également s’avérer nuisibles à la santé et l’environnement.
Par ailleurs, les fuites de fluide diélectrique posent en outre des problèmes de sécurité, notamment des dangers de propagation et d’ accélération de flammes en cas d’incendie et de rupture du boîtier.
Afin de surmonter ces inconvénients, des solutions, consistant à enrober totalement les parties actives des appareils électriques dans une composition gélifiable ou une résine polymérisable, ont été proposées.
A cet effet, il a déjà été mis en œuvre un procédé consistant à introduire les parties actives d’un appareil électrique dans un boîtier puis à couler une composition gélifiable de manière à remplir totalement les espaces libres situés entre les parties actives de l’appareil électrique et le boîtier. Une fois l’opération de remplissage du boîtier terminée, une réaction de gélification s’effectue totalement à température ambiante.
En variante, il a aussi été mis en œuvre un procédé consistant à enrober totalement les parties actives de l’appareil électrique dans une résine polymérisable puis, une fois la polymérisation terminée, à introduire l’ensemble dans un boîtier.
Néanmoins, les performances électriques des équipements ainsi obtenus ne s’avèrent pas complètement satisfaisantes. En effet, des bulles d’air sont susceptibles de se former au niveau des parties actives des appareils électriques pouvant engendrer des effets néfastes sur leur fonctionnement, dégrader leur rigidité diélectrique et conduire à une mauvaise imprégnation du film constituant les parties actives.
Au vu de ce qui précède, l’un des objectifs de la présente invention est donc d’empêcher, voire de supprimer, les risques de fuites du fluide diélectrique dans un appareil électrique tout en maintenant des performances électriques satisfaisantes. En d’autres termes, l’un des buts de la présente invention est de proposer un appareil électrique pour lequel les risques de fuites du fluide diélectrique sont minimisés, voire supprimés, même après vieillissement, tout en conservant des performances électriques satisfaisantes au cours de son utilisation.
En particulier, l’invention a pour but de proposer un appareil électrique ayant de bonnes performances diélectriques, notamment une rigidité diélectrique satisfaisante, qui est également capable de répondre à un certain nombre de critères, en particulier sanitaires, écologiques et/ou de sécurité.
La présente invention a donc notamment pour objet un appareil électrique comprenant : un boîtier pourvu d’un évidement, de préférence longitudinal, un bobinage, au moins une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, de préférence un liquide diélectrique, et au moins un matériau sous forme gélifiée disposés à l’intérieur de l’évidement, le matériau sous forme gélifiée occupant un volume maximum inférieur à 50% du volume total de l’évidement.
L’appareil électrique selon l’invention présente ainsi des performances électriques satisfaisantes ainsi que des risques de fuites du fluide diélectrique amoindris, voire supprimés, y compris après son vieillissement, notamment sous des tensions continues croissantes.
L’appareil électrique selon l’invention présente notamment de meilleures performances électriques que les appareils électriques dont les parties actives, imprégnées et/ou immergées dans un fluide diélectrique, sont totalement enrobées dans une résine polymérisable ou une composition gélifiable.
En effet, les risques de formation de bulles d’ air au niveau des parties actives de l’appareil électrique selon l’invention au cours de son fonctionnement sont fortement réduits, voire sont supprimés, par rapport à des appareils électriques dont les parties actives sont totalement enrobées dans une résine polymérisable ou une composition gélifiable.
Par ailleurs, la tenue mécanique ainsi que l’étanchéité des parties actives de l’appareil électrique selon l’invention ont l’avantage d’être convenablement protégées du milieu environnant.
En particulier, le matériau sous forme gélifiée permet de protéger efficacement les endroits les plus fragiles de l’appareil électrique tout en conservant une majeure partie du fluide diélectrique à l’intérieur de l’appareil électrique. En particulier, le matériau sous forme gélifiée permet de protéger efficacement les connections entre les parties actives de l’appareil électrique et le réseau électrique ainsi que les parties soudées de l’appareil électrique.
Ainsi le matériau sous forme de gel permet de contrôler efficacement la dilatation thermique au sein de l’appareil électrique.
Le matériau sous forme de gel permet également de réduire les éventuels phénomènes de dilatation thermique causés par le milieu environnant sur les parties actives de l’appareil électrique, notamment le matériau sous forme de gel présente également l’avantage de compenser la dilatation et la rétractation thermique du fluide diélectrique.
L’appareil électrique selon l’invention présente ainsi l’avantage d’être en mesure de répondre à un certain nombre de critères, par exemple sanitaires, écologiques et/ou de sécurité, y compris après son vieillissement sous des tensions continues croissantes, tout en assurant des performances électriques satisfaisantes, en particulier en arborant des performances diélectriques élevées, par exemple une bonne rigidité diélectrique, ainsi qu’une meilleure résistance aux décharges partielles.
L’invention a également pour objet l’utilisation d’un matériau sous forme gélifiée pour prévenir, et éventuellement supprimer, les fuites d’une composition comprenant au moins un fluide diélectrique dans un appareil électrique tel que défini précédemment.
Un autre objet de la présente invention réside dans un procédé de fabrication d’un appareil électrique tel que décrit précédemment.
D’autres objets, caractéristiques, aspects et avantages de l’invention apparaîtront encore plus clairement à la lecture de la description et des exemples qui suivent.
Dans ce qui va suivre, et à moins d’une autre indication, les bornes d’un domaine de valeurs sont comprises dans ce domaine, notamment dans les expressions « compris entre » et « allant de.... à... ».
Par ailleurs, les expressions « au moins un » et « au moins » utilisées dans la présente description sont respectivement équivalentes aux expressions « un ou plusieurs » et « supérieur ou égal ».
Appareil électrique
Par appareil électrique, on entend tout type d’équipement électrique, qu’il s’agisse de transformateurs, d’équipements de stockage sous forme électrostatique, d’éléments de transport d’électricité ou de connectique électrique, tel que des transformateurs de puissance, transformateurs de distribution, transformateurs de traction, transformateurs de mesure, transformateurs spéciaux, disjoncteurs, condensateurs, répartiteurs, traversées (« bushing » en langue anglaise), changeurs de prise en charge (« load tap changers » en langue anglaise), et autres, pour ne citer que les principaux appareils ou équipements électriques comprenant au moins un fluide diélectrique.
De préférence, l’appareil électrique est choisi dans le groupe constitué par les transformateurs, en particulier les transformateurs de mesure, les condensateurs, les traversées et les changeurs de prise en charge.
Plus préférentiellement, l’appareil électrique est choisi dans le groupe constitué par les transformateurs de mesure et les condensateurs, en particulier les condensateurs, notamment les condensateurs basse tension, les condensateurs moyenne tension et les condensateurs haute tension.
Conformément à la présente invention, le bobinage, la composition comprenant au moins un fluide diélectrique et le matériau sous forme gélifiée sont disposés à l’intérieur de l’évidement du boîtier, et le matériau sous forme gélifiée occupe un volume maximum inférieur à 50% par rapport au volume total de l’évidement.
De préférence, le matériau sous forme gélifiée occupe un volume maximum inférieur ou égal à 40%, plus préférentiellement inférieur ou égal à 30%, encore plus préférentiellement inférieur ou égal à 20%, et plus particulièrement inférieur ou égal à 15%, par rapport au volume total de l’évidement du boîtier.
En d’autres termes, le rapport entre le volume maximum occupé par le matériau sous forme gélifiée et le volume total de l’évidement est inférieur à 50%, de préférence inférieur ou égal à 40%, plus préférentiellement inférieur ou égal à 30%, encore plus préférentiellement inférieur ou égal à 20%, et plus particulièrement inférieur ou égal à 15%.
Encore plus préférentiellement, le matériau sous forme gélifiée occupe un volume maximum inférieur ou égal à 20%, plus particulièrement inférieur ou égal à 15%, par rapport au volume total de l’évidement.
Le boîtier peut présenter tous types de formes géométriques, de préférence une forme cylindrique ou rectangulaire.
Le boîtier peut être conducteur ou isolant et peut être réalisé avec tous types de matériaux. Le boîtier peut être réalisé en céramique, par exemple en porcelaine, en matériau métallique, en particulier en métaux ferreux, notamment en acier ou en inox, ou en métaux non ferreux.
Conformément à la présente invention, l’évidement peut présenter tous types de formes géométriques.
Ainsi l’évidement est notamment une cavité susceptible de présenter tous types de formes géométriques.
Selon une caractéristique générale de l’invention, l’évidement peut présenter au moins une partie longitudinale.
Selon une caractéristique préférée de l’invention, l’évidement peut être constitué de ladite partie longitudinale. Dans ce cas, l’évidement est longitudinal.
Alternativement, l’évidement peut présenter d’autres types de formes géométriques, par exemple une forme en U.
Dans ce cas, l’évidement présente deux parties longitudinales espacées l’une de l’autre et reliées entre elles par une partie transversale.
Avantageusement, l’évidement est un évidement longitudinal.
Conformément à la présente invention, une extrémité de l’évidement correspond à la partie distale de l’évidement qui débouche sur au moins une face frontale du boîtier, formant ainsi une ouverture.
Autrement dit, l’évidement comprend au moins une extrémité, en particulier une ou deux extrémités, débouchant sur au moins une face frontale du boîtier, formant ainsi au moins une ouverture, de préférence une ou deux ouvertures.
Selon un mode de réalisation préféré, l’évidement présente au moins une partie longitudinale comprenant au moins une extrémité débouchant sur au moins une face frontale du boîtier.
En d’autres termes, conformément à ce mode de réalisation, l’évidement présente au moins une partie longitudinale pourvue d’au moins une extrémité débouchant sur au moins une face frontale du boîtier.
De préférence, l’évidement est un évidement longitudinal comprenant au moins une extrémité débouchant sur au moins une face frontale du boîtier.
De préférence, l’évidement est un évidement longitudinal comprenant une extrémité débouchant sur une face frontale du boîtier.
De préférence, l’évidement est un évidement longitudinal comprenant deux extrémités débouchant sur les deux faces frontales opposées du boîtier.
Selon un autre mode de réalisation, l’évidement présente une forme en U, i.e. présente deux parties longitudinales, espacées l’une de l’autre et reliées entre elles par une partie transversale, et comprend deux extrémités débouchant sur la même face frontale du boîtier, formant ainsi deux ouvertures figurant côte à côte sur la même face frontale du boîtier.
En particulier, dans ce cas, chaque partie longitudinale comprend une extrémité débouchant sur la même face frontale du boîtier.
Avantageusement, le matériau sous forme gélifiée est au moins situé à au moins une extrémité de l’évidement ce qui permet de protéger plus efficacement le bobinage, en particulier la tenue mécanique et l’étanchéité des parties actives de l’appareil électrique vis-à-vis du milieu environnant, et de davantage diminuer les risques de fuite du fluide diélectrique, voire de les supprimer.
De préférence, le matériau sous forme gélifiée est au moins situé à au moins une extrémité de l’évidement, plus préférentiellement à au moins deux extrémités de l’évidement.
De préférence, le matériau sous forme gélifiée est au moins situé à au moins une extrémité d’un évidement longitudinal, plus préférentiellement aux deux extrémités d’un évidement longitudinal.
Autrement dit, le matériau sous forme gélifiée se retrouve notamment réparti au sein de l’appareil électrique selon l’invention dans l’une au moins des extrémités de l’évidement, de préférence à l’une ou les deux extrémités d’un évidement longitudinal.
En particulier au moins 10% en poids, ou au moins 50% en poids, ou au moins 90% en poids, ou au moins 92% en poids, ou au moins 94% en poids, ou au moins 96% en poids, ou au moins 98% en poids, du poids total du matériau sous forme gélifiée est situé à au moins l’une des extrémités de l’évidement, de préférence au moins aux deux extrémités d’un évidement longitudinal.
De préférence, le matériau sous forme gélifiée est au moins situé entre au moins une des faces frontales du boîtier et le fluide diélectrique.
De préférence, le matériau sous forme gélifiée n’est pas en contact avec le bobinage.
L’appareil électrique selon l’invention présente ainsi l’avantage de limiter les contacts entre le bobinage et le matériau sous forme gélifiée.
De cette manière, les risques de formation de bulles d’air au sein du bobinage, susceptibles d’entraver le bon fonctionnement de l’appareil électrique, sont réduits, voire supprimés.
Avantageusement, le matériau sous forme gélifiée, situé au moins à l’une des extrémités de l’évidement longitudinal du boîtier, de préférence aux deux extrémités de l’évidement longitudinal du boîtier, n’est pas en contact avec le bobinage. Selon un mode de réalisation, le matériau sous forme gélifiée peut être situé au moins en partie entre la composition comprenant au moins un fluide diélectrique et l’alésage de l’évidement, c’est-à-dire entre la composition comprenant au moins un fluide diélectrique et la surface interne de l’évidement. Dans ce cas, le matériau sous forme gélifiée adhère notamment à l’alésage de l’évidement.
De cette façon, le matériau sous forme gélifiée peut au moins par endroit être pris en sandwich entre la composition comprenant au moins un fluide diélectrique et l’alésage de l’évidement.
La couche de matériau sous forme gélifiée en partie prise en sandwich entre l’alésage de l’évidement et la composition comprenant au moins un fluide diélectrique, peut en particulier avoir une épaisseur d’au moins 100 pm, de préférence allant de 100 à 20000 pm, en particulier allant de 1000 à 10000 pm.
Conformément à ce mode de réalisation, le matériau sous forme gélifiée peut être situé à l’une des extrémités de l’évidement, de préférence à une ou deux extrémités d’un évidement longitudinal, et peut en outre être, partiellement ou totalement, pris en sandwich entre la composition comprenant au moins un fluide diélectrique et l’ alésage de l’évidement.
Encore, conformément à ce mode de réalisation, la nature chimique du matériau sous forme gélifiée peut être différente lorsqu’il est positionné sur l’une des parties distales de l’évidement et lorsqu’il est positionné entre l’alésage de l’évidement et le fluide diélectrique. De préférence, la nature chimique est identique lorsqu’il est positionné sur l’une des parties distales de l’évidement et lorsqu’il est positionné entre l’alésage de l’évidement et la composition comprenant au moins un fluide diélectrique.
Encore, conformément à ce mode de réalisation, au moins 50% en poids, ou au moins 90% en poids, ou au moins 92% en poids, ou au moins 94% en poids, ou au moins 96% en poids, ou au moins 98% en poids, ou au moins 99% en poids, du poids total du matériau sous forme gélifiée peut être situé à au moins une extrémité de l’évidement, de préférence à l’une ou les deux extrémités d’un évidement longitudinal, et respectivement, 50% ou moins en poids, ou 10% ou moins en poids, ou 8% ou moins en poids, ou 6% ou moins en poids, ou 4% ou moins en poids, ou 2% ou moins en poids, ou 1% ou moins en poids, du poids total du matériau sous forme gélifiée est situé en partie entre la composition comprenant au moins un fluide diélectrique et l’alésage de l’évidement.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition comprenant au moins un fluide diélectrique est au moins partiellement en contact direct avec l’évidement, de préférence en contact direct avec l’alésage de l’évidement. Autrement dit, la composition comprenant au moins un fluide diélectrique est au moins par endroit en contact direct avec l’évidement, i.e. que le fluide diélectrique présente une ou plusieurs surfaces de contact avec l’évidement, en particulier avec l’alésage de l’évidement.
Ainsi, au niveau de ces surfaces de contact, la composition comprenant au moins un fluide diélectrique n’est pas séparée de l’évidement par le matériau sous forme gélifiée selon l’invention.
Selon un mode de réalisation avantageux, la composition comprenant au moins un fluide diélectrique est totalement en contact direct avec l’alésage de l’évidement.
L’appareil électrique ainsi obtenu présente des performances électriques particulièrement améliorées tout en empêchant les fuites de fluide diélectrique le rendant le plus fiable d’un point de vue écologique, sanitaire et sécuritaire (notamment en cas d’incendie).
De préférence, l’évidement est longitudinal et le matériau sous forme gélifiée est situé à l’une des extrémités de l’évidement, de préférence aux deux extrémités de l’évidement.
Plus préférentiellement, le matériau sous forme gélifiée est situé à l’une des extrémités de l’évidement longitudinal, de préférence aux deux extrémités de l’évidement longitudinal, et la composition comprenant au moins un fluide diélectrique est totalement en contact direct avec l’alésage de l’évidement longitudinal, c’est-à-dire avec les surfaces internes de l’évidement longitudinal du boîtier.
Autrement dit, la composition comprenant au moins un fluide diélectrique n’est pas séparée de l’évidement par un espace rempli par le matériau sous forme gélifiée selon l’invention, sur la totalité de la surface interne de l’évidement.
De préférence, le matériau sous forme gélifiée est situé à au moins une extrémité de l’évidement, de préférence à l’une ou deux extrémités d’un évidement longitudinal, et peut être sous toute forme appropriée pour empêcher les fuites de fluide diélectrique, et peut présenter une épaisseur allant de 1 à 100 mm, de préférence une épaisseur allant de 5 à 50 mm.
Avantageusement, le matériau sous forme gélifiée se présente sous la forme d’un bouchon pouvant avoir une épaisseur allant de 1 à 100 mm, de préférence une épaisseur allant de 5 à 50 mm.
Alternativement, l’évidement présente une forme en U. Dans ce cas, l’évidement présente deux parties longitudinales espacées l’une de l’autre et reliées entre elles par une partie transversale, et comprend deux extrémités débouchant sur la même face frontale du boîtier, et le matériau sous forme gélifiée est au moins situé à l’une des extrémités de l’évidement, de préférence aux deux extrémités de l’évidement.
De préférence, le matériau sous forme de gel occupe un volume maximum inférieur ou égal à 30% et la composition comprenant au moins un fluide diélectrique, de préférence un liquide diélectrique, occupe un volume supérieur ou égal à 70% dans l’évidement.
Plus préférentiellement, le matériau sous forme de gel occupe un volume maximum inférieur ou égal à 20% et la composition comprenant au moins un fluide diélectrique, de préférence un liquide diélectrique, occupe un volume supérieur ou égal à 80% dans l’évidement.
Dans le cadre de la présente invention, le bobinage, correspondant aux parties actives de l’appareil électrique, positionné à l’intérieur de l’évidement du boîtier, peut être imprégné par au moins un fluide diélectrique et/ou être immergé, i.e. baigné, dans au moins un fluide diélectrique.
Selon une caractéristique préférée de la présente invention, le bobinage est immergé dans au moins un fluide diélectrique.
Selon une autre caractéristique préférée, le bobinage est imprégné par au moins un fluide diélectrique par l’intermédiaire d’un procédé d’imprégnation susceptible d’être mis en œuvre avant ou après l’introduction du bobinage dans l’évidement du boîtier, soit donc à l’intérieur ou l’extérieur de l’évidement.
Selon une autre caractéristique préférée, le bobinage est d’abord imprégné par au moins un fluide diélectrique, puis est immergé dans au moins un fluide diélectrique à l’intérieur de l’évidement du boîtier. En d’autres termes, le bobinage peut être imprégné par au moins un fluide diélectrique à l’extérieur du boîtier grâce à un procédé d’imprégnation puis, une fois l’imprégnation terminée, le bobinage peut ensuite être immergé dans au moins un fluide diélectrique remplissant l’évidement du boîtier. Dans ce cas, le fluide diélectrique servant pour l’imprégnation et l’immersion peut être identique ou différent, de préférence est identique.
Selon une caractéristique générale, le matériau sous forme de gel n’est pas miscible avec la composition comprenant le fluide diélectrique.
Au sens de la présente invention, le matériau sous forme de gel et la composition comprenant le fluide diélectrique sont séparés et ne sont pas miscibles entre eux.
Par « non-miscible », on entend au sens de la présente invention que le matériau sous forme de gel présente une solubilité inférieure à 0,1% en poids dans la composition comprenant le fluide diélectrique dans une gamme de température allant de -60 à 150°C, de préférence allant de -30 à 120°C.
Le matériau sous forme de gel peut présenter une constante diélectrique ayant une valeur inférieure ou égal à 10, de préférence inférieure ou égale à 6, plus préférentiellement inférieure ou égale à 4.
Le matériau sous forme de gel peut présenter une résistance thermique dans une gamme de température allant de 50 à 200°C, notamment dans une gamme de température allant de 40 à 90 °C.
De préférence, le matériau sous forme de gel est une résine sélectionnée dans le groupe constitué par les résines de silicone, les résines de polyuréthane, les résines de polyester, les résines de polystyrène, les résines de polyéthylène et leurs mélanges.
Plus préférentiellement, le matériau sous forme de gel est une résine sélectionnée dans le groupe constitué par les résines de silicone, les résines de polyuréthane, et leurs mélanges.
Encore plus préférentiellement, le matériau sous forme de gel est une résine sélectionnée dans le groupe constitué par les résines de silicone.
Par silicone, on entend désigner au sens de la présente invention, tous polymères ou oligomères organosiliciés, de poids moléculaire variable, obtenus par polymérisation et/ou polycondensation de silanes, comprenant au moins une répétition de motifs dans les atomes de silicium sont reliés entre eux par des atomes d’oxygène (liaison siloxane -Si-O-Si-).
Les siloxanes peuvent être des prépolymères de silicone, polysilane, polysilazane, polycarbosilane, polysilphénylène.
De préférence, le matériau sous forme de gel est une résine de silicone ayant une pénétrabilité au cône allant de 2 à 500 mm/10, en particulier allant de 5 à 350 mm/10, mesurée à une température de 25 °C selon la norme ISO2137.
De préférence, le matériau sous forme de gel est une résine de silicone, notamment réalisé à partir d’un mélange bi-composant comprenant un composant A et un composant B.
Plus préférentiellement, le matériau sous forme de gel est une résine de silicone réalisé à partir d’un mélange de deux composant, dans un rapport pondéral 1/1, vendus sous la dénomination commerciale /BLUESIL ESA 6018-01A + BLUESIL ESA 6018-01B, ayant notamment une viscosité de 530 mPa.s à une température de 23°C, mesurée selon la norme ISO 3219.
Selon une caractéristique générale de l’invention, le matériau sous forme de gel et la composition comprenant au moins un fluide diélectrique sont notamment distincts, en particulier la composition comprenant au moins un fluide diélectrique ne se trouve pas sous la forme d’une phase dispersée dans le matériau sous forme de gel.
Par fluide diélectrique, on entend, au sens de la présente invention, un fluide qui ne conduit pas (ou peu) l’électricité mais laisse s’exercer les forces électrostatiques.
Selon une caractéristique générale de l’invention, le fluide diélectrique peut être un gaz diélectrique, un liquide diélectrique ou un mélange de gaz diélectrique et de liquide diélectrique.
De préférence, le fluide diélectrique est un liquide diélectrique.
Le liquide diélectrique peut présenter une viscosité cinématique, mesurée à une température de 40°C, allant de 1 à 51 mm2.s-1, de préférence allant de 1 à 35 mm2.s' 1 mesurée selon la norme ISO 3104.
Le fluide diélectrique peut être choisi dans le groupe constitué par les huiles minérales, les huiles synthétiques, en particulier les hydrocarbures aromatiques, les hydrocarbures aliphatiques, les huiles de silicones, et les esters synthétiques, les huiles végétales et les esters naturels, ainsi que leurs mélanges.
Les huiles synthétiques sont de préférence choisies dans le groupe constitué par les hydrocarbures aromatiques, les hydrocarbures aliphatiques, les huiles de silicones, les esters synthétiques, et leurs mélanges.
Parmi les hydrocarbures aromatiques, on peut notamment citer les alkylbenzènes, les alkyldiphényléthanes (par exemple le phénylxylyléthane (PXE), phényléthylphényléthane (PEPE)), mono-isopropylbiphényle (MIPB), le 1,1- diphényl-éthane (1,1-DPBE), les alkylnaphtalènes (par exemple di-iso-propyl- naphtalène (DIPN), les méthylpolyarylméthanes (par exemple benzyltoluène (BT) et dibenzyltoluène (DBT), et leurs mélanges.
Dans lesdits hydrocarbures aromatiques, il doit être compris qu’au moins un cycle est aromatique et que, éventuellement, un ou plusieurs autres cycle(s) présent(s) peuvent être partiellement ou totalement insaturé(s).
Parmi les hydrocarbures aliphatiques, on peut notamment citer les poly(alpha)oléfines (PAO), par exemple les polyisobutène (PIB) ou les oléfines de type vinylidène, telles que celles commercialisées par exemple par la société Soltex Inc.
Parmi les huiles de silicones, on peut notamment citer les huiles silicones linéaires de type polydiméthylsiloxanes telles que par exemple celles commercialisées par la société Wacker sous la dénomination commerciale Wacker® AK.
Parmi les esters synthétiques, on peut notamment citer les esters de type phtalique, en particulier les phtalates d’alkyle tels que le dioctylphtalate (DOP) ou le di-isononylphtalate (DINP) (commercialisé par exemple par la société BASF). On peut également citer les esters issus de la réaction entre un polyalcool et un acide organique, en particulier un acide choisi parmi les acides organiques en C4 à C22, saturés ou insaturés. À titre d’exemples non limitatifs de tels acides organiques, on peut citer l’acide undécanoïque, l’acide heptanoïque, l’acide octanoïque, l’acide palmitique, et leurs mélanges. Parmi les polyols qui peuvent être utilisés pour la synthèse des esters précités, on peut citer, à titre d’exemples non limitatifs, le pentaérhytritol.
Ainsi les esters synthétiques issus de la réaction entre un polyalcool et un acide organique sont par exemple les produits de la gamme Midel®, comme par exemple le Midel® 7131, ou de la gamme Mivolt®, comme par exemple le Mivolt® DFK et le Mivolt® DF7 de la société M&I Materials, ou encore les esters de la gamme Nycodiel de la société Nyco.
Parmi les esters naturels et les huiles végétales, on peut notamment les produits issus de graines huileuses ou d’autres sources d’origine naturelle. On peut citer à titre d’exemple et de manière non limitative le FR3™ ou encore l’Envirotemp™ commercialisés par la société Cargill ou encore le Midel eN 1215 commercialisé par la société M&I Materials.
Parmi les huiles végétales, on peut également citer l’huile de colza, les huiles maïs, l’huile de ricin et les huiles de soja et leurs mélanges.
Parmi les huiles minérales, on peut notamment citer les huiles paraffiniques, les huiles naphtaléniques telles que les huiles diélectriques de la famille Nytro commercialisées par la société Nynas (en particulier Nytro Taurus, Nytro Libra, Nytro 4000X et Nytro 10XN), et Dalia, commercialisé par la société Shell.
De préférence, le fluide diélectrique est exempt d’esters de type phtalique, en particulier les phtalates d’alkyle tels que le dibutylphtalate, le dioctylphtalate.
De préférence, le fluide diélectrique est une huile synthétique, en particulier choisi dans le groupe constitué par les hydrocarbures aromatiques.
Avantageusement, le fluide diélectrique est choisi dans le groupe constitué par les méthylpolyarylméthanes.
Encore avantageusement, le fluide diélectrique est choisi dans le groupe constitué par les mélanges à base de benzyltoluène et d’un ou plusieurs composés aromatiques, différent du benzyltoluène, tels que décrits précédemment, en particulier le dibenzyltoluène ou le 1,1-diphényléthane.
Encore avantageusement, le fluide diélectrique est un mélange comprenant du benzyltoluène et un ou plusieurs composés aromatiques, différent du benzyltoluène, tels que décrits précédemment, en particulier le dibenzyltoluène ou le 1,1- diphényléthane ; le benzyltoluène étant présent dans une concentration supérieure ou égale à 30% poids, préférentiellement présent dans une concentration supérieure ou égale à 40% en poids, plus préférentiellement dans une concentration supérieure ou égale à 50% en poids, encore plus préférentiellement dans une concentration supérieure ou égale à 60% par rapport au poids total dudit mélange.
Plus préférentiellement, les mélanges de benzyltoluènes et de dibenzyltoluènes comprennent de 70 à 85% en poids de benzyltoluène et de 15 à 30% en poids de dibenzyltoluène, par rapport au poids total du mélange benzyltoluène/ dibenzyltoluène.
Encore plus préférentiellement, les mélanges de benzyltoluènes et de dibenzyltoluènes comprennent de 70 à 80% en poids de benzyltoluène et de 20 à 30% en poids de dibenzyltoluène, par rapport au poids total du mélange benzyltoluène/ dibenzyltoluène.
La composition peut également comprendre un ou plusieurs additifs et/ou charges, bien connus de l’homme du métier, par exemple choisis, de manière non limitative, dans le groupe constitué parmi les antioxydants, les passivateurs, les abaisseurs de point d’écoulement, les inhibiteurs de décomposition, les parfums et arômes, les colorants, les conservateurs, et autres ainsi que leurs mélanges.
Parmi les antioxydants susceptibles d’être avantageusement utilisés, on peut notamment citer à titre d’exemples non limitatifs les antioxydants phénoliques, tels que par exemple le dibutylhydroxytoluène, le butylhydroxyanisole, les tocophérols, ainsi que les acétates de ces anti-oxydants phénoliques ; mais aussi les antioxydants de type amine, tels que par exemple la phényl-a-naphtylamine, de type diamine, par exemple la N,N’-di-(2-naphtyl)-paraphénylènediamine, mais aussi l’acide ascorbique et ses sels, les esters de l’acide ascorbique, seuls ou en mélanges de deux ou plusieurs d’entre eux ou avec d’autres composants, comme par exemple les extraits de thé vert, les extraits de café.
Un antioxydant tout particulièrement adapté est celui disponible dans le commerce auprès de la société Brenntag sous la dénomination commerciale Ionol®.
Les passivateurs qui peuvent être utilisés comme additifs dans la composition utilisable dans le cadre de la présente invention sont de tout type connu de l’homme du métier et sont avantageusement choisis parmi les dérivés du triazole, les benzimidazoles, les imidazoles, le thiazole, le benzothiazole. À titre d’exemple et de manière non limitative, le dioctylaminométhyl-2,3-benzotriazole et le 2-dodécyldithio- imidazole peuvent être mentionnés. Parmi les abaisseurs de point d’écoulement qui peuvent être présents dans la composition utilisable dans le cadre de la présente invention, on peut citer, à titres d’exemples non limitatifs, les esters d’acides gras de sucrose, les polymères acryliques tels que le poly (méthacrylate d’alkyle) ou encore le poly (acrylate d’ alky le).
Les polymères acryliques préférés sont ceux dont le poids moléculaire est compris entre 50000 g mol 1 et 500000 g mol-1. Des exemples de ces polymères acryliques incluent des polymères pouvant contenir des groupes alkyles linéaires comprenant de 1 à 20 atomes de carbone.
Parmi ceux-ci, et toujours à titre d’exemples non limitatifs, on peut citer le poly(acrylate de méthyle), le poly(méthacrylate de méthyle), le poly(acrylate d’heptyle), le poly(méthacrylate d’heptyle), le poly(acrylate de nonyle), le poly(méthacrylate de nonyle), le poly(acrylate de undécyle), le poly(méthacrylate de undécyle), le poly(acrylate de tridécyle), le poly(méthacrylate de tridécyle), le poly(acrylate de pentadécyle), le poly(méthacrylate de pentadécyle), le poly(acrylate d’heptadécyle), et le poly(méthacrylate d’heptadécyle).
Un exemple d’un tel abaisseur de point d’écoulement est disponible dans le commerce auprès de la société Sanyo Chemical Industries, Ltd, sous la dénomination commerciale Aclube.
Selon un aspect tout particulièrement préféré, la composition selon la présente invention comprend au moins un inhibiteur de décomposition, en tant qu’ additif.
L’inhibiteur de décomposition peut être de tout type bien connu de l’homme du métier et en particulier peut être choisi parmi les dérivés carbodi-imides tels que le diphényle carbodi-imide, le di-tolylcarbodi-imide, le bis(isopropylphényl)carbodi- imide, le bis(butylphényl)carbodi- imide, mais aussi parmi les phénylglycidyl éthers, ou esters, les alkylglycidyl éthers, ou esters, le carboxylate de 3,4-époxycyclohexylméthyle-(3,4-époxycyclohexane), les composés de la famille des anthraquinones, tels que par exemple la 0-méthylanthraquinone commercialisée sous le nom « BMAQ », les dérivés époxydés tels que les vinylcyclohexène diépoxydes, le carboxylate de 3,4-époxy-6-méthylcyclohexylméthyle-(3,4-époxy-6-méthylhexane), les résines époxy type phénol novolak, les diglycidyl éther époxy de bisphénol A, tels que la DGEBA ou la CEL 2021P, disponibles notamment auprès de la société Whyte Chemicals.
La teneur en poids de l’additif, ou des additifs éventuellement présent(s) dans la composition selon la présente invention peut aller de 0,0001% à 5% en poids, de préférence de 0,001% à 3% en poids, plus préférentiellement de 0,01% à 2% en poids, bornes incluses, par rapport au poids total de la composition. De préférence, la composition selon l’invention comprend un mélange de benzyltoluène et d’un ou plusieurs composés aromatiques, différent(s) du benzyltoluène, tels que définis précédemment, en particulier le dibenzyltoluène ou le 1,1-diphényléthane, notamment vendue sous les dénominations commerciales Jarylec® C101 et Jarylec® C101D par la société Arkema, ou SAS 60® par la société JX Nippon Chemical Texas Inc.
Avantageusement, le matériau sous forme de gel est une résine sélectionnée dans le groupe constitué par les résines de silicone et la composition comprend un mélange de benzyltoluène et d’un ou plusieurs composés aromatiques, différent(s) du benzyltoluène, tels que définis précédemment, en particulier le dibenzyltoluène ou le 1,1-diphényléthane, le benzyltoluène étant présent dans une concentration massique supérieure ou égale à 30% poids, préférentiellement présent dans une concentration massique supérieure ou égale à 40% en poids, plus préférentiellement dans une concentration massique supérieure ou égale à 50% en poids, encore plus préférentiellement dans une concentration massique supérieure ou égale à 60% par rapport au poids total dudit mélange.
Conformément à la présente invention, on entend par « bobinage » tout assemblage, en particulier tout enroulement ou empilement, de plusieurs couches, connectées entre elles, alternant de manière successive une couche électroniquement conductrice et une couche électroniquement isolante.
La couche électroniquement conductrice est en particulier une couche métallique, par exemple d’aluminium ou de cuivre, ou une feuille de papier doublement métallisée. De préférence, la couche électroniquement conductrice est une feuille d’ aluminium.
La couche électroniquement isolante peut être choisie dans le groupe constitué par du papier, une polyoléfine, en particulier du polypropylène, un polyester, ou leurs mélanges.
De préférence, la couche électroniquement isolante est une couche de polyoléfine, en particulier du polypropylène.
Préférentiellement, le bobinage est un assemblage, notamment un enroulement, de couche d’aluminium et de couche de polyoléfine, en particulier de polypropylène.
Avantageusement, le bobinage est un assemblage alternant successivement une pluralité de couches d’aluminium et de couches de polyoléfine, en particulier de polypropylène, imprégné par au moins un fluide diélectrique, notamment sélectionné dans le groupe constitué par les mélanges de benzyltoluènes et d’un ou plusieurs composés aromatiques, différent(s) du benzyltoluène, tels que définis précédemment, en particulier le dibenzyltoluène ou le 1,1-diphényléthane, plus précisément ceux décrits précédemment.
Le bobinage peut être emballé dans du papier ou un carton de type kraft.
Selon un mode de réalisation avantageux, l’invention porte sur un condensateur électrique ou un transformateur, en particulier un transformateur de mesure, comprenant : un boîtier pourvu d’un évidement, de préférence longitudinal, un bobinage, au moins une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, de préférence un liquide diélectrique, et au moins un matériau sous forme gélifiée disposés à l’intérieur de l’évidement, le matériau sous forme gélifiée occupant un volume maximum inférieur à 50%, de préférence inférieur ou égal à 40%, préférentiellement inférieur ou égal à 30%, plus préférentiellement inférieur ou égal à 20%, encore plus préférentiellement inférieur ou égal à 15%, du volume total de l’évidement.
Conformément à ce mode de réalisation, le fluide diélectrique est avantageusement un mélange de benzyltoluène et d’un ou plusieurs composés aromatiques, différent(s) du benzyltoluène, tels que définis précédemment, en particulier le dibenzyltoluène ou le 1,1-diphényléthane et le matériau sous forme de gel étant une résine de silicone.
Selon un mode de réalisation, l’invention porte sur un appareil électrique, comprenant : un boîtier pourvu d’un évidement, de préférence longitudinal, au moins un bobinage et au moins une composition comprenant au moins un fluide diélectrique disposés à l’intérieur de l’évidement, au moins un bouchon formé d’un matériau sous forme gélifiée ; l’appareil électrique comprenant en outre du matériau sous forme gélifiée interposé entre la composition comprenant au moins un fluide diélectrique et l’alésage de l’évidement et espacé dudit bouchon.
Conformément à ce mode de réalisation avantageux, le matériau sous forme gélifiée qui est interposé entre la composition comprenant le fluide diélectrique et l’alésage de l’évidement peut être identique ou différent, de préférence identique, au matériau sous forme gélifiée formant le bouchon. Conformément à ce mode de réalisation, l’appareil électrique, la composition comprenant le fluide diélectrique, le bobinage et l’évidement sont tels que décrits précédemment.
Conformément à ce mode de réalisation, le matériau sous forme gélifiée occupe un volume maximum inférieur à 50% par rapport au volume total de l’évidement.
Conformément à ce mode de réalisation, l’appareil électrique est de préférence un condensateur ou un transformateur, en particulier un transformateur de mesure.
Selon un mode de réalisation avantageux, l’appareil électrique comprend : un boîtier pourvu d’un évidement, de préférence longitudinal tel que décrit ci-dessus, un bobinage et au moins une composition comprenant au moins un fluide diélectrique disposés à l’intérieur de l’évidement tels que décrits ci- dessus ; la composition comprenant au moins le fluide diélectrique étant au moins en partie en contact direct avec l’évidement, un matériau sous forme gélifiée, tel que décrit ci-dessus, disposé à l’intérieur de l’évidement et au moins situé à l’une des extrémités de l’évidement.
Conformément à ce mode de réalisation avantageux, la composition comprenant le fluide diélectrique partage au moins une surface de contact avec l’évidement, en particulier avec au moins l’alésage de l’évidement.
De préférence, selon ce mode de réalisation avantageux, la composition comprenant le fluide diélectrique est entièrement en contact direct avec l’alésage de l’évidement, i.e. avec l’une des surfaces internes de l’évidement.
Conformément à ce mode de réalisation, l’appareil électrique, la composition comprenant le fluide diélectrique, le bobinage et l’évidement sont tels que décrits précédemment.
De préférence, conformément à ce mode de réalisation, le matériau sous forme gélifié occupe un volume maximum inférieur à 50% par rapport au volume total de l’évidement.
Utilisation
La présente invention est également relative à l’utilisation d’un matériau sous forme gélifiée pour prévenir, et éventuellement supprimer, les fuites d’une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, tel que défini précédemment, dans un appareil électrique tel que défini précédemment.
En particulier, l’appareil électrique est un transformateur, en particulier un transformateur de mesure, ou un condensateur.
En d’autres termes, l’invention porte sur l’utilisation d’un matériau sous forme gélifiée à l’intérieur d’un appareil électrique, tel que défini précédemment, pour prévenir, et éventuellement supprimer, les fuites d’une composition comprenant au moins un fluide diélectrique.
Autrement dit, l’invention porte notamment sur l’utilisation d’un matériau sous forme gélifiée pour prévenir, et éventuellement supprimer, les fuites d’une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, dans un appareil électrique comprenant : un boîtier pourvu d’un évidement, de préférence longitudinal, un bobinage et au moins une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, de préférence un liquide diélectrique, disposés à l’intérieur de l’évidement, ledit matériau sous forme gélifiée étant disposé à l’intérieur de l’évidement et occupant un volume maximum inférieur à 50% du volume total de l’évidement.
Procédé
La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un appareil électrique tel que décrit précédemment.
De préférence, le procédé comprend :
- au moins une étape d’insertion d’un bobinage, tel que décrit précédemment, dans l’évidement du boîtier,
- optionnellement, au moins une étape d’imprégnation du bobinage par une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, telle que décrite précédemment,
- au moins une étape de remplissage de l’évidement par une composition gélifiable,
- au moins une étape de gélification de ladite composition gélifiable pour obtenir un matériau sous forme gélifiée tel que décrit précédemment ; de sorte que le matériau sous forme gélifiée occupe un volume maximum inférieur à 50% du volume total de l’évidement. Encore de préférence, le procédé comprend :
- au moins une étape d’insertion d’un bobinage, tel que décrit précédemment, dans l’évidement du boîtier,
- au moins une étape d’imprégnation du bobinage par une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, telle que décrite précédemment,
- au moins une étape de remplissage de l’évidement par une composition gélifiable,
- au moins une étape de gélification de ladite composition gélifiable pour obtenir un matériau sous forme gélifiée tel que décrit précédemment ; de sorte que le matériau sous forme gélifiée occupe un volume maximum inférieur à 50% du volume total de l’évidement.
L’étape d’imprégnation du bobinage peut être mise en œuvre avant ou après l’étape d’insertion dudit bobinage dans l’évidement du boitier, de préférence après l’étape d’insertion.
L’étape de gélification peut se dérouler à une température allant de 5°C à 70°C, de préférence de 23 °C à 70 °C.
L’étape de remplissage de l’évidement par une composition gélifiable peut avoir lieu avant l’étape d’insertion du bobinage dans l’évidement, ou après la gélification de ladite composition.
L’étape de remplissage peut comprendre une ou plusieurs, de préférence une ou deux, étapes de remplissage de l’évidement avec une composition gélifiable.
L’étape de remplissage peut comprendre le dépôt de la composition gélifiable sur au moins une extrémité de l’évidement et/ou partiellement ou totalement sur l’alésage de l’évidement
De préférence, le procédé comprend : i) au moins une étape de remplissage partiel d’un évidement du boîtier avec une composition gélifiable, ii) au moins une étape de gélification de ladite composition gélifiable pour obtenir un matériau sous forme gélifiée tel que décrit précédemment, iii) au moins une étape d’insertion d’un bobinage, tel que décrit précédemment, dans l’évidement du boîtier, iv) au moins une étape d’imprégnation du bobinage par une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, telle que décrite précédemment, v) au moins une étape de remplissage du reste de l’évidement du boîtier avec ladite composition gélifiable, vi)au moins une étape de gélification de la composition gélifiable ajoutée à l’étape v) pour obtenir un matériau sous forme gélifiée tel que décrit précédemment ; de sorte que le matériau sous forme gélifiée occupe un volume maximum inférieur à 50% du volume total de l’évidement.
L’étape de remplissage partiel i) peut comprendre le dépôt de la composition gélifiable sur au moins une extrémité de l’évidement et/ou partiellement ou totalement sur l’alésage de l’évidement.
L’étape de gélification ii) peut se dérouler à une température allant de 5°C à 70°C, de préférence de 23°C à 70°C.
L’étape d’imprégnation iv) peut être mise en œuvre avant ou après l’étape iii) d’insertion du bobinage dans l’évidement du boitier, de préférence après l’étape iii).
L’étape d’imprégnation peut par exemple comprendre :
- une étape d’imprégnation du bobinage sous pression réduite à une température pouvant aller de 5°C à 100°C, de préférence de 23°C à 100°C, avec la composition comprenant le fluide diélectrique, pendant une durée pouvant aller de 48 à 200 heures, de préférence de 48 à 150 heures,
- éventuellement suivie d’une étape de refroidissement du bobinage à température ambiante, par exemple à une température de 23 °C.
L’étape v) de remplissage v) peut comprendre le dépôt de ladite composition gélifiable sur l’ensemble de l’alésage et/ou au moins une extrémité de l’évidement, différente de l’extrémité de l’étape i).
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore plus clairement à l’examen détaillé d’un mode de réalisation pris à titre d’exemple non limitatif d’un appareil électrique selon l’invention et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente une vue en coupe du condensateur selon l’invention.
Tel qu’illustré sur la figure unique, l’appareil électrique s’étend selon un axe général longitudinal X-X’. Sur la figure 1, l’appareil électrique 1 est représenté dans une position supposée horizontale.
En variante, l’appareil électrique 1 peut être aussi dans une position verticale.
L’appareil électrique 1 comprend un boîtier 3, représenté ici de manière schématique. Le boîtier 3 peut être isolant électriquement, par exemple fabriqué dans une matière en céramique, par exemple en porcelaine, ou conducteur électriquement, par exemple fabriqué dans un matériau métallique, en particulier avec des métaux ferreux.
Le boîtier 3 est représenté sur la figure 1 avec une forme rectangulaire mais peut présenter tout type de formes géométriques.
Le boîtier 3 est pourvu d’un évidement 5 longitudinal. Dans l’exemple de réalisation illustré, l’évidement 5 est traversant dans le sens axial. L’évidement 5 comporte deux extrémités 5a et 5b qui débouchent respectivement sur les faces frontales 3a, 3b du boîtier 3, formant ainsi deux ouvertures.
Alternativement, l’évidement 5 pourrait ne pas être traversant. Dans ce cas, l’évidement 5 comporte une seule extrémité qui débouche sur une seule des deux faces frontales 3a, 3b du boîtier 3.
Encore alternativement, l’évidement 5 présente une forme en U. Dans ce cas, l’évidement 5 présente deux parties longitudinales espacées l’une de l’autre et reliées entre elles par une partie transversale, et comprend deux extrémités 5a et 5b débouchant sur la même face frontale 3 a et 3b du boîtier 3.
L’appareil électrique 1 comprend également un bobinage 7 disposé à l’intérieur de l’évidement 5 et qui est immergé dans une composition 9 comprenant un fluide diélectrique.
En variante, le bobinage 7 peut être imprégné de la composition 9 sur une partie ou la totalité de sa surface par l’intermédiaire d’un procédé d’imprégnation susceptible d’être mis en œuvre avant ou après l’introduction du bobinage 7 dans l’évidement 5 du boîtier 3, soit donc à l’intérieur ou l’extérieur de l’évidement 5.
Encore en variante, le bobinage 7 peut être d’abord imprégné par la composition 9 sur tout ou partie de sa surface, à l’extérieur de l’évidement 5, par un procédé d’imprégnation, puis le bobinage 7 peut être inséré dans l’évidement 5 préalablement rempli par la composition 9.
Le procédé d’imprégnation peut par exemple comprendre : une étape d’imprégnation du bobinage 7 sous pression réduite à une température pouvant aller de 5°C à 100°C, de préférence de 23 °C à 100°C, avec la composition 9, pendant une durée pouvant aller de 48 à 200 heures, de préférence de 48 à 150 heures, le bobinage 7 peut ensuite être refroidi à une température de 23°C,
Comme indiqué précédemment, le bobinage 7 est de préférence un enroulement alternant successivement des couches d’aluminium et de couches de polyoléfine, par exemple constitué dans une succession alternée de feuilles d’aluminium et de feuilles de polyoléfine, en particulier de polypropylène. Comme indiqué précédemment, la composition 9 comprend un fluide diélectrique, qui est de préférence un liquide diélectrique, et est avantageusement un mélange de benzyltoluène et d’un ou plusieurs composés aromatiques, différent(s) du benzyltoluène, tels que définis précédemment, en particulier le dibenzyltoluène ou le 1 , 1 -diphényléthane.
Avantageusement, la composition 9 peut être vendue sous les dénominations commerciales Jarylec® C101 et Jarylec® C101D par la société Arkema ou la dénomination commerciale SAS 60® par la société JX Nippon Chemical Texas Inc.
Tel qu’illustré sur la figure 1, la composition 9 est disposée de manière à être entièrement en contact direct avec l’alésage de l’évidement 5.
Autrement dit, la composition 9 n’est pas séparée de l’alésage de l’évidement 5 par un espace vide ou un espace libre.
L’appareil électrique 1 comprend en outre un matériau 12 sous forme gélifiée qui n’est pas miscible avec la composition 9. Le matériau 12 est distinct de la composition 9. Le matériau 12 est de préférence sélectionné dans le groupe constitué par les résines de silicone, les résines de polyuréthane, les résines de polyester, les résines de polystyrène et les résines de polyéthylène et leurs mélanges.
Avantageusement, le matériau 12 sous forme gélifiée est une résine sélectionnée dans le groupe constitué par les résines de silicone, les résines de polyuréthane et leurs mélanges.
Plus préférentiellement, le matériau 12 sous forme gélifiée est sélectionné dans le groupe constitué par les résines de silicone.
Le matériau 12 sous forme gélifiée est disposé à l’intérieur de l’évidement 5 du boitier. Le matériau 12 sous forme gélifiée vient en contact contre l’alésage de l’évidement 5.
Tel que représenté sur la figure unique, le matériau 12 sous forme gélifiée occupe un volume maximum inférieur ou égal à 20% par rapport au volume total de l’évidement 5. En d’autres termes, le rapport entre le volume maximum occupé par le matériau 12 sous forme gélifiée et le volume total de l’évidement est inférieur ou égal à 20%.
Conformément à la présente invention, le matériau 12 sous forme gélifiée peut également occuper un volume plus important dans l’évidement 5, en particulier un volume maximum inférieur à 50% par rapport au volume total de l’évidement 5.
Tel que représenté sur la figure unique, le matériau 12 sous forme gélifiée est situé à chaque extrémité 5a et 5b de l’évidement 5. En particulier, le matériau 12 est situé entre les deux faces frontales 3a et 3b du boîtier 3 et la composition 9. Le matériau 12 sous forme gélifiée se présente ainsi dans cet exemple sous la forme de deux blocs ou bouchons 12a, 12b. Le matériau 12 sous forme gélifiée obture ainsi l’évidement 5.
La face interne de chaque bouchon 12a, 12b formé par le matériau 12 sous forme gélifiée est en contact avec la composition 9.
En particulier, le matériau 12 n’est pas en contact avec le bobinage 7, i.e. avec les parties actives de l’appareil électrique 1.
Le positionnement du matériau 12 permet ainsi d’empêcher efficacement les fuites de la composition 9 comprenant le fluide diélectrique et assure la protection du bobinage 7 vis-à-vis du milieu externe, en particulier la tenue mécanique et l’étanchéité du bobinage 7 sont efficacement préservées, y compris au vieillissement de l’appareil électrique 1.
Sur la figure 1, le matériau 12 est positionné aux deux extrémités 5a et 5b de l’évidement longitudinal 5 mais peut en variante être situé seulement à l’une des extrémités de l’évidement 5, notamment lorsque l’évidement 5 comporte une seule extrémité qui débouche sur une seule face frontale 5a ou 5b, formant ainsi une ouverture.
Le positionnement du matériau 12 permet d’empêcher les risques de mise en contact du matériau 12 avec le bobinage 7 minimisant les formations de bulles d’air.
L’appareil électrique 1 comprend encore des moyens de fermeture 15 fixé chacune à une extrémité du boîtier. Les moyens de fermeture 15 sont distinct du matériau 12. Les moyens de fermeture 15 sont fixés de manière amovible sur le boitier par tout moyen approprié, ici par filetage.
L’appareil électrique 1 selon l’invention présente ainsi des performances électriques améliorées, notamment une bonne rigidité diélectrique et une meilleure résistance aux décharges partielles.
Par ailleurs, les risques de fuites du fluide diélectrique dans l’appareil électrique 1 sont amoindris, voire supprimés, y compris après son vieillissement, notamment sous des tensions continues croissantes
Les exemples suivants servent à illustrer l’invention sans toutefois présenter un caractère limitatif
EXEMPLE
1. Vérification de l’étanchéité du gel Un tube à essai en verre transparent a été rempli avec 5 mL de Jarylec® C101 puis avec 1 ml de de BLUESIL ESA 6018-01A + 1 ml BLUESIL ESA 6018-01B deux produits commercialisés par ELKEM afin de former un gel silicone. Le tube à essai a ensuite été placé dans une étuve à 40°C pendant 3 heures. A l’issue de cette étape, le tube peut être renversé sans écoulement de liquide.
2. Détermination des propriétés diélectriques d’un condensateur à film selon un mode de réalisation de l’invention.
Description de la réalisation des condensateurs à film
Les bobinages sont fabriqués avec un film de polypropylène rugueux de type PP2MAR8.3 commercialisé par la société BOLLORE Film Plastiques.
Le boitier utilisé est un boitier cylindrique de volume 250 cm3 susceptible d’être fermé aux deux extrémités.
Deux condensateurs sont réalisés.
Dans un premier cas (boîtier n°l - invention), le boitier est maintenu en position verticale puis est rempli avec 8g de BLUESIL ESA 6018-01A et 8g de BLUESIL ESA 6018-0 IB afin de former une couche gélifiée dans la partie inférieure du boitier, i.e. au fond du boîtier. La gélification s’opère pendant une durée de 20 heures à température ambiante, i.e. une température de 23°C.
Le bobinage est alors placé dans le boitier contenant la couche de gel au fond du boîtier puis une étape d’imprégnation est effectuée avec 200g de Jarylec® C101 pendant 5 jours à 90°C. A l’issue de cette étape et après refroidissement à température ambiante sont ajoutés les composants du gel à raison de 8g de BLUESIL ESA 6018- 01A et 8g de BLUESIL ESA 6018-01B afin de permettre la formation d’un gel étanche en surface. Le boitier est alors fermé. La gélification s’opère pendant 20 heures à température ambiante.
La mesure du facteur de dissipation (tangente delta) peut alors être effectuée.
Dans un second cas (boîtier n°2 - comparatif), le bobinage est imprégné avec du Jarylec® C101 pendant 5 jours à 90°C, étape à l’issue de laquelle l’excédent de de fluide Jarylec® est retiré avant de placer le bobinage dans le boitier. Le boitier est alors rempli intégralement avec 116g de BLUESIL ESA 6018-01A et 116g de BLUESIL ESA 6018-01B. La gélification s’opère pendant 20 heures à température ambiante. La mesure du facteur de dissipation (tangente delta) peut alors être effectuée.
Les résultats des mesures de tangente delta ont ensuite été effectuées à 20°C et les résultats figurent dans le tableau suivant. Les valeurs obtenues avec le boitier n°l (valeurs inférieures à 0,001 après 60 minutes) sont excellentes et significativement meilleures que celles obtenus pour le boitier n°2.
[Tableau 1]
Figure imgf000028_0001

Claims

REVENDICATIONS
1. Appareil électrique comprenant : un boîtier (3) pourvu d’un évidement (5), un bobinage (7) et au moins une composition (9) comprenant au moins un fluide diélectrique disposés à l’intérieur de l’évidement (5) ; un matériau sous forme gélifiée (12), disposé à l’intérieur de l’évidement (5), occupant un volume maximum inférieur à 50% du volume total de l’évidement (5).
2. Appareil électrique (1) selon la revendication 1, dans lequel ledit appareil électrique (1) est choisi dans le groupe constitué par les transformateurs, en particulier les transformateurs de mesure, les condensateurs, les traversées et les changeurs de prise en charge, de préférence les transformateurs de mesure et les condensateurs.
3. Appareil électrique (1) selon la revendication 1, dans lequel le matériau (12) sous forme gélifiée occupe un volume maximum inférieur ou égal à 40%, de préférence inférieur ou égal à 30%, plus préférentiellement inférieur ou égal à 20%, plus particulièrement inférieur ou égal à 15%, du volume total de l’évidement (5).
4. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau sous forme gélifiée (12) est au moins situé à au moins une extrémité de l’évidement (5), de préférence à au moins deux extrémités de l’évidement (5).
5. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau sous forme gélifiée (12) n’est pas en contact avec le bobinage (7).
6. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau sous forme gélifiée (12) est situé au moins en partie entre la composition (9) comprenant au moins un fluide diélectrique et l’alésage de l’évidement (5).
7. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la composition (9) comprenant le fluide diélectrique est au moins en partie en contact direct avec l’évidement (5), de préférence totalement en contact direct avec l’alésage de l’évidement (5).
8. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’évidement (5) comprend une partie longitudinale comprenant au moins une extrémité (5a, 5b) débouchant sur au moins l’une des faces frontales (3a, 3b) du boîtier (3) et le matériau sous forme gélifiée (12) est au moins situé à au moins une extrémité (5a, 5b) de l’évidement (5), de préférence à au moins aux deux extrémités (5a, 5b) de l’évidement (5).
9. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau sous forme gélifiée (12) est situé entre l’une des faces frontales (3a, 3b) du boîtier (3) et la composition comprenant le fluide diélectrique (9).
10. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau sous forme gélifiée (12) n’est pas miscible avec la composition (9) comprenant le fluide diélectrique.
11. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau sous forme gélifiée (12) est une résine sélectionnée dans le groupe constitué par les résines de silicone, les résines de polyuréthane, les résines de polyester, les résines de polystyrène et les résines de polyéthylène, de préférence les résines de polyuréthane, les résines de silicone et leurs mélanges, plus préférentiellement les résines de silicone.
12. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la composition (9) comprend un fluide diélectrique choisi dans le groupe constitué par les huiles minérales, les huiles synthétiques, en particulier les hydrocarbures aromatiques, les hydrocarbures aliphatiques, les huiles de silicones, et les esters synthétiques, les huiles végétales et les esters naturels, ainsi que leurs mélanges, de préférence les hydrocarbures aromatiques.
13. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la composition (9) comprend un fluide diélectrique choisi dans le groupe constitué par les mélanges de benzyltoluène et d’un ou plusieurs composés aromatiques, différents du benzyltoluène, en particulier le dibenzyltoluène ou le 1,1-diphényléthane.
14. Appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bobinage (7) comprend une pluralité de couches, connectées entre elles, alternant successivement une couche électroniquement conductrice, de préférence une couche d’aluminium ou de cuivre, et une couche électroniquement isolante, de préférence une couche de papier ou une couche de polyoléfine, en particulier une couche de polypropylène.
15. Utilisation d’un matériau (12) sous forme gélifiée à l’intérieur d’un appareil électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 pour prévenir, et éventuellement supprimer, les fuites d’une composition (9) comprenant au moins un fluide diélectrique.
16. Procédé de fabrication d’un appareil électrique (1) tel que décrit selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, comprenant : - au moins une étape d’insertion d’un bobinage, tel que décrit précédemment, dans l’évidement du boîtier,
- optionnellement, au moins une étape d’imprégnation du bobinage par une composition comprenant au moins un fluide diélectrique, telle que décrite précédemment, - au moins une étape de remplissage de l’évidement par une composition gélifiable,
- au moins une étape de gélification de ladite composition gélifiable pour obtenir un matériau sous forme gélifiée tel que décrit précédemment ; de sorte que le matériau sous forme gélifiée occupe un volume maximum inférieur à 50% du volume total de l’évidement.
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