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Patent 2665334 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2665334
(54) French Title: DISPOSITIF DE PREVENTION CONTRE L'EXPLOSION D'UN TRANSFORMATEUR ELECTRIQUE
Status: Dead
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • H01F 27/14 (2006.01)
  • H01F 27/40 (2006.01)
(72) Inventors :
  • MAGNIER, PHILIPPE (France)
(73) Owners :
  • PHILIPPE MAGNIER LLC (United States of America)
(71) Applicants :
  • PHILIPPE MAGNIER LLC (United States of America)
(74) Agent: ROBIC
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2006-10-27
(87) Open to Public Inspection: 2008-05-02
Examination requested: 2011-03-28
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2006/002421
(87) International Publication Number: WO2008/049978
(85) National Entry: 2009-03-30

(30) Application Priority Data: None

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a device for prevention against the explosion of a member in an electric transformer (1) comprising a vessel (2) containing a combustible cooling fluid, comprising a pressure relief member (14) for depressurising the vessel (2), and a bag (8) provided downstream and capable of expanding from a flat state to an inflated state upon the failure of the pressure relief member (14) for confining the fluid.


French Abstract

Dispositif de prévention contre l'explosion d'un élément de transformateur électrique (1) pourvu d'une cuve (2) contenant un fluide de refroidissement combustible, comprenant un élément de relâchement de pression (14) pour réaliser une décompression de la cuve (2) et un sac (18) disposé en aval et configuré pour passer d'un état plat à un état gonflé à partir de la rupture de l'élément de relâchement de pression (14) et assurant un confinement de fluide.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.



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REVENDICATIONS

1. Dispositif de prévention contre l'explosion d'un élément de
transformateur électrique (1) pourvu d'une cuve (2) contenant un fluide
de refroidissement combustible, caractérisé par le fait qu'il comprend un
élément de relâchement de pression (14) disposé sur une sortie de la
cuve (2) pour réaliser une décompression de la cuve et un sac (18)
disposé en aval de l'élément de relâchement de pression (14) et
configuré pour passer d'un état plat à un état gonflé à partir de la
rupture de l'élément de relâchement de pression et assurant un
confinement de fluide passé par l'élément de relâchement de pression.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le sac (18) est
étanche aux gaz.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, comprenant une conduite (16) coudée montée en aval de
l'élément de relâchement de pression (14).
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, comprenant un conduite flexible (17) montée en amont du
sac
5. Dispositif selon la revendication 4, comprenant une conduite
coudée (22) montée en aval de la conduite flexible (17).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, comprenant un raccord (51) rapide disposé en amont du
sac, de façon solidaire du sac.
7. Dispositif selon la revendication 6, comprenant un canal (21)
d'introduction de gaz inerte en aval de l'élément de relâchement de
pression.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans lequel le sac (18) comprend un orifice obturable de
sortie (19).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, comprenant un réservoir (43) disposé entre l'élément de
relâchement de pression (14) et le sac (18).


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10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, comprenant une chambre de décompression (42) disposée
en aval de l'élément de relâchement de pression (14).
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans lequel la sortie de la cuve est disposée sur une paroi
inférieure (2c) de la cuve (2), le sac (18) étant disposé sous la cuve (2).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans lequel la sortie de la cuve est disposée sur une paroi
supérieure (2b) de la cuve (2), le sac (18) étant disposé au dessus de la
cuve (2).
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans lequel le sac (18) est au moins en partie suspendu à un
support (27).
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, comprenant une protection anti-crevaison (20b) disposée au
moins sous le sac.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, comprenant une valise (20) pourvue d'au moins deux
coquilles, formant une enveloppe de transport et de protection pour le
sac à l'état plat et un support pour le sac à l'état gonflé, lesdites
coquilles étant configurées pour se séparer lors du passage de l'état plat
à l'état gonflé.
16. Procédé de prévention contre l'explosion d'un élément de
transformateur électrique (1) pourvu d'une cuve (2) contenant un fluide
de refroidissement combustible, dans lequel une décompression de la
cuve est réalisée par un élément de relâchement de pression (14) disposé
sur une sortie de la cuve, et le gonflage d'un sac (18) disposé en aval de
l'élément de relâchement de pression (14) est réalisé, le sac (18) passant
d'un état plat à un état gonflé et assurant un confinement de fluide passé
par l'élément de relâchement de pression (14).

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.



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DISPOSITIF DE PREVENTION CONTRE L'EXPLOSION D'UN TRANSFORMATEUR ELECTRIQUE

La présente invention concerne le domaine de la prévention
contre l'explosion d'élément de transformateur électrique refroidi par
un volume de fluide, notamment de fluide combustible.
Les transformateurs électriques subissent des pertes, tant dans
les enroulements que dans la partie fer, qui nécessitent la dissipation
de la chaleur produite. Ainsi, les transformateurs de grande puissance
sont généralement refroidis par un fluide tel que de l'huile. Les huiles
utilisées sont diélectriques et sont susceptibles de prendre feu au-delà
d'une température de l'ordre de 140 C. Les transformateurs étant des
éléments très onéreux, leur protection nécessite une attention
particulière.
Un défaut d'isolement engendre, dans un premier temps, un arc
électrique important qui provoque une action des systèmes de
protection électriques qui déclenchent la cellule d'alimentation du
transformateur (disjoncteur). L'arc électrique provoque, également,
une diffusion conséquente d'énergie qui engendre un dégagement de
gaz par décomposition de l'huile diélectrique, notamment d'hydrogène
et d'acétylène.
Suite au dégagement de gaz, la pression à l'intérieur de la cuve
du transformateur augmente très rapidement, d'où une déflagration
souvent très violente. De la déflagration résulte une importante
déchirure des liaisons mécaniques de la cuve (boulon, soudure) du
transformateur qui met les gaz en contact avec l'oxygène de l'air
ambiant. L'acétylène étant auto-inflammable en présence d'oxygène,
un incendie démarre immédiatement et propage le feu aux autres
équipements du site qui sont susceptibles de contenir également de
grandes quantités de produits combustibles.
Les explosions sont dues à des ruptures d'isolement dues aux
courts-circuits provoqués par des surcharges, les surtensions, une
détérioration progressive de l'isolation, un niveau d'huile insuffisant,


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l'apparition d'eau ou de moisissure ou une panne d'un composant
isolant.
On connaît, dans l'art antérieur, des systèmes d'extinction
d'incendie pour transformateurs électriques qui sont actionnés par des
détecteurs d'incendie ou de feu. Ces systèmes se mettent en oruvre
lorsque l'huile du transformateur est déjà en flammes. On se contentait
donc de limiter l'incendie à l'équipement concerné pour ne pas
propager le feu aux installations voisines.
Pour ralentir la décomposition du fluide diélectrique due à un
arc électrique, on peut utiliser des huiles silicones à la place des
huiles minérales conventionnelles. Toutefois, l'explosion de la cuve du
transformateur due à l'augmentation de la pression interne n'est
retardée que d'une durée extrêmement faible, de l'ordre de quelques
millisecondes. L'explosion de la cuve n'est pas évitée.
On connaît par le document WO-A 97/12 379 un procédé de
prévention contre l'explosion et l'incendie dans un transformateur
électrique muni d'une cuve remplie de fluide de refroidissement
combustible, par détection d'une rupture de l'isolement électrique du
transformateur par un capteur de pression, dépressurisation du fluide
de refroidissement contenu dans la cuve, au moyen d'une vanne, et
refroidissement des parties chaudes du fluide de refroidissement par
injection d'un gaz inerte sous pression dans le bas de la cuve afin de
brasser ledit fluide et d'empêcher l'oxygène de pénétrer dans la cuve
du transformateur. Ce procédé donne satisfaction et permet d'éviter
l'explosion de la cuve du transformateur.
Le document WO-A 00/57 438 décrit un élément de rupture à
ouverture rapide pour un dispositif de prévention contre l'explosion
d'un transformateur électrique.
La demande de brevet français, non publiée, déposée sous le
n 05 06 661 décrit un dispositif de prévention permettant une
décompression extrêmement rapide et le recueil du fluide passé par
l'élément de relâchement de pression dans un réservoir hermétique. Ce
réservoir peut être muni d'une conduite de sortie qui peut être dirigée
vers une pompe à gaz et un réservoir auxiliaire.


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La demanderesse s'est aperçue que ce type de dispositif de
prévention présentait des inconvénients pour des transformateurs
disposés dans des lieux confinés, ou encore pour des transformateurs
de faible puissance pour lesquels le coût du dispositif de prévention
doit être réduit.
L'invention a notamment pour but de remédier à ces
inconvénients.
L'invention propose un dispositif de prévention adapté à un
espace disponible réduit et permettant un retrait aisé du fluide passé
par l'élément de relâchement de pression.
Le dispositif de prévention contre l'explosion d'un élément de
transformateur électrique, ledit élément étant pourvu d'une cuve
contenant un fluide de refroidissement combustible, comprend un
élément de relâchement de pression disposé sur une sortie de la cuve
pour réaliser une décompression de la cuve, et un sac disposé en aval
de l'élément de relâchement de pression et configuré pour passer d'un
état plat à un état gonflé à partir de la rupture de l'élément de
relâchement de pression. Le'sac assure un confinement de fluide passé
par ledit élément de relâchement de pression. La forme du sac peut
être adaptée et/ou peut s'adapter à un espace disponible réduit et/ou de
forme complexe. La masse du sac peut être faible, de telle sorte que
ledit sac soit manipulable par un ou deux opérateurs, à l'état plat ou à
l'état gonflé essentiellement par des gaz.
Le dispositif de prévention est bien adapté à des
transformateurs disposés dans des galeries minières dans lesquelles
une évacuation du fluide passé par l'élément de relâchement de
pression par une conduite jusqu'à l'air libre s'avère très difficile en
raison de l'encombrement des galeries, de la longueur de conduite
exigée, des pertes de charge dans la conduite et des risques de
détérioration de la conduite. Après rupture de l'élément de
relâchement de pression, le sac peut être isolé dudit élément de
relâchement de pression et fermé, puis emmené à la main ou sur un
engin jusqu'à l'extérieur de la galerie où le fluide peut ensuite subir
un traitement adéquat.


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Ces avantages se présentent également dans le cas d'un
transformateur disposé dans une galerie souterraine ou en béton
d'usine hydroélectrique, souvent au pied d'un barrage, ou encore d'un
transformateur installé dans un tunnel, par exemple un tunnel routier
ou ferroviaire, pour lequel la présence d'une conduite supplémentaire
susceptible d'accueillir des gaz et/ou des liquides combustibles n'est
pas souhaitée. Ceci s'applique en particulier pour les transformateurs
d'alimentation d'un réseau électrique de traction.
Le dispositif de prévention s'applique avantageusement à des
éléments de transformateur disposés dans la substructure d'un
immeuble, par exemple une tour à grande hauteur dans laquelle
l'espace disponible est faible en raison de son coût, et la présence
d'une conduite supplémentaire susceptible de contenir des produits
inflammables n'est pas souhaitée.
Le dispositif de prévention peut être installé sur un élément de
transformateur enterré. De tels transformateurs sont en général
installés dans une cellule de transformation, par exemple un réduit en
béton ménagé dans un espace public tel qu'une rue, et recouvert par
une dalle scellée au ciment. Dans ce cas, l'espace disponible est
particulièrement faible en raison de la compacité du réduit en béton et
de la nécessité de laisser une place suffisante pour qu'un opérateur
puisse accéder aux installations pour des opérations de maintenance ou
de remplacement. Le sac occupe à l'état initial un volume extrêmement
faible. Le sac après rupture de l'élément de relâchement de pression,
occupe un volume élevé mais peut être retiré du réduit en béton après
enlèvement de la dalle. Des poignées ou des anneaux de manutention
peuvent être prévus. Un opérateur peut alors bénéficier d'un espace
pour l'accès. Ainsi, le faible espace disponible entre le réduit en béton
et le transformateur sert, en usage normal, à l'accès d'un opérateur, et
en cas de déclenchement, au recueil du fluide passé par l'élément de
relâchement de pression, à l'intérieur du sac.
Le dispositif de prévention peut également être installé sur un
élément de transformateur supporté par un pylône. L'explosion de tels
types de transformateurs peut s'avérer extrêmement dangereuse pour le


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voisinage, en particulier en zone urbaine. L'installation d'un dispositif
de prévention est très souhaitable. Toutefois, pour des raisons
esthétiques et de résistance mécanique du pylône, le dispositif de
prévention doit occuper un faible volume en état normal de
5 fonctionnement du transformateur et présenter une masse réduite. A
l'état initial, le sac peut occuper un volume de l'ordre de quelques
litres à dizaines de litres et à l'état gonflé, après déclenchement, un
volume de l'ordre de quelques centaines de litres à quelques m3. En
outre, le gonflement du sac est alors visible de l'extérieur et constitue
un moyen d'avertissement d'un dysfonctionnement du transformateur.
Un tel avertissement est intéressant pour un transformateur ne faisant
pas l'objet d'une surveillance locale ou à distance, ce qui est le cas
des transformateurs de petite puissance.
Dans un mode de réalisation, le sac est étanche au gaz.
Dans un mode de réalisation, le sac est rigide en extension. Le
sac peut comprendre une couche d'étanchéité et une couche résistante
à l'extension, par exemple à base de fibres, notamment de fibres
aramides.
Dans un autre mode de réalisation, le sac est souple en
extension.
Dans un mode de réalisation, le sac présente à l'état gonflé une
forme générale parallélépipédique. Le sac peut également présenter à
l'état gonflé une forme à bords arrondis ou encore une forme générale
conique.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une
conduite coudée montée en aval de l'élément de relâchement de
pression. La conduite coudée peut présenter un angle compris entre
45 et 180 , limites comprises, préférablement supérieur ou égal à 90 .
La conduite coudée peut être reliée à une ouverture prévue dans une
paroi supérieure de la cuve, par exemple un couvercle, et permet au
sac au cours du gonflage de s'étendre vers le bas sans subir de pliure
excessive risquant de rendre le gonflage plus difficile, compte tenu du
fait qu'une quantité significative de liquide peut être recueilli dans le
sac, liquide dont la masse tend à faire choir le fond du sac. La


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conduite coudée permet également de limiter les efforts mécaniques
s'exerçant sur la liaison entre le sac et l'élément de relâchement de
pression.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une
conduite flexible montée en amont du sac. La conduite flexible permet
une adaptation de la position du sac à différents types de
transformateurs et d'environnement du transformateur. La conduite
flexible peut être montée entre la conduite coudée et le sac. La
conduite flexible peut présenter une forme annelée pour réduire le
risque d'écrasement. La conduite flexible peut être réalisée dans un
matériau synthétique, par exemple à base de polyéthylène, de
polypropylène, etc.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une
conduite coudée montée en aval de la conduite flexible. Une vanne
peut être montée entre ladite conduite coudée et le sac, de façon
solidaire du sac. Ainsi, la vanne peut être fermée, après gonflement du
sac et avant la séparation du sac d'avec les autres éléments du
dispositif. Un raccord rapide peut être disposé en amont du sac, de
façon solidaire du sac.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un canal
d'introduction de gaz inertes disposé en aval de l'élément de
relâchement de'pression. Après le gonflement et avant l'enlèvement du
sac, on peut ainsi réaliser une chasse avec des gaz inertes permettant
de réduire fortement la proportion de gaz combustibles dans une partie
supérieure de l'élément du transformateur, dans l'élément de
relâchement de pression et d'éventuels éléments intermédiaires.
Dans un mode de réalisation, le sac comprend un orifice
obturable de sortie. Ledit orifice est obturé à l'état initial du sac et à
l'état gonflé et peut être ouvert en vue d'une vidange du sac, après sa
séparation d'avec les autres éléments du dispositif. Le sac peut ainsi
être vidé, par exemple dans un réceptacle prévu à cet effet.
Le dispositif peut comprendre un réservoir disposé entre
l'élément de relâchement de pression et le sac. Le réservoir peut être


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de faible volume. Le réservoir peut être muni d'un moyen de chasse
par gaz inertes.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une
chambre de décompression disposée en aval de l'élément de
relâchement de pression. La chambre de décompression permet de
réduire la pression subie par les éléments situés en aval, d'où la
possibilité de mettre en Ceuvre des éléments de plus faible masse.
Dans un mode de réalisation, la sortie de la cuve est disposée
sur une paroi inférieure de la cuve, le sac étant disposé sous la cuve.
Dans un mode de réalisation, la sortie de la cuve est disposée
sur une paroi supérieure de la cuve, le sac étant disposé au dessus de
la cuve.
Dans un mode de réalisation, le sac est disposé à côté de la
cuve à l'état gonflé.
Dans un mode de réalisation, le sac est disposé à côté de la
cuve à l'état initial.
Dans un mode de réalisation, le sac est au moins en partie
suspendu à un support. Le support peut comprendre une potence fixée
à une paroi verticale ou un anneau fixé à un plafond. Un tel sac offre
une très faible résistance au gonflage.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une
protection anti-crevaison disposée au moins sous le sac. La protection
anti-crevaison peut également être latérale.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une valise
pourvue d'au moins deux coquilles. La valise forme une enveloppe de
protection et de transport pour le sac à l'état plat et un support pour le
sac à l'état gonflé. Les coquilles sont configurées pour se séparer lors
du passage de l'état plat à l'état gonflé. La coquille supérieure peut
former une protection anti-crevaison lors d'un éventuel contact entre
le sac et un plafond ou un obstacle disposé en hauteur. La coquille
inférieure peut former une protection anti-crevaison par rapport au sol.
La valise peut être munie d'un détecteur de séparation des coquilles.
Le détecteur peut être relié à un élément de transmission d'alerte. La


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valise peut être munie d'un verrou électrique de maintien des
coquilles.
Le procédé de prévention contre l'explosion d'un élément de
transformateur électrique, ledit élément étant pourvu d'une cuve
contenant un fluide de refroidissement combustible, comprend les
étapes suivantes.
Une décompression de la cuve est réalisée par un élément de
relâchement de pression disposé sur une sortie de la cuve. Le gonflage
d'un sac disposé en aval de l'élément de relâchement de pression est
réalisé, le sac passant d'un état plat à un état gonflé et assurant un
confinement de fluide passé par l'élément de relâchement de pression.
Selon un autre aspect de l'invention, un dispositif de
prévention contre l'explosion d'un élément de transformateur
électrique, ledit élément étant pourvu d'une cuve contenant un fluide
de refroidissement combustible, comprend un élément de relâchement
de pression disposé sur une sortie de la cuve pour réaliser une
décompression de la cuve et un conteneur muni de deux coquilles et
d'un sac disposé, à l'état initial dans les coquilles. Le sac qui est
disposé en aval de l'élément de relâchement de pression est prévu pour
passer d'un état initial à un état gonflé à partir de la rupture de
l'élément de relâchement de pression, provoquant ainsi la séparation
des coquilles et assurant un confinement du fluide passé par l'élément
de relâchement de pression.
Avantageusement, l'élément de relâchement de pression est
configuré pour se rompre au-delà d'un seuil de pression différentiel
entre une partie amont et une partie aval.
Dans un mode de réalisation, l'élément de transformateur
électrique est un corps de transformateur électrique.
Dans un autre mode de réalisation, l'élément de transformateur
électrique est une traversée.
Dans un autre mode de réalisation, l'élément de transformateur
électrique est un changeur de prise en charge.
Dans un mode de réalisation, l'élément de relâchement de
pression comprend un disque rigide perforé et une membrane


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d'étanchéité. L'élément de relâchement de pression peut également
comprendre un disque fendu. Les disques peuvent être bombés dans le
sens de l'écoulement du fluide. Le disque fendu peut comprendre une
pluralité de pétales séparés les uns des autres par des fentes
sensiblement radiales. Les pétales se raccordent à une partie annulaire
du disque et sont susceptibles de s'appuyer les uns sur les autres par
l'intermédiaire de pattes d'accrochage pour résister à une pression
extérieure à la cuve du transformateur supérieure à la pression
intérieure. Le disque rigide perforé peut être pourvu d'une pluralité de
trous traversants disposés près du centre du disque et à partir duquel
s'étendent des fentes radiales.
La membrane d'étanchéité peut consister en une mince couche
à base de polytétrafluoroéthylène. Le disque fendu peut comprendre
une pluralité de portions capables de s'appuyer les unes sur les autres
lors d'une poussée dans une direction axiale.
Dans un mode de réalisation, l'élément de relâchement de
pression comprend en outre un disque de protection de la membrane
d'étanchéité, le disque comprenant une feuille mince prédécoupée. Le
disque de protection peut être réalisé à partir d'une feuille de
polytétrafluoroéthylène d'épaisseur supérieure à la membrane
d'étanchéité. La prédécoupe peut être en forme de portion de cercle.
Le disque rigide perforé peut comprendre une pluralité de fentes
radiales, distinctes les unes des autres.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une
pluralité d'éléments de relâchement de pression prévus pour être reliés
à une pluralité d'éléments de transformateur. Un seul sac peut ainsi
servir à la prévention contre l'explosion d'une pluralité d'éléments de
transformateur, par exemple une cuve du corps du transformateur, les
traversées et les changeurs de prise en charge du même transformateur
ou d'une pluralité de transformateurs.
Le dispositif peut comprendre un moyen de détection de
rupture, intégré à l'élément de relâchement de pression, d'où une
détection de la pression de la cuve par rapport à un plafond
prédéterminé de relâchement de pression. Le moyen de détection de


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rupture peut comprendre un fil électrique apte à se rompre en même
temps que l'élément de relâchement de pression. Le fil électrique peut
être collé sur, l'élément de relâchement de pression, de préférence du
côté opposé au fluide. Le fil électrique peut être recouvert d'un film
5 de protection.
Le dispositif de prévention est adapté pour la cuve principale
d'un transformateur, pour la cuve du ou des changeurs de prise en
charge et pour la cuve des traversées électriques, cette dernière cuve
étant aussi appelée boîte à huile . Les traversées électriques ont
10 pour rôle d'isoler la cuve principale d'un transformateur des lignes
haute et basse tension auxquelles sont reliés des enroulements du
transformateur par l'intermédiaire de conducteurs de sortie. Un
conducteur de sortie peut être entouré par une boîte à huile contenant
une certaine quantité de fluide d'isolement. Les traversées et/ou boîtes
à huile sont en général indépendantes fluidiquement de la cuve du
transformateur.
Le dispositif de prévention peut être muni d'un moyen de
détection du déclenchement de la cellule d'alimentation du
transformateur et d'un boîtier de commande qui reçoit les signaux
émis par les moyens capteurs du transformateur et qui est capable
d'émettre des signaux de commande.
Grâce à l'invention, on bénéficie d'un dispositif de prévention
de l'explosion d'une cuve d'un élément de transformateur de masse et
d'encombrement faibles tout en étant adaptés aussi bien à des
transformateurs de petite puissance, par exemple sur pylônes, qu'à des
transformateurs de moyenne puissance, par exemple pour
l'alimentation électrique de trains ou encore à des transformateurs de
très grande puissance.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la
description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre
d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés,
sur lesquels :
- les figures 1 à 5, 7 et 8, sont des vues schématiques
de transformateurs équipés de dispositifs de


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prévention contre l'incendie selon différents modes
de réalisation ;
- la figure 6 montre le dispositif de prévention de la
figure 5 en cours de déploiement ;
- la figure 9 est une vue en coupe transversale d'un
élément de rupture ;
- la figure 10 est une vue partielle agrandie de la figure
9;
- la figure 11 est une vue de dessus correspondant à la
figure 9 ; et
- la figure 12 est une vue de dessous correspondant à la
figure 9.
Comme on peut le voir sur la figure 1, le transformateur 1
comprend une cuve 2 reposant sur le sol 3 au moyen de pieds 4 et est
alimenté en énergie électrique par des lignes électriques 5 entourées
par des traversées 6. La cuve 2 comprend un corps 2a et un couvercle
2b.
La cuve 2 est remplie de fluide de refroidissement 7, par
exemple de l'huile diélectrique. Comme illustré dans la demande de
brevet français n 05 06 661, afin de garantir un niveau constant de
fluide de refroidissement 7 dans la cuve 2, le transformateur 1 peut
être muni d'un réservoir d'appoint en communication avec la cuve par
une conduite. La cuve peut être munie d'un clapet automatique qui
obture la conduite dès qu'il détecte un mouvement rapide du fluide.
Ainsi, lors d'une dépressurisation de la cuve 2, la pression dans la
conduite chute brusquement, ce qui provoque un début d'écoulement
de fluide qui est rapidement arrêté par l'obturation du clapet
automatique. On évite ainsi que le fluide 7 contenu dans le réservoir
d'appoint vienne se vidanger.
Le transformateur 1 est disposé dans un réduit en béton 8
comprenant le sol 3 également en béton et des parois verticales
formant ainsi un espace 10 fermé par une dalle 9, par exemple en
béton, dans laquelle est ménagée un trou d'homme 9a. Le


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transformateur 2 est ainsi disposé dans un espace délimité dans lequel
est également installé le dispositif de prévention 11.
Le dispositif de prévention 11 comprend une vanne 12 de type
manuel ou motorisé reliée à un trou ménagé dans le couvercle 2b de la
cuve 2 du transformateur par une courte portion de conduite 13, un
élément de relâchement de pression 14, illustré plus en détail sur les
figures 9 à 12, une vanne 15 disposée en aval de l'élément de
relâchement de pression 14, une conduite 16 rigide, par exemple
réalisée en acier et formant un coude sur un angle sensiblement égal à
180 et se terminant du côté aval par une portion tronconique 16a
convergeante et une bride 16b. La vanne 12 peut, en variante, être
remplacée par une bride. La vanne 15 peut, en variante, être remplacée
par une bride. La conduite coudée 16 forme une chambre de
décompression offrant une perte de charge extrêmement faible aux
fluides traversants et permettant ainsi de réduire très fortement et très
rapidement la pression régnant dans la cuve 2 dès la rupture de
l'élément de relâchement de pression 14. Le dispositif de prévention
11 comprend également une conduite flexible 17 montée en aval de la
conduite coudée 16 avec une bride 17a reliée à la bride 16b et une
bride aval 17b, et un sac gonflable 18 muni d'un orifice relié à la
conduite souple 17 avec liaison par une bride 18a fixée à la bride 17b.
La conduite flexible 17 peut être annelée afin de réduire le
risque d'écrasement et par conséquent d'obturation de ladite conduite
17. La conduite flexible 17 est avantageusement réalisée en matériau
synthétique, par exemple à base de polyéthylène ou de polypropylène,
éventuellement renforcé d'une charge.
Le sac gonflable 18 est représenté sur la figure 1 à l'état initial
non gonflé. Le sac gonflable 18 à l'état initial peut contenir une faible
quantité d'air ou de gaz inerte et est plié de telle sorte à pouvoir subir
un gonflage extrêmement rapide sans risque notable de déchirure ou de
blocage. Le sac gonflable 18 peut comprendre un matériau synthétique,
le cas échéant multicouches avec une couche intérieure étanche aux
gaz, par exemple à l'acétylène et à l'hydrogène, et au moins une
couche extérieure résistante mécaniquement. On peut prévoir une


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première couche extérieure résistante en traction et déterminant ainsi
la forme du sac 18 à l'état gonflé et une deuxième couche extérieure
résistante à la perforation afin de réduire le risque qu'un objet
rencontré par le sac au cours du gonflage ne provoque une perforation.
Le sac gonflable 18 peut être muni d'une vanne de vidange 19
pouvant être raccordée de façon amovible à un réservoir en vue du
dégonflage et de la vidange du sac gonflable 18. Le sac 18 forme un
moyen de confinement de fluide, léger, économique, souple
mécaniquement, adaptable à des situations variées, compact à l'état
initial et polyvalent. En aval de la vanne 19 peut être prévu un tuyau
de vidange 19a, cf figure 2.
De façon optionnelle, illustrée sur la figure 1, le dispositif de
prévention 11 comprend une valise 20 pourvue d'une coquille
supérieure 20a et d'une coquille inférieure 20b disposées l'une sur
l'autre dans la position initiale illustrée sur la figure 1 et susceptibles
de se séparer lors du gonflage du sac gonflable 18 qui s'y trouve
enfermé en position initiale. La valise 20 offre une manipulation aisée
du sac 18 tout en évitant d'éventuels déformations et en réduisant le
risque de perforation ou de pincement accidentels. Bien entendu, la
valise 20 peut être munie de poignées, de roues, d'anneaux ou de
crochets de transport pour faciliter son déplacement et son
positionnement sur le sol 3 à côté du transformateur 2. La coquille
inférieure 20b assure une protection par rapport au sol, notamment
contre la perforation, par exemple par des fers à béton dépassant du
sol 3 ou encore contre élément acéré susceptible d'être présent sur
ledit sol 3. La coquille inférieure 20b assure également une protection
du sac gonflable 18 en cas de présence accidentelle d'eau ou d'un
liquide sur le sol 3. La coquille supérieure 20a qui peut être identique
à la coquille inférieure 20b ou, alternativement, de construction plus
légère, peut être fixée à une partie supérieure du sac pour rester en
contact avec le sac lors du gonflage et offrir ainsi une protection
contre tout élément rencontré au cours du gonflage du sac, par
exemple un frottement voire un raclement contre l'une des parois
latérales du réduit 8.


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Le dispositif de prévention reste en état normal de
fonctionnement du transformateur comme illustré sur la figure 1 avec
le sac 18 à l'état initial. Les vannes 13 et 15 sont ouvertes. L'élément
de relâchement de pression 14 est intact et fermé. Lors de la survenue
d'une pression excédant la pression-seuil de rupture de l'élément de
relâchement de pression 14, à l'intérieur de la cuve 2 du
transformateur 1, l'élément de relâchement de pression 14 se rompt,
offrant ainsi une ouverture au passage du fluide contenu dans la cuve
2. Ledit fluide se répand dans la conduite coudée 16, assurant ainsi
une première dépressurisation de la cuve 2, puis dans la conduite
flexible 17 et dans le sac gonflable 18. Le sac gonflable 18 se remplit
progressivement de fluide pour occuper un volume final à l'état gonflé
considérablement plus important, la hauteur du sac gonflable 18 à
l'état gonflé pouvant être proche de la hauteur totale de l'espace 10.
Le sac gonflable 18 offre ainsi un volume d'expansion considérable à
la cuve 2 du transformateur 1. Ce volume peut être de l'ordre 1 à 2 m3
pour un transformateur de puissance allant de 0,1 à 20 MVA, de 2 à 4
m3 de 10 à 100 MVA et de 4 à 9 m3 de 50 à 1000 MVA.
Lors du gonflage, le fluide entrant dans le sac gonflable 18
comprend une proportion de liquide et de gaz qui dépend du défaut du
transformateur ayant provoqué la génération de gaz et qui n'est par
conséquent pas prédictible. Lorsque la génération de gaz dans la cuve
2 du transformateur 1 cesse, le sac gonflable 18 se retrouve dans un
état plus ou moins gonflé. Il est alors recommandé de laisser le
transformateur 1 dans un état de repos pendant quelques minutes ou
quelques heures permettant ainsi un abaissement et une
homogénéisation des températures. Le dispositif de prévention 11 est
ensuite séparé du transformateur 2, par exemple par fermeture des
vannes 12 et 15 et séparation de leur liaison.
On peut également prévoir une obturation au niveau des brides
17b et 18a, la bride 18a pouvant être munie d'une vanne. Dans ce cas,
il est souhaitable d'obturer au préalable la vanne 13 puis de réaliser
une chasse avec un gaz neutre, par exemple de l'azote, à partir de
l'aval de la vanne 13, par exemple par un tube d'injection 21 qui peut


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être relié à une bouteille d'azote, et/ou par la vanne 56 dans le bas de
la cuve 2, la vanne 56 étant reliée à une conduite 31 munie d'un
raccord rapide 32 en vue d'une connection à une source de gaz inerte.
On chasse ainsi d' éventuels gaz combustibles de la conduite coudée 16
5 et de la conduite flexible 17 et on peut ensuite obturer le sac 18 au
niveau de la bride d'entrée 18a. Le sac 18 à l'état gonflé peut alors
être emmené à distance du transformateur et à l'air libre et ce de façon
rapide et aisée. Une fois à l'air libre, il est possible de provoquer un
relâchement des -gaz présents dans le sac et qui ne risquent plus
10 d'intoxiquer les opérateurs et de récupérer la phase liquide en vue
d'un recyclage ou d'une destruction dans une installation appropriée.
Alternativement, il est également possible de détruire ou de recycler
les gaz présents dans le sac gonflable 18.
Le mode de réalisation illustré sur la figure 2 se rapproche de
15 celui illustré sur la figure 1 à ceci près que la conduite coudée 16 est
dépourvue de convergent. Le sac 18 est fixé sur l'orifice aval de la
conduite coudée 16 et est prévu pour se déployer vers le bas lors du
gonflage. En traits fins, ont été illustrés trois positions successives de
gonflage du sac 18 référencées respectivement 181, 182 et 183. Le sac
gonflable 18 dans son état final 183 repose sur le sol 3. En cas de
présence de liquide dans le sac 18, la masse du liquide repose sur le
sol 3 et non sur la liaison, par exemple une bride, entre le sac 18 et la
conduite coudée 16. On évite ainsi que des efforts mécaniques
importants ne s'exercent sur la conduite coudée 16, d'où un allégement
des pièces mécaniques par lesquellés un tel effort se serait transmis.
Bien entendu, la forme du sac dans les états successifs 181, 182
et 183 est donnée ici à titre d'exemple. En cas de défaut de faible
puissance, le volume de fluide présent dans le sac gonflable peut être
relativement faible et le gonfla:ge peut s'arrêter dans l'état
intermédiaire 181. A volume de fluide égal, une forte proportion de
liqu'ide dans le fluide aura tendance à faire tomber le fond du sac vers
le sol. Un défaut de forte puissance mais se produisant dans une partie
supérieure de la cuve du transformateur aura tendance à générer un
fort volume de fluide à faible proportion de liquide d'où un fort


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gonflement du sac 18 avec une forme qui pourra s'avérer bien
différente de l'état 183.
Le mode de réalisation illustré sur la figure 3 se rapproche de
celui illustré sur la figure 2 à ceci près que la conduite coudée 16
présente un angle de l'ordre de 90 . Le sac 18 est relié à l'orifice de
sortie de la conduite coudée 16, ledit orifice de sortie présente un axe
sensiblement horizontal ou légèrement incliné vers le bas. Lors du
gonflage, le sac gonflable 18, commence à s'allonger selon l'axe de
l'orifice de sortie puis, à se déformer vers le bas sous l'effet de la
masse du liquide présente dans ledit sac.
Le mode de réalisation illustré sur la figure 4 se rapproche de
celui illustré sur la figure 1 à ceci près que l'extrémité inférieure de la
conduite flexible 17 est reliée à l'orifice d'entrée d'une conduite 22.
La conduite 22 peut être rigide, par exemple réalisée en acier, et
coudée de sorte que son orifice de sortie soit dirigé vers le haut. La
conduite 22 peut reposer sur le sol 3 par l'intermédiaire d'un support
23. Le sac 18 est monté sur l'orifice de sortie de la conduite 22. Des
brides 24 et 25 solidaires respectivement de la conduite 22 et du sol 18
peuvent être prévues à cet effet. Une vanne 26 peut également être
disposée entre les brides 24 et 25. L'extrémité du sac opposée à la
bride 25 est accrochée en hauteur, par un support 27, par exemple une
potence scellée dans la paroi verticale du réduit 8. Cette variante
s'avère intéressante dans le cas où le couvercle 9 doit être enlevé pour
accéder au transformateur 1. Dans le cas où l'accès peut s'effectuer
latéralement, le support 27 peut être scellé dans le couvercle 9. Le sac
18 peut être muni d'une pièce d'accrochage 28, par exemple un anneau
sur le support 27. Le sac 18 est représenté sur la figure 3 dans un état
gonflé. A l'état initial, le sac 18 est allongé entre son extrémité
d'entrée formée par la bride 25 et la pièce d'accrochage 28. Le
gonflage du sac 18 est alors particulièrement aisé et provoque une
perte de charge encore plus faible que dans les modés de réalisation
précédents. En outre, le sac 18 est bien maintenu par ses deux
extrémités et la forme qu'il prend au gonflage est mieux maîtrisée. Ce
mode de réalisation s'avère particulièrement intéressant dans le cas où


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le sac doit être disposé à proximité d'équipements fragiles ne devant
pas être gênés par le gonflage du sac 18.
Le mode de réalisation illustré sur la figure 5, se rapproche de
celui illustré sur la figure 2, à ceci près que le dispositif de prévention
est dépourvu de conduite coudée. En aval de la bride 15 est disposée
une courte portion de conduite droite 29. Autour de la conduite droite
29 est monté un panier 30 permettant de supporter le sac 18. Le panier
30 présente un fond annulaire disposé autour de la conduite 29
légèrement en aval et au dessus du canal 21 d'injection de gaz inerte.
Le panier 30 présente une extrémité supérieure s'étendant au-delà de
la conduite 29 et légèrement courbée pour diriger l'expansion du sac
18 lors du gonflage, hors de la paroi supérieure 2b du transformateur 2
et à l'opposé des traversées 6.
Le sac gonflable 18 est représenté sur la figure 5 à l'état replié
et comprend une extrémité fixée sur l'extrémité libre de la conduite 29
et l'extrémité opposée installée dans la conduite 29 à proximité de la
bride 15. Le sac gonflable 18, à l'état initial, présente de nombreux
replis disposés dans l'espace existant entre la conduite 29 et le panier
30. Lors du gonflage, après la rupture de l'élément de relâchement de
pression 14, l'extrémité du sac 18 est chassée de l'intérieur de la
conduite 29, puis poussée en dehors du panier 30, ce qui provoque le
dépliage progressif des plis du sac 18 installés dans l'espace annulaire
du panier 30 à l'extérieur de la conduite 29. En raison de l'inclinaison
de l'extrémité supérieure du panier 30, le déploiement du sac 18 au
gonflage est orienté en dehors de la surface supérieure du
transformateur de telle sorte que le sac gonflable 18, puisse reposer
sur le sol, à l'état gonflé, à côté du transformateur 1.
En outre, la cuve 2 du transformateur 1 est munie d'une
conduite 31 d'injection d'un gaz inerte débouchant dans le bas de la
cuve 2 et munie à son extrémité opposée d'un raccord rapide en vue
d'une connexion avec une bouteille de gaz inerte 33, par exemple de
l'azote, également pourvu d'un raccord rapide 34 complémentaire.
Le mode de réalisation illustré sur la figure 6 se rapproche du
précédent à ceci près que le sac 18 est fixé à la conduite 29 à


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proximité immédiate du fond du panier 30 et non à l'extrémité libre de
la conduite 29 comme précédemment. Le sac gonflable 18 est
représenté au cours du gonflage. L'on observe que le vôlume principal
du sac 18 est déjà en dehors de la verticale du transformateur 1.
Le mode de réalisation illustré sur la figure 7 se rapproche de
celui illustré sur les figures 5 et 6, à ceci près que le transformateur 1
repose sur un support 35, par exemple un pylône 36 fixé dans le sol et
une potence 37 en porte-à-faux par rapport au pylône 36. Le
transformateur. 1 se trouve donc disposé en hauteur par rapport au sol,
en général à une hauteur comprise entre 3 et 10 mètres. L'élément de
relâchement de pression 14 est installé dans un trou ménagé dans le
fond 2c de la cuve 2 du transformateur 1 selon un axe dirigé vers le
bas. La pression de rupture de l'élément de relâchement de pression 14
est calibrée pour tenir compte de la pression exercée par le fluide
présent dans la cuve. Le sac gonflable 18 est disposé en aval à très
faible distance de l'élément de relâchement de pression 14 et est prévu
pour un gonflage avec développement vers le bas.
Ce mode de réalisation présente l'avantage d'un coût de mise
en oeuvre extrêmement faible et d'un gonflement du sac gonflable 18
visible de l'extérieur, d'où un contrôle visuel particulièrement simple.
Le sac gonflable 18 assure une double fonction de recueil du fluide
présent dans la cuve 2 en cas de pression excessive, due à un défaut
électrique en général, et de signalisation d'un tel défaut. La résistance
mécanique des parois du sac 18 est également prévue plus élevée que
dans les autres modes de réalisation dans la mesure où le sac 18 se
remplira en grande partie de liquide quand il devra supporter la masse
par sa fixation à la cuve 2.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 8, le
transformateur 2 est équipé en outre de détecteurs d'incendie 40 à titre
de sécurité supplémentaire et d'une vanne de relâchement de pression
41 assurant également une décompression supplémentaire, notamment
pour des défauts de faible puissance et en cas de dilatation. L'élément
de relâchement de pression 14 est disposé sur une conduite 12 d'axe


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sensiblement horizontal et monté sur une paroi verticale du
transformateur à proximité de son extrémité supérieure.
Une chambre de décompression 42 est montée en aval du
disque de rupture 14 à une très faible distance et présente un fort
diamètre intérieur pour offrir une perte de charge particulièrement
faible et permettre une diminution rapide de la pression dans la cuve 2
du transformateur 1. La chambre de dépressurisation 42 présente un
diamètre supérieur à celui de l'élément de relâchement de pression 14.
Un réservoir de recueil 43 de grand volume, par exemple compris entre
1 et 16 m3, est relié à l'aval de la chambre de dépressurisation 42 par
une conduite 44 de diamètre inférieur à celui de la chambre de
dépressurisation 42. Le réservoir 43 est de type rigide, par exemple en
tôle, et peut être muni d'une vanne de relâchement de pression 45,
analogue à la vanne de relâchement de pression 41.
Comme dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, la
cuve 2 du transformateur 1 est reliée à une bouteille de gaz inerte 33
par une conduite fixe 31 munie d'une vanne 32, de type manuel ou
motorisé. La vanne 32 peut être manuelle, la demanderesse s'étant
aperçue que l'injection d'azote peut être effectuée longtemps après le
déclenchement de l'élément de pression 14 dans le but d'effectuer une
chasse des gaz, tels que l'hydrogène ou l'acétylène autoinflammables
en présence de l'oxygène de l'air. L'ouverture de la vanne 32 pour une
chasse aux gaz inertes dans la cuve 2 du transformateur 1 peut être
effectuée plusieurs heures voire plusieurs jours, après le
déclenchement de l'élément de rupture 14. Un autre avantage réside
dans le fait que la température du transformateur et des fluides est
alors retombée sensiblement à la température ambiante, d'où une
réduction des risques d'inflammation en cas de contact accidentel avec
l'air ambiant et une réduction des risques de brûlure pour les
opérateurs. Le dispositif de prévention 11 comprend une autre
bouteille de gaz inerte 46 reliée par une conduite 47 au réservoir 43
pour permettre une chasse des gaz combustibles présents dans le
réservoir 43.


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En aval du réservoir 43 est prévue une conduite 48 munie d'une
vanne 49, manuelle ou motorisée, d'un manomètre 50 et débouchant
par l'intermédiaire de connecteurs rapides 51 dans un sac gonflable 18
du même type que celui illustré sur la figure 1.
5 Lors du déclenchement de l'élément de relâchement de pression
14, suite à un défaut électrique dans le transformateur 1, la pression
dans la cuve 2 diminue. Un jet de gaz et/ou de liquide traverse
l'élément de relâchement de pression 14 et se répand dans la chambre
de dépressurisation 42, puis s'écoule dans la conduite 44 vers le
10 réservoir de recueil 43. En état normal de fonctionnement, la vanne 52
est ouverte.
Après le déclenchement de l'élément de relâchement de
pression 14, on effectue une chasse par injection de gaz inerte dans le
bas de la cuve 2 du transformateur 1. Les gaz résultant de la
15 décomposition de l'huile diélectrique et stagnant dans la cuve 2 sont
alors évacués vers le réservoir de recueil 43. On peut effectuer une
chasse par les gaz inertes tout en ouvrant la vanne 49. Les gaz
combustibles présents dans le réservoir de recueil 43 sont alors
chassés par la conduite 48 et récupérés dans le sac gonflable 18 qui
20 passe alors d'un état initial non gonflé à un état final gonflé. Dès
qu'une pression maximale prédéterminée a été atteinte, visible sur le
manomètre 50, on peut interrompre la chasse aux gaz et fermer la
vanne 49. Un opérateur peut alors séparer le connecteur rapide 51, par
exemple de type auto-obturant, et emporter à distance le sac gonflable
18 à l'état gonflé. La conduite 48 étant reliée à une extrémité
supérieure du réservoir de recueil 43, le fluide passant par la conduite
48 est essentiellement composé de gaz. La masse du sac gonflable 18 à
l'état gonflé est donc proche de celle du même sac 18 à l'état initial.
Un ou deux opérateurs peuvent donc aisément déplacer le sac 18 à
l'état gonflé, et par exemple l'emmener à l'air libre pour le purger de
ses gaz et lui donner à nouveau son état initial pour, si nécessaire,
recommencer l'opération de purge et purger complètement le réservoir
de recueil 43.


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On peut ainsi purger des gaz potentiellement dangereux, un
transformateur et un réservoir de recueil disposés dans des lieux peu
accessibles, notamment souterrains, au moyen d'un sac gonflable 18 de
faible masse pouvant être transporté manuellement par un ou deux
opérateurs ou encore à la brouette ou par tout moyen de manutention
léger, peu encombrant et de faible coût. D'éventuels liquides présents
dans le réservoir de recueil 43 peuvent être purgés par transfert vers
un réservoir mobile par une vanne de fond non représentée.
Les détecteurs de - feu 40 peuvent également provoquer
l'injection d'azote en cas d'incendie.
Bien entendu, le dispositif de prévention est également adapté
pour la mise, en sécurité d'une traversée 6 contenant de l'huile
diélectrique, par exemple au moyen de la conduite 53 en traits fins sur
la figure 2, munie également d'un élément de relâchement de pression
14 et débouchant dans la conduite coudée 16. Un changeur de prise en
charge 54 faisant partie du transformateur 1, peut également être muni
d'un dispositif de prévention par une conduite 55, en traits fins sur la
figure 2, également équipé d'un élément de relâchement de pression.
Comme on peut le voir sur les figures 9 à 12, l'élément de
rupture 14 est de forme circulaire bombée convexe et est prévu pour
être monté sur un orifice de sortie, non représenté, d'une cuve 2
maintenue serrée entre deux brides 63, 64 en forme de disques.
L'élément de relâchement 14 comprend une partie de retenue 65 sous
la forme d'un voile métallique de faible épaisseur, par exemple en
acier inoxydable, en aluminium, ou en alliage d'aluminium.
L'épaisseur de la partie de retenue 65 peut être comprise entre 0,05 et
0,25 mm.
La partie de retenue 65 est pourvue de stries radiales 66 la
divisant en plusieurs portions. Les stries radiales 66 sont formées en
creux dans l'épaisseur de la partie de retenue 65 de façon qu'une
rupture se fasse par déchirement de la partie de retenue 65 en son
centre et ce sans fragmentation pour éviter que des fragments de
l'élément de relâchement 14 ne soient arrachés et déplacés par le fluide


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traversant l'élément de relâchement 14 et risquent de détériorer une
conduite située à l'aval.
La partie de retenue 65 est pourvue de trous traversants 67 de
très faible diamètre répartis un par strie 66 à proximité du centre.
Autrement dit, plusieurs trous 67 sont disposés en hexagone. Les trous
67 forment des amorces de déchirure de résistance faible et
garantissent que la déchirure commence au centre de la partie de
retenue 65. La formation d'au moins un trou 67 par strie 66 assure que
les stries 66 se sépareront simultanément en offrant la section de
passage la plus forte possible. En variante, on pourrait envisager un
nombre de stries 66 différent de six, et/ou plusieurs trous 67 par strie
66. Le revêtement d'étanchéité 80 est capable d'obturer les trous 67.
La pression d'éclatement de l'élément de relâchement 14 est,
déterminée, notamment, par le diamètre et la position des trous 67, la
profondeur des stries 66, l'épaisseur et la composition du matériau
formant la partie de retenue 65. De préférence, les stries 66 sont
formées sur toute l'épaisseur de la partie de retenue 65. Le reste de la
partie de retenue 65 peut présenter une épaisseur constante.
Deux stries 66 adjacentes forment un triangle 69 qui lors de la
rupture va se séparer des triangles voisins par déchirure de la matière
entre les trous 67 et se déformer vers l'aval par pliage. Les triangles
69 se plient sans déchirure pour éviter l'arrachement des dits triangles
69 susceptibles de détériorer une conduite aval ou de gêner
l'écoulement dans la conduite aval augmentant ainsi la perte de charge
et ralentissant la dépressurisation côté amont. Le nombre de stries 66
dépend également du diamètre de l'élément de retenue 14.
La bride 64 disposée à l'aval de la bride 63 est percée d'un trou
radial dans lequel est disposé un tube de protection 71. Le détecteur de
rupture comporte un fil électrique 72 fixé sur la partie de retenue 65
du côté aval et disposé en boucle. Le fil électrique 72 se prolonge dans
le tube de protection 71 jusqu'à un boîtier de connexion 73. Le fil
électrique 72 s'étend sur la quasi totalité du diamètre de l'élément de
retenue 14, avec une portion de fil 72a disposée d'un côté d'une strie
66 parallèlement à ladite strie 66 et l'autre portion de fil 72b disposée


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23 =

radialement de l'autre côté de la même strie 66 parallèlement à ladite
strie 66. La distance entre les deux portions de fil 72a, 72b est faible.
Cette distance peut être inférieure à la distance maximale séparant
deux trous 67 de telle sorte que le fil 72 passe entre les trous 67.
Le fil électrique 72 est recouvert par un film de protection qui
sert à la fois à éviter sa corrosion et à le coller sur la face aval de la
partie de retenue 65. La composition de ce film sera aussi choisie pour
éviter de modifier la pression de rupture de l'élément de rupture 14. Le
film pourra être réalisé en polyamide fragilisée. L'éclateinent de
l'élément de rupture entraîne nécessairement la coupure du fil
électrique 72. Cette coupure peut être détectée de façon extrêmement
simple et fiable par interruption de la circulation d'un courant passant
par le fil 72 ou encore par écart de tension entre les deux extrémités
du fil 72.
L'élément de rupture 14 comprend également une partie de
renforcement 74 disposée entre les brides 63 et 64 sous la forme d'un
voile métallique, par exemple en acier inoxydable, en aluminium, ou
en alliage d'aluminium. L'épaisseur de la partie de renforcement 74
peut être comprise entre 0,2 et 1 mm.
La partie de renforcement 74 comprend une pluralité de
pétales, par exemple cinq, séparées par des stries radiales 75 formées
sur toute leur épaisseur. Les pétales se raccordent à un bord extérieur
annulaire, une strie 76 en arc de cercle étant formée sur toute
l'épaisseur de chaque pétale sauf à proximité des pétales voisins,
conférant ainsi aux pétales une capacité à se déformer axialement.
L'un des pétales est relié à un polygone central 77, par exemple par
soudure. Le polygone 77 ferme le centre des pétales et vient s'appuyer
sur des crochets 78 fixés sur les autres pétales et décalés axialement
par rapport aux pétales de façon que le polygone 77 soit disposé
axialement entre les pétales et les crochets 78 correspondants. Le
polygone 77 peut venir en contact avec le fond des crochets 78 pour
s'y appuyer axialement. La partie de renforcement 74 offre une bonne
résistance axiale dans un sens et une très faible résistance axiale dans
l'autre sens, le sens de l'éclatement de l'élément de rupture 14. La


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partie de renforcement 74 est particulièrement utile lorsque la pression
dans la cuve 2 du transformateur 1 est inférieure à celle de la chambre
de dépressurisation 16 ce qui peut se produire si un vide partiel est fait
dans la cuve 2 pour le remplissage du transformateur 1.
Entre la partie de retenue 65 et la partie de renforcement 74,
peuvent être disposés une partie d'étanchéité 79 comprenant un film
mince 80 de matériau synthétique étanche par exemple à base de
polytétrafluoroéthylène entouré sur chaque face par un film épais 81
de matériau synthétique prédécoupé évitant une perforation du film
mince 80 par la partie de retenue 65 et la partie de renforcement 74.
Chaque film épais 81 peut comprendre un matériau synthétique par
exemple à base de polytétrafluoroéthylène d'épaisseur de l'ordre de 0,1
à 0,3 mm. La prédécoupe des films épais 81 peut être effectuée selon
un arc de cercle d'environ 330 . Le film mince 80 peut présenter une
épaisseur de l'ordre de 0,005 à 0,1 mm.
L'élément de rupture 14 offre une bonne résistance à la
pression dans un sens, une résistance calibrée à la pression dans l'autre
sens, une excellente étanchéité et une faible inertie à l'éclatement.
Pour améliorer l'étanchéité, l'élément de rupture 14 peut
comprendre une rondelle 82 disposée entre la bride 63 et la partie de
retenue 65 et une rondelle 83 disposée entre la bride 64 et la partie de
renforcement 74. Les rondelles 82 et 83 peuvent être réalisées à base
de polytétrafluoroéthylène.
En outre, un moyen de refroidissement des fluides dans le
dispositif de prévention peut être prévu. Le moyen de refroidissement
peut comprendre des ailettes sur la conduite 17 et /ou le réservoir 18,
un groupe de climatisation du réservoir 18, et/ou une réserve de gaz
liquéfié, par exemple de l'azote, dont la détente est susceptible de
refroidir le réservoir 18.
Le système de protection est particulièrement bien adapté à des
transformateurs disposés dans des lieux confinés, mine souterraine,
tunnel, sous-sol de construction, sous-sol de rue ou de route, etc. Le
système de protection présente un encombrement extrêmement faible à
l'état normal de fonctionnement et, après un déclenchement, peut être


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remis aisément en état de fonctionnement par enlèvement du sac
gonflable dont le transport est facile.
Une unité de commande reliée aux capteurs de l'élément de
relâchement de pression peut également être reliée à des capteurs
5 accessoires, tels que détecteur d'incendie, capteurs de vapeur
(Buchholz) et aux capteurs de déclenchement de la cellule
d'alimentation pour déclencher une extinction d'incendie en cas de
défaillance du système de prévention d'explosion.
Grâce à l'invention, on bénéficie d'une prévention contre
10 l'explosion d'un élément de transformateur, notamment cuve,
traversée, changeur de prise en charge, etc., qui peut être monté sur un
transformateur existant en nécessitant peu de modifications, qui
détecte les ruptures d'isolation de façon extrêmement rapide et agit
quasi simultanément pour limiter les conséquences qui peuvent en
15 résulter, et en particulier dans des lieux confinés. On évite ainsi les
explosions des capacités d'huile et les incendies ravageurs qui peuvent
en résulter. Les dégâts liés aux courts-circuits sont notablement
réduits et la pollution peut être quasi totalement évitée. Une explosion
de transformateur pouvant s'avérer catastrophique lorsqu'elle a lieu
20 dans un lieu confiné, la présence d'un système de prévention conçu
pour des lieux confinés s'avère extrêmement bénéfique.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Title Date
Forecasted Issue Date Unavailable
(86) PCT Filing Date 2006-10-27
(87) PCT Publication Date 2008-05-02
(85) National Entry 2009-03-30
Examination Requested 2011-03-28
Dead Application 2014-10-28

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2013-10-28 FAILURE TO PAY APPLICATION MAINTENANCE FEE
2014-04-02 R30(2) - Failure to Respond

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $200.00 2009-03-30
Maintenance Fee - Application - New Act 2 2008-10-27 $50.00 2009-03-30
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2009-10-27 $50.00 2009-09-23
Registration of a document - section 124 $100.00 2009-11-09
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2010-10-27 $50.00 2010-09-22
Request for Examination $400.00 2011-03-28
Maintenance Fee - Application - New Act 5 2011-10-27 $100.00 2011-10-06
Maintenance Fee - Application - New Act 6 2012-10-29 $100.00 2012-09-24
Owners on Record

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Past Owners on Record
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Cover Page 2009-07-27 1 50
Abstract 2009-03-30 2 75
Claims 2009-03-30 2 92
Drawings 2009-03-30 10 301
Description 2009-03-30 25 1,357
Representative Drawing 2009-06-17 1 20
Drawings 2011-06-01 10 291
Correspondence 2009-11-09 2 77
Correspondence 2011-04-13 1 83
Correspondence 2010-01-08 1 16
PCT 2010-07-27 1 51
PCT 2010-07-27 1 49
Correspondence 2009-06-16 1 23
PCT 2009-03-30 4 188
Assignment 2009-03-30 5 131
Fees 2009-09-23 1 56
Assignment 2009-11-09 3 86
Correspondence 2010-08-10 1 46
Fees 2010-09-22 1 58
Prosecution-Amendment 2011-03-28 2 60
Prosecution-Amendment 2011-06-01 4 135
Fees 2011-10-06 1 57
Fees 2012-09-24 1 61
Prosecution-Amendment 2013-10-02 2 79