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OSTE ELECTRIQUE DE TRANSFORMATION, BLINDE ET AUTOMATIQUE
La présente demande de brevet concerne l'in- m-tion d'un appareil blindé complet.formant poste de transformation de l'énergie électrique à haute tension en énergie à moyenne et basse tension, basé sur un principe nouveau et du type automatique tant à l'enclenchement qu'au déclenchement.
L'appareil comporte une cuve fermée à huile, en forte tole d'acier, contenant un raccordement à haute tension par cable armé, un interrupteur tripolaire automatique à haute tension, un trans- formateur statique et les départs à moyenne ou basse tension.
L'interrupteur tripolaire est à déclenchement et enclenche- ment automatiques par des relais thermiques soumis à l'action de la température de l'huile: Quand cette huile atteint une température jugée dangereuse, et réglée d'avance, les relais fonctionnent et font déclencher le disjoncteur; quand l'huile se refroidit et at- teint une valeur jugée convenable, les mêmes relais font réenclen- cher le disjoncteur et remettre le poste en service.
Si un défaut ou court-circuit se déclare à l'intérieur de l'appareil, le disjoncteur se déclenche et ne réenclenche plus.
L'appareil est conçu de telle façon à pouvoir se raccorder ' sur tous les réseaux, peu importe la puissance de court-circuit de ' ce réseau, des résistances largement dimensionnées limitant la va- ' leur du court-circuit nettement en dessous du pouvoir de coupure du disjoncteur
L'appareil est complèté par un dispositif facile de règlage de la tension à 5 % et d'un conservateur d'huile.
Le poste de transformation est du type complètement blindé et un système rend le démontage impossible sans outils spéciaux ; cela permet l'installation de ce poste tant à l'extérieur qu'a l'in- térieur sans aucune protection supplémentaire telle que grillages./µ
Les principaux avantages de ce poste sont:
1)- Utilisation maximum du transformateur par suite de l'emploi des relais soumis uniquement à l'action directe de la température de l'huile et non par échauffement du à la circulation du courant comme dans tous les autres appareils. La puissance d'un transforma- teur est limitée par la température de son huile, Bette température
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est fonction de la température ambiante et de l'échauffement du transformateur.
La température totale est limitée par les règlement à 90 C. dont 40 sont prévus pour l'ambiance et 50 pour l'échauffement. Les appareils automatiques actuels de protection des transformateurs sont prévus avec des relais thermiques ou électro-magnétiques faisant déclencher les disjoncteurs dès que le courant normal est légèrement dépassé: Rien ne prouve cependant qu'a ce moment la température de l'huile du transformateur à protéger a dépassée 90 , et si cette valeur n'est pas atteinte il est inutile de déclencher l'appareil en provoquant des perturbations chez le consommateur et le fournisseur de courant. Le dispositif du présent dépôt de brevet obvie à ces inconvénients et ne coupe le courant que quand la température de l'huile a atteint réellement une valeur dangereuse pour la bonne conservation du transformateur.
Il à en plus l'avantage de permettre l'utilisation, sans danger, du transformateur largement au delà de la puissance normale ( en hiver et le soir par exemple) pour autant que la température ne dépasse pas la limite de réglage de la température.
2. - Enclenchement automatique quand la température est revenue a une valeur acceptable et règlable dàavance, ce qui permet d'instal ler le poste en des endroits peu accepsibles et sans avoir recours à du personnel pour aller réenclencher l'appareil 3.- Installation du poste sur des réseaux de toutes puissances de court-circuit sans avoir à s'inquiéter du pouvoir de coupure du disjoncteur, par le fait d'un dispositif limitant la valeur du court-circuit nettement en dessous du pouvoir de rupture du disj.
4. - Faible encombrement, l'ensemble du poste de transformation, depuis l'arrivée haute tension jusqu'aux départs basse tension, se trouvant dans une seule cuve en forte tole.
5. - Installation facile, le poste de transformation n'ayant aucune partie accessible ni à haute tension ni à basse tension et ,:tant indémontable sans outils spéciaux.
La puissance normale de ce poste(suivant le transformateur a y prévoir) étant de l'ordre de 5 à 30 KW. environ, ce poste est particulièrement indiqué pour installation : a) - A la campagne pour l'électrification des villages, des h
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hameaux peu accessibles, groupes de maisons, fermes isolées, etc. b) - En ville pour alimenter directement en haute tension des grands magasins, hotels, cinémas, théatres etc. et ou le poste de transformation doit souvent trouver place dans des endroits restreints en sous-sols. c) - Dans des puissantes sous-stations pour assurer les service; d'éclairage et de petite force-motrice, ces services devant avoir actuellement des cellules avec de l'appareillage aussi puissant que les autres départs importants de la sous-station. d) - Dans la petite industrie, les postes de pompage, etc.
6. - Economie du système, un poste trouvant entièrement place dans une seule'cuve revenant plus économique qu'un autre poste tout en augmentant la sécurité du système.
Les plans N 1,2,3,4 et 5 ci-annexéx à titre d'exemple, permettent de se rendre compte de la construction et du fonctionnement:
La cuve(1) est construite en forte tole d'acier et fermée par un couvercle(2) en tole d'acier fixé à la cuve au moyen de goujons spéciaux(3)(voir plan N 5).
- La chambre de manoeuvre(5), fermée par un couvercle(6) fixé par les mêmes goujons(3) renferme les commandes à main de l'appareil, savoir : (7) Déclenchement à main- Quand la tringle est dans sa position supérieure, le disjoncteur est déclenché et ne sait s'enclencher.
(8)ARMEMENT DE L'ENCLENCHEMENT- Quand la tringle est vers le haut le dispositif de l'enclenchement est pret a fonctionner.
(9) REGLAGE DU DECLENCHEMENT- Un écrou moleté permet de remonter ou' de descendre la tige de déclenchement de l'équipage mobile et règ- le/ ainsi le déclenchement automatique pour une température donnée, renseignée sur un cadran.
(10)REGLAGE DE L'ENCLENCHEMENT- Un écrou moleté comme ci-dessus permet d'agir de la même façon sur la tige d'enclenchement pour le réglage.de l'enclenchement automatique.
(11)REGLAGE DE LA TENSION- Cette tringle permet de prendre trois positions correspondant à des prises sur la haute tension du transformateur et règler la tension à + 5%, normal ou -5%. Un ver- rouillage mécanique .empêche le changement de position de ce
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réglage quand le disjoncteur n'est pas déclenché à. la main.
- La boite à câble haute tension(12) est fixée aussi par des goujons apéciaux(3). Elle estprévue pour fixation par le haut ou par le bas. Vers le haut quand le raccordement se fait à une ligne aérienne, le poste étant placé au pied d'un poteau; le câble se raccorde directement sur la ligne sans sectionneurs aériens, desex cend directementdans la boite à câble et est protégé par un tuyau.
Vers le bas quand le raccordement se fait sur un réseau souterrain.
- La borne à basse tension(14) est innaccessible aux étran- gers du service. Les dimensions de cette borne sont variable sui- vant l'appareillage a y prévoir. L'accès se fait par une porte à charnières et fermée par un ou plusieurs goujons (3).
- Les résistances ohmiques(15) largement dimensionnées pour résister aux court-circuits, limitent ce courant et protègent en même temps le transformateur contre les ondes à front raide. Les résistances sont montées sur couteaux et mâchoires; elles sont reliées rigidement par un tube en papier backelite et l'ensemble peut pivoter dans les mâchoires inférieures; elles peuvent de cette façon faire office de sectionneur quand on doit procéder des re- visions ou nettoyages intérieurs du poste.
A cette effet il suffit de faire pivoter les résistances, faire glisser dans les glissière (16) un séparateur fermé(17) en backelite autour des 3 bornes d'arrivée; le restant est ainsi à l'abri de tout contact accidentel et on peut y travailler sans danger, même si la. tension ne peut être coupée sur l'arrivée pour une cause quelconque.
- L'ensemble de l'interrupteur tripolaire et son mécanisme sont montés sur deux plaques en tôle(13) permettant un montage facile ainsi qu'un réglage à l'atelier avant la mise en cuve(plan3)
Il se compose en ordreprincipal: a) - La partie électrique qui n'a rien de spécial.
Le seul isolant utilise pour supporter les partiessôus tension étant des tubes et plaques en papier backelite et les distances entre phases et entre phases et terre étant grandes, la sécurité est maximum et le danger de défauts intérieurs est minime. b)- 2 Relais thermiques(19) assurant l'enclenchement et le dé- clenchement automatiques; ce sont des bilames, existant normalement
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dans le commerce, constituées par deux lames de métaux différents juxtaposées par soudure sur toute leur surface et ayant des coéf- ficients de dilatation différents ; variation de température provoque une modification de la courbure de la bilame.
Ces relais sont plongés aux endroits les plus chauds de l'huile à la sortie du transformateur ; l'huile donne aux bilames des courbures en fonc- tion de la température et c'est cette courbure qui donne le mouve- ment à l'équipage mobile du disjoncteur. c)- Trois relais thermiques (20) court-circuit. Ces relais se' composent des mêmes bilames que ci-dessus mais parcourut par le cou- 'rant à haute tension; la courbure de ces bilames donne le mouvement au mécanisme de blocage du disjoncteur;le courant normal n'a guére d'influence sur ces relais; ce n'est qu'en cas de court-circuit intérieur qu'ils font mouvoir le mécanisme.
Les bilames sont isolés calo- rifiquement de l'huile par une couche de toile pour empècher que l'huile ne vienne les refroidir. d)- La bobine .d'armement(21 ) du dispositif de 1'enclenchement. Des contacts électriques disposés judicieusement sur les tige et clique d'enclenchement lancent le courant dans la bobine, qui par l'attrac . tion de son noyau, arme le dispositif d'enclenchement; une fois le' cliquet d'armement engagé, celui-ci coupe le courant de la bobine qui ne reste donc sous courant que le temps nécessaire à 1'armement
Le plan N 4 donne par ses croquis le fonctionnement:
I. - Disposition normale, l'appareil est enclenché, le disjoncteur est retenu par la serrure (24) et le cliquet (25); serrure étant solidaire de l'arbre du disjoncteur.
Un ressort tend à faire dé- clencher le disjoncteur et le cliquet(25) l'en empèche.
II.- L'huile prenant une température dangereuse, les relais ther- miques (19) se courbent, font descendre l'équipage mobile (26), la tige de déclenchement pousse sur le cliquet(25) qui dégage la serrm rure et le ressort fait déclencher le disjoncteur.
IIBis - Ce croquis montre la même situation que le II mais au point de vue du dispositif d'enclenchement, il montre que l'enclen- chementest armé et pret a entrer en action.
III. - Le poste étant coupé, l'huile se refroidit, les,relais
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thermiques se courbent moins et permettent au ressort (27) defaire' remonter l'équipage mobile au point de dégager le cliquet(22), la serrure d'enclenchement(25) est rappelé vers le bas par le ressort (28) entrainant par la butée(29) la serrure (24) de l'arbi du disjoncteur, le cliquet(25) bloque la serrure et le disjoncteur reste enclenché.
IV et IVbis.- Le poste étant en service et l'huile chauffant fait courber légèrement les relais thermiques mais suffisamment pour libérer le cliquet(22) par la descente de l'équipage mobile qui donne en même temps le contact à la bobine de réarmement et met le dispositif d'enclenchement en état de reservir. Le IV montre le système quelques instants avantle réarmement, le IVbis , après, le courant de la bobine étant coupé.
V. - Ce croquis montre le déclencheur de court-circuit dans sa posi- tion normale, c'est-à-dire.le relais ne se courbant presque pas et laissant le mécanisme sans action.
VI.- Un défaut intérieur a fait monter le courant fortement, les relais(20) se courbent davantage et font bouger le cliquet(50) qui dégage la serrure de court-circuit(31) qui est rappelé vers le bas par le ressort(32), fait descendre l'équipage mobile jusqu'au déclenchement. Comme le ressort(32) est plus fort que le ressort (27) le disjoncteur reste déclenché malgré le refroidissement de l'huile et le préposé au service doit venir vérifier l'appareil et, faire remonter l'équipage mobile à la main dans la chambre de manoeuvre(5) pour remettre l'appareil en service.
- Le conservateur d'huile(55) permettant de réaliser trois buts: a)- Conservateur d'huile par la forte réduction de la surface d'huile en contact avec l'air de la cuve. b)- Diminuer le volume d'huile aux endroits inutiles. c) - Refroidisseur d'huile, ce conservateur étant plongé dans la
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v¯,;:
e In. lÚ1.'.s chaude de l'huile, le réservoir étant en communica- tion avec l'air extérieur et les parois ayant une inclinaison d@e terminée, donne à l'huile un mouvement de circulation idéale (voir croquis du plan @ 5) et un refroidissement efficace. Suivant la .leur ' dissiper on donne aux parois du conservateur la surface
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voulue (éventuellement par ondulation des tôles) afin de ne pas
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dépasser la température lii ite i,<Jui? la puissance continue ûu poste.
- Le transformateur(3) (.lui est du type normal Lais détermina pour avoir les }.1eJ.'tes viue les plus réduites.
LI inventeur L'(3V(Ô)ndi,>1,e: 1.- La disposition nouvelle d'un poste de transformation renfermant dans une seule cuve ;' huile en forte tole d'acier tous les
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appareils nécessaires &- ce poste, la cuve étant compirtement fermée, indémontable sans moyens spéciaux, étanche et ne donnant accès extérieurement @ aucun dispositif de manoeuvre.
2.- Un dispositif automatique nouveau d'enclenchement et déclenche- ment du circuit haute tension par relais thermiques composas de bilames sous l'influence directe de la température de l'huile.
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5.- Un poste de transformation coi;Jie décrit ci-dessus avec disposi- tion spéciale du conservateur d'huile plongé dans la. partie la plus chaude de l'huile et remplissant le rôle de refroidisseur d'huile.
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4.- Un poste do transformation cOPine décrit au 1,2 et 3 ci-dessus
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