Récipient d'huile pour appareils électriques à bain d'huile. La présente invention concerne un réci pient d'huile pour appareils électriques à bain d'huile, tels que des transformateurs, disjoncteurs et appareils analogues, dans les quels de la. chaleur est produite pendant le service de ces appareils.
On comprend que, si de pareils récipients sont entièrement remplis d'huile, l'expansion due à l'échauffement de l'appareil électrique, supposé être dans la suite, pour plus de sim plicité, comme étant un transformateur. ou l'orsqu'il se. produit un défaut électrique dans un enroulement de transformateur, une fuite d'huile en résulte avec une admission nonsécutive d'air pendant le refroidissement, ou même une explosion du récipient.
Jusqu'à présent, on a prévu dans la pra tique un espace pour un tampon d'air au-des sus de la surface de l'huile, mais l'orsqu'il faut tenir compte d'une expansion d'huile considérable, il faut que cet espace soit rendu tellement grand qu'il augmente de façon inadmisbible la grandeur . du récipient, diz bien il faut prévoir une- soupape de décharge permettant l'échappement de l'air enfermé à une pression prédéterminée et l'admission subséquente d'air pendant le refroidissement.
Toutefois, l'oxygène et l'humidité contenue dans l'air sont préjudiciables à l'huile ordi- airement employée et bien qu'on puisse em ployer Lin gaz inerte à la place de l'air, il est , ,.lors impossible d'employer la soupape de décharge susmentionnée à moins qu'une rela- i;ivement grande quantité de réserve de ce gaz ne soit disponible pour alimenter le réci pient.
Pour surmonter cette difficulté, on a proposé de remplir l'espace supérieur de ces récipients d'azote sec et d'adjoindre à la son- pape d'admission d'air un appareil contenant une ou plusieurs substances aptes à extraire de l'air admis une partie -ou la totalité do l'humidité et de l'oxygène. On a proposé en outre de faire communiquer l'espace supé rieur contenant un gaz inerte avec une: chambre d'expansion qui peut être établie sous forme d'un gazomètre chargé 'ou. équi libré de façon à obtenir une pression prati quement constante.
Suivant la présente invention, on a prévu, en adjonction au récipient d'huile, une chambre d'expansion délimitée par l'huile, disposée pour contenir un fluide gazeux, cette chambre contenant également une ma tière capable de s'accommoder à des change ments de volume relativement grands dudit fluide gazeux pour des changements de pres sion relativement petits de ce fluide.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 montre un récipient de trans formateur à huile dans une première forme d'exécution; La fig. 2 en montre une seconde forme d'exécution.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, le transformateur 1 est situé dans un récipient étanche 2 muni de la borne usuelle 3. Le transformateur proprement dit est immergé dans un bain d'huile 4. Le réci pient de transformateur 2 n'est pas com plètement rempli d'huile, un .espace 5 restant libre au-dessus -de la surface libre de l'huile dans le récipient. Cet espace est occupé par un gaz, de préférence un gaz inerte, tel que du dioxyde de carbone ou de l'azote. Une ouverture partant de l'espace 5 débouche dans une capacité sphérique ou cylindrique 6 rempli d'une matière absorbante, de préfé rence du charbon de bois ou du coke.
On a représenté la capacité 6 comme étant mise en communication avec l'espace 5 au moyen d'un bout de tuyau intermédiaire, mais il va de soi que la capacité, peut être placée dans n'importe quelle position à l'extérieur ou à l'intérieur du récipient d'huile, l'ensemble de l'espace 5 et de la capacité 6 formant la chambre d'expansion pour l'huile.
Dans cette disposition, un accroissement de la température du transformateur pro voque une augmentation.de la pression du gaz dans l'espace 5. Le charbon -de bois .ou coke 7 absorbe toutefois immédiatement une quan tité -dïï gaz et réduit la pression de façon à éviter des pressions préjudiciables dans le récipient, pendant qu'il n'y a en -même temps point de communication nuisible entre l'air atmosphérique extérieur et le bain d'huile entourant le transformateur.
Dans la forme d'exécution suivant la fig. 2, le bain d'huile 4 occupe complètement le récipient de transformateur 2 jusqu'à. son sommet, tandis que la capacité 6 communique avec un compartiment 8 délimité par de l'huile et contenant un gaz qui est séparé de la partie principale du bain d'huile par une cloison 9. .
Cette cloison est de préférence établie en une matière relativement flexible et peut avoir toute forme désirée, circulaire ou rec tangulaire, ou elle peut s'étendre sur une par tie seulement autour de la surface intérieure du récipient. 10 est 1e niveau de l'huile com muniquant sous la cloison 9 avec l'huile de la chambre principale. Une matière absor bante est placée dans la capacité 6.
Dans cette forme d'exécution, on obtient l'avantage que, comme le récipient est com plètement rempli d'huile, toutes les fuites qui pourraient se produire, consistent en des fuites d'huile et non de gaz, et peuvent par conséquent rapidement être aperçues et su-2- primées. Le gaz introduit dans le comparti ment 8 est avantageusement de l'ammo niaque; bien que l'ammoniaque puisse avoir un effet nuisible sur les parties en cuivre de l'appareil électrique, il ne vient dans cette construction jamais en contact avec ces par.
ties, et on peut ainsi utiliser la propriété bien connue du charbon. de bois ou du coke d'ab sorber de grandes quantités d'ammoniaque. Dans cette construction, -on obtient ,également un effet de tampon si un défaut électrique dans l'appareil logé dans le récipient pro voque une compression brusque de gaz, la cloison 9 pouvant alors céder à la pression augmentée. Lorsque ceci se produit, l'am moniaque est comprimé, mais une partie de celui-ci est immédiatement absorbée par le charbon de bois ou le coke logé dans la capa- cité 6, et la pression :du gaz se trouve ainsi réduite. .
A la place du charbon de bois ou du coke, on pourrait aussi employer un liquide, par exemple de l'eau, dans la capacité 6 pour ab sorber ou dégager alternativement le fluide gazeux dans le compartiment 8 lors de changements de pression de celui-ci.
On pourrait aussi prévoir un liquide dans la capacité 6, le compartiment d'expansion délimité par l'huile étant rempli de vapeurs de ce liquide. Il est désirable que la pression s'exerçant sur l'huile dans le récipient soit légèrement au-dessus de la pression atmos phérique de façon que toute fuite se produise plutôt vers l'extérieur que vers l'intérieur. On choisira donc un liquide ayant une pres sion de vapeur saturée appropriée à la tem pérature atmosphérique normale.
Pour le cas où un liquide de caractéristiques se prêtant au but indiqué comporte une faible pression de vapeur saturée, il sera bon que la capa cité soit plaçée au-dessus du niveau de l'huile dans le récipient du transformateur pour fournir la. pression hydraulique nécessaire pour que la pression s'exerçant sur l'huile soit légèrement supérieure à la pression atmos phérique.
On peut prévoir des moyens pour modi fier la température du charbon de bois ou du liquide ou autre matière de la capacité d'ab sorption de façon à augmenter son pouvoir absorbant. On peut par exemple associer des moyens de refroidissement à l'espace ou ca pacité contenant la matière d'absorption. Dans une disposition simple, la même mé thode de refroidissement employée pour le transformateur peut être employée pour l'es pace ou la capacité d'expansion. De plus, un dispositif de réglage automatique peut être adjoint à l'alimentation du fluide de refroi dissement de façon que lorsque la tempéra ture du transformateur augmente sous charge, l'augmentation de température de la matière absorbante soit inférieure à l'aug mentation de la température du transforma teur.
Le réglage de température peut en effet être tel que la pression du fluide gazeux dans l'espace d'expansion reste pratiquement constante.
Oil container for electrical appliances in an oil bath. The present invention relates to an oil container for electric appliances in an oil bath, such as transformers, circuit breakers and the like, in which of the above. heat is produced during operation of these devices.
It will be understood that, if such receptacles are entirely filled with oil, the expansion due to the heating of the electrical apparatus, assumed to be hereafter, for greater simplicity, as being a transformer. or when it happens. produces an electrical fault in a transformer winding, oil leakage results with non-consecutive air intake during cooling, or even an explosion of the vessel.
Heretofore, a space for an air buffer above the oil surface has been provided in practice, but when considerable oil expansion has to be taken into account, this space must be made so large that it inadmissibly increases the size. of the container, ten well it is necessary to provide a relief valve allowing the escape of air trapped at a predetermined pressure and the subsequent admission of air during cooling.
However, the oxygen and humidity contained in the air are detrimental to the oil ordinarily used and although inert gas can be used in place of air, it is,, then impossible. to employ the aforementioned relief valve unless a relatively large reserve amount of this gas is available to supply the vessel.
To overcome this difficulty, it has been proposed to fill the upper space of these receptacles with dry nitrogen and to add to the air intake valve an apparatus containing one or more substances capable of extracting air. allowed some or all of the moisture and oxygen. It has further been proposed to communicate the upper space containing an inert gas with an: expansion chamber which can be set up in the form of a charged gasometer. balanced so as to obtain practically constant pressure.
According to the present invention, there is provided, in addition to the oil container, an expansion chamber delimited by the oil, arranged to contain a gaseous fluid, this chamber also containing a material capable of accommodating changes. relatively large volume elements of said gaseous fluid for relatively small pressure changes of that fluid.
Embodiments of the object of the invention are shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which: FIG. 1 shows an oil transformer container in a first embodiment; Fig. 2 shows a second embodiment.
In the embodiment shown in FIG. 1, transformer 1 is located in a sealed container 2 fitted with the usual terminal 3. The transformer itself is immersed in an oil bath 4. The transformer container 2 is not completely filled with oil, a space 5 remaining free above the free surface of the oil in the container. This space is occupied by a gas, preferably an inert gas, such as carbon dioxide or nitrogen. An opening from the space 5 opens into a spherical or cylindrical container 6 filled with an absorbent material, preferably charcoal or coke.
The capacity 6 has been shown as being placed in communication with the space 5 by means of an intermediate piece of pipe, but it goes without saying that the capacity can be placed in any position outside or outside. inside the oil container, the whole of the space 5 and the capacity 6 forming the expansion chamber for the oil.
In this arrangement, an increase in the temperature of the transformer causes an increase in the pressure of the gas in space 5. The charcoal or coke 7, however, immediately absorbs a quantity of the gas and reduces the pressure by so as to avoid detrimental pressures in the container, while at the same time there is no detrimental communication point between the outside atmospheric air and the oil bath surrounding the transformer.
In the embodiment according to FIG. 2, the oil bath 4 completely occupies the transformer container 2 up to. its top, while the capacity 6 communicates with a compartment 8 delimited by oil and containing a gas which is separated from the main part of the oil bath by a partition 9..
This partition is preferably made of a relatively flexible material and may have any desired shape, circular or rec tangular, or it may extend only a part around the interior surface of the container. 10 is the level of the oil communicating under the partition 9 with the oil of the main chamber. Absorbent material is placed in capacity 6.
In this embodiment, the advantage is obtained that, as the container is completely filled with oil, any leaks which might occur consist of leaks of oil and not of gas, and can therefore quickly to be seen and awarded. The gas introduced into compartment 8 is advantageously ammonia; although ammonia can have a deleterious effect on the copper parts of the electrical apparatus, in this construction it never comes in contact with these parts.
ties, and thus the well-known property of charcoal can be used. of wood or coke to absorb large amounts of ammonia. In this construction, a buffer effect is also obtained if an electrical fault in the device housed in the receptacle causes sudden compression of gas, the partition 9 then being able to give way to the increased pressure. When this occurs, the ammonia is compressed, but a part of it is immediately absorbed by the charcoal or coke housed in the capacity 6, and the pressure of the gas is thus reduced. .
Instead of charcoal or coke, it would also be possible to use a liquid, for example water, in the capacity 6 to alternately absorb or release the gaseous fluid in the compartment 8 when the pressure of the latter changes. this.
A liquid could also be provided in the capacity 6, the expansion compartment delimited by the oil being filled with vapors of this liquid. It is desirable that the pressure exerted on the oil in the container be slightly above atmospheric pressure so that any leakage occurs outward rather than inward. We will therefore choose a liquid having a saturated vapor pressure appropriate to normal atmospheric temperature.
In the event that a liquid of characteristics suitable for the stated purpose has a low saturated vapor pressure, it will be advisable for the capacity to be placed above the level of the oil in the vessel of the transformer to supply the. hydraulic pressure necessary so that the pressure exerted on the oil is slightly higher than the atmospheric pressure.
Means may be provided for modifying the temperature of the charcoal or the liquid or other material of the absorption capacity so as to increase its absorbency. For example, cooling means can be associated with the space or capacity containing the absorption material. In a simple arrangement, the same cooling method used for the transformer can be used for space or expansion capacity. In addition, an automatic adjustment device can be added to the supply of the cooling fluid so that when the temperature of the transformer increases under load, the increase in temperature of the absorbent material is less than the increase in temperature. the temperature of the transformer.
The temperature setting can in fact be such that the pressure of the gaseous fluid in the expansion space remains practically constant.