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 mm ² .s ^-1 , de préférence allant de 1 à 35 mm ² .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-méthyl hexane), 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 cm ³ 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]