<Desc/Clms Page number 1>
B R E V E T D'INVENTION Corps isolant pour applications électrotechniques, La présente invention concerne un corps isolant, notamment en matière céramique, en porcelaine, pour applica- tions électrotechniques, avec une cloison séparant l'un de l'autre deux espaces de potentiel différent. Le corps iso- lant est composé de parties séparées, qui forment des par- ties de cette cloison. D'après l'invention, les parties sont assemblées de manière diélectriquement étanche, et le joint s'étend transversalement à la cloison.
L'invention sera explicitement décrite en se re- portant aux formes d'exécution représentées sur les dessins ci-joints.
La fig. 1 montre, partie en coupe, un transforma- teur de courant de haute tension.
La fig. 2 montre le même transformateur en coupe suivant la ligne A-B de la fig. 1.
La fig. 3,montre une coupe d'un transformateur de tension à haute tension.
<Desc/Clms Page number 2>
Les fig. 4 et 5 montrent, suivant deux coupes perpendiculaires l'une à l'autre, une autre forme d'exécu- tion d'un transformateur de mesure.
Les f ig. 6 et 7 montrent, également suivant deux coupes perpendiculaires l'une à l'autre, un trans- formateur de haute tension.
La f ig. 8 est une coupe axiale d'un isolateur de suspension.
La fig. 9 est une coupe axiale d'un condensa- teur de haute tension.
On a fixé sur' l'isolateur de support tubulaire 1 avec pied 2, la monture 3. Sur cette monture se trouve le noyau de fer feuilleté à trois branches 4, dont la branche centrale traverse l'ouverture 5 du capuchon an- nulaire en porcelaine 6. L'enroulement de basse tension
7 est disposé dans le creux du capuchon et l'enroulement de haute tension 8 est disposé à l'extérieur du capuchon.
Les conducteurs de connexion 9 de l'enroulement sortent par l'isolateur 10, dont l'axe est parallèle à l'axe du capuchon annulaire 6 et à l'axe de l'isolateur de support
1. L'isolateur 10 est disposé à l'intérieur de l'isola- teur de support tubulaire 1'. L'extrémité de connexion 11 de l'enroulement 8, extrémité en communication électrique avec le noyau de fer 4, mène à l'équerre 12 servant de borne de connexion, l'autre extrémité 13 à l'équerre 14, qui est fixée sur le noyau de fer 4 avec intercalation d'isolant 15.
Le capuchon annulaire 6 se compose de deux parties, une partie annulaire à profil en U et une par- tie en forme d'anneau plat 60 qui est reliée de manière- diélectriquement étanche à l'autre partie. Les deux par- . ties sont meulées unies au joint 61. Le meulage est si fin que le joint est très étroit. La grandeur du joint est de 1 à 2/100 mm, et de préférence encore¯plus faible.
La résistance -électrique du joint. est. d'autant plus' grande
<Desc/Clms Page number 3>
qu'il est plus étroit. Les surfaces des parties de corps isolant se rencontrant au joint sont de préférence reliées entre elles au moyen d'une mince pellicule en matière de joint diélectrique, par exemple en résine, en asphalte, en goudron, etc. La pellicule,est destinée à compenser des inégalités éventuelles des surfaces du joint.
Il est particulièrement avantageux d'étancher diélectriquement le joint des deux parties de corps isolant au moyen de résine artificielle durcissable. Dans ce but, les surfaces de rencontre des parties de corps isolant sont par exemple immergées dans une solution de la résine ou dans la résine fondue, de préférence avec chauffage simul- tané. Puis les deux parties sont assemblées et sont placées sous pression au joint, dans le but de durcir la résine, dans un espace chauffé où on les laisse plus ou moins long- temps suivant le degré de dureté désiré. Avec ce procédé on obtient un produit final dont la valeur est d'autant plus grande que la pellicule de résine'dans le joint est plus mince, c'est-à-dire que les parties de corps isolant s'adaptent plus parfaitement l'une sur l'autre et que le durcissement s'effectue plus lentement.
Après terminaison du durcissement la paroi de corps isolant possède au joint, ainsi que des essais l'ont démontré, la même résistance électrique qu'aux points ne comportant pas de joint. Les essais ont montré qu'avec une épaisseur de paroi d'un cm au joint, ce joint comporte une résistance à la disruption électrique de 40 à 50 kv et plus, donc la même résistance que la paroi sans joint du corps isolant. La résine assure non seulement l'étanchéité diélectrique du joint, mais as- sure aussi en même temps une liaison mécaniquement extrê- mement résistante des parties du corps isolant.
La gomme laque dite plastique est particulière- ment avantageuse pour l'étanchéité diélectrique. Cette la- que est obtenue par saponification de gomme laque naturelle ou artificielle, la molécule de gomme laque o une partie
<Desc/Clms Page number 4>
de cette molécule se divisant en composants qui forment une masse visqueuse dissolvant les molécules non décompo- sées. Cette gomme laque plastique peut être plus ou moins . durtr.e suivant besoin. Le durcissement se fait rapidement à environ 180 , mais ne donné pas un produit final parfait.
Pour l'union, on immerge les parties de corps isolant par leurs surfaces de joint dans la masse de gomme laque, puis on les applique l'une sur l'autre et on les place, avec ou sans application de pression, dans un espace à température de durcissement relativement basse, 100 C au moins. Dans ce Cas aussi le produit final est d'autant meilleur que le durcissement de- la gomme laque est effectué plus lentement et plus prudemment.
La grande résistance électrique et mécanique de ce mode d'union des parties de corps isolant permet de dis- poser,le joint même dans des parties dû corps isolant for- tement sollicitées, sans courir le risque d'une disruption.
La paroi du corps isolant n'a pas besoin d'être renflée au joint, car la résistance électrique du joint est pratique- ment aussi grande que celle du corps isolant même.
Pour les raisons indiquées ci-dessus, le joint peut, dans les corps isolants affectant les formes les plus diverses, être disposé chaque fois au point qui est le plus avantageux pour l'assemblage du corps isolant et de l'appa- reil électrique et.qui donne les formes les plus avantageu- ses pour les parties individuelles du corps isolant. Ceci est' particulièrement àvantageux lorsque l'isolant est de la porcelaine,,car dans ce cas on peut alors diviser des corps isolants très compliqués en parties simples faci- les à façonner et qui ne se déforment pas à la cuisson. De cette manière on peut aussi, ainsi que le montrent les fig.
1 et 2, fabriquer des capuchons ou capsules en porcelaine de résistance électrique maximum, qui s'adaptent étroite- ment à l'enroulement d'un appareil électrique. En raison de la grande résistance électrique et du faible encombrement
<Desc/Clms Page number 5>
du capuchon ou capsule on peut disposer dans des appareils électriques, à très grande proximité l'une de l'autre,dans un très petit espace, des parties comportant de très grandes différences de potentiel. Dans le transformateur de cou- rant des fig. 1 et 2 on s'assure en outre l'avantage que la longueur de chemin moyenne du noyau de fer 4 est très courte, ce qui donne d'après des lois connues une grande précision de mesurage dans les transformateurs de courant.
Pour éviter des décharges luminescentes le capu- chon isolant 6 des fig. 1 et 2 est garni aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur d'une garniture conductrice, qui recouvre aussi les bords du joint 61. La garniture s'étend aussi d'une certaine distance sur l'isolateur de connexion 10. On a adapté sur les parties actives du transformateur le chapeau 16, qui est pourvu d'ouvertures d'entrée 17 pour l'air refroidissant les enroulements et la capsule isolante.
Dans la fig. 3 la capsule ou carter isolant du transformateur de tension se compose de deux moitiés 62, 63, approximativement symétriques. 61 désigne le joint.
On a logé dans la moitié 63 une partie 18 et dans l'au- tre moitié 62 l'autre partie 19 de l'enroulement de haute tension, dont les conducteurs de connexion 20, 21, sortent par les isolateurs 22, 23, qui sont brisés sur le dessin. Les isolateurs peuvent former une seule pièce avec une partie de la capsule (moitié de gauche de la fig.
3), mais ils peuvent aussi être constitués par une partie séparée, qui est appliquée de manière diéleetriquement étanche sur la capsule au moyen du joint 610.24 désigne l'enroulement de basse tension.
Le creux du corps isolant (parties 62, 63) peut être rempli d'huile ou de masse isolante, afin de supprimer les creux favorisant la luminescence. Les isolateurs peu- vent servir en même temps de récipients d'expansion pour la masse de remplissage.
<Desc/Clms Page number 6>
Dans les fig. 4 et 5, qui correspondent quant au principal aux fig. 1 et- 2, l'isolateur de support se com- pose d'un corps isolant en forme de pot ou vase 25, la cap- sul e isolante 26 étant reliée de manière diélectriquement étanche au fond de ce corps. Le joint est désigné par 27.
28 désigne le couvercle de la capsule, couvercle qui, lui aussi, est relié au corps 26 par le joint diélectrique- ment étanche 29.4 désigne de nouveau le noyau de fer,
7, 8 les deux enroulements. Le joint 27 est traversé par les boulons 30, qui forment en même temps les conduc- teurs de connexion pour l'enroulement 7. Les écrous 31 se trouvent sur les boulons. En serrant ces écrous les parties isolantes 25, 26 peuvent être fortement appliquées l'une sur l'autre au joint 27.
Tandis que dans les fig. 4 et 5 les parties acti- ves du transformateur sont disposées sur l'extérieur de l'isolateur de support en forme de pot 25, elles sont dis- posées sur les fig. 6 et 7 à l'intérieur de ce pot. 4 dé- signe de nouveau le noyau de fer, 7,8 les deux enroulements 28 le couvercle de la capsule, 26 la-partie de capsule à profil en U, avec ouvertures 260 dirigées vers le bas à travers lesquelles sortent les conducteurs de connexion pour l'enroulement 7. La partie 26 forme une seule pièce avec l'isolateur 32 dont le fond comporte une ou- verture d'insertion, diélectriquement étanche, pour les tôles du noyau de fer' 4, qui doivent être emboîtées alternativement par en haut et par en bas. Cette forme de transformateur se distingue par des dimensions et une hauteur de construction particulièrement faibles.
La fig. 8 représente un isolateur de suspension du type dit à capuchon. 35 désigne le battant avec tête 36. Le capuchon se compose du pot 37 et du couvercle 38 vissé par un filetage et pourvu de l'oeillet de suspension 39. Le corps isolant se compose de la partie ortante 40, du couvercle 41,et des pièces 42. Aux joints 3,-44 les
<Desc/Clms Page number 7>
parties isolantes sont meulées et sont étanchées diélec- triquement les unes par rapport aux autres de la manière indiquée ci-dessus. Les parties 40, 41 sont assemblées mécaniquement, avec intercalation du coussin 45, par les parties 37 et 38, et les parties 42 et 40 par le battant 35 et l'écrou de serrage 46 monté sur un filetage du battant.
Cet exemple d'exécution montre que même dans les isolateurs à suspension le corps isolant peut être divisé de la manière la plus avantageuse pour le montage et l'ap- plication technique et que la division donne des parties en porcelaine simples, faciles à fabriquer, au lieu des formes usuelles compliquées d'isolateurs.
L'avantage de l'isolateur d'après la fig. 8 consiste nôtanment en ce qu'il est uniquement sollicité à la compression, et qu'une chute du battant hors du corps isolant et un relâchement du corps isolant dans le capuchon, sont impossibles. Comme les joints 43, 44 possèdent la même résistance électrique que la paroi du corps isolant, on peut placer ces joints sans inconvénient aux points du corps à forte sollicitation électrique.
La fig. 9 montre une autre forme d'exécution de l'invention. Dans ce cas il s'agit d'un condensateur à haute tension avec porcelaine comme diélectrique, dans le- quel il s'agit de loger une grande capacité sur un petit espace. Le corps isolant très compliqué est divisé par des joints en une série de simples coquilles ou écrans 47 (partie inférieure de la fig. 9) ou en bouteilles plates 48 (partie centrale de la figure), ou en courtes pièces tubulaires à larges brides de bout 49 (partie supérieure de la figure). Les joints sont désignés par 50. Dans ce cas aussi, les joints sont étanchés diélectriquement de la manière indiquée. Les diverses parties de l'isolateur sont assemblées de manière mécanique rigide par le boulon 51 et l'écrou 52.
Le boulon 51 sort à travers l'isola- @
<Desc/Clms Page number 8>
teur de connexion 53 et mène à un pôle 54 du condensa- teur. Les parties du corps isolant sont, à l'exception de la surface de joint, recouverts à l'intérieur et à l'exté- rieur, de garnitures conductrices, appliquées de manière étanche, par exemple en graphite et verre soluble, etc,et les garnitures internes sont raccordées au boulon 51, tan- dis que les garnitures externes le sont à l'enveloppe mé- tallique 55 qui est reliée à l'autre pôle 56 du conden- sateur.
Le condensateur représenté sur la fig. 9 comporte par rapport aux condensateurs connus également composés de parties en forme de plaques ou de coquilles, l'avantage que l'ensemble de la surface, supérieure des parties de corps isolant, y compris leurs bords,-est utilisé pour l'applica- tion des garnitures, tandis que dans les condensateurs con- nus, les bords du corps isolant restent libres et que la partie libre est très grande, notamment dans les condensa- teurs à haute tension, et qu'en conséquence il faut pour une capacité déterminée prévoir une dépense beauèoup plus grande en isolant.
Un autre avantage important consiste en-ce que les,courants de cheminement qui cheminent sur les bords des parties de corps isolant sont évités, car le corps isolant forme, en dépit de sa forme compliquée, un récipient complètement clos, séparant des garnitures interne et exter- ne. Comme le diélectrique du condensateur est en porcelai- ne, matière à constante-diélectrique très élevée et grande résistance électrique, le condensateur possède une capacité relativement grande et peut supporter des sur-sollicitations électriques..
Il est évident que la présente invention peut aussi être appliquée avec d!autres formes de corps isolants que celles représentées sur les dessins, et offrira d'im- portants avantages dans tous les cas où il s'agit de formes de corps compliquées et .où il faut loger ultérieurement dans''des creux du corps,cuit et terminé, des enroulements,
<Desc/Clms Page number 9>
des garnitures conductrices, des parties porteuses, etc.
L'assemblage approprié du corps isolant en parties sépa- rées permettra toujours de supprimer l'enfilage compliqué de conducteur d'enroulement, le lutage imprécis de parties portantes, et la sollicitation à la traction des parties du corps isolant. L'invention permet en outre l'emploi d'un diélectrique de grande valeur, tel que la porcelaine, pour des applications dans lesquelles on s'est servi jusqu'ici d'un isolement au moyen d'huile, de masse isolante, de ma- tière fibreuse stratifiée, etc.