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Transformateur pour installations dans lesquelles un potentiel élevé est imprimé à l'un des pôles de l'enrou- 'lement à haute tensiono
La présente invention concerne un transformateur pour des installations dans lesquelles un potentiel élevé est imprimé à l'un des pôles de l'un des enroulements du transformateur, d'ordinaire à l'enroulement de haute ten- sion. De semblables conditions sont données par exemple dans le couplage série des enroulements de haute tension de plusieurs transformateurs.
De même, dans les couplages de redresseurs d'après Liebenow-Greinacher, un potentiel élevé est imprimé à l'un des pôles de l'enroulement de haute tension du transformateur employé dans ce couplage, Si par exemple la tension aux bornes e l'enroulement de haute tension du transformateur comporte llOkv, on imprime
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à l'un des pôles un potentiel de 110 kv, de sorte que l'au- tre pôle, mène par rapport à la terre, un potentiel limite de 220 kv.
Si on voulait se servir dans de semblables ap- plications, de transformateurs comportant de la manière connue un récipient ou cuve de transformateur en métal, on pourrait connecter ce récipient par une connexion de poten- tiel à l'un des pôles de l'enroulement secondaire, auquel le potentiel initial élevé est imprimé et sortir l'autre pôle du récipient du transformateur au moyen d'une traver- sée pour 110 kv. Mais en pareil cas le récipient du trans- formateur, du fait qu'il possède un potentiel de 110 kv par rapport à la terre, devrait être isolé par rapport à la ter- re au moyen d'isolateurs de 110 kv, et de plus le courant primaire du transformateur, courant qui est tiré d'une sour- ce de courant de basse tension, devrait être introduit dans le récipient du transformateur lui aussi par des traversées calculées pour 110 kv.
En conséquence il faudrait prévoir pour une semblable disposition au moins deux traversées et plusieurs isolateurs de support,
La présente invention a pour objet l'établisse- ment d'un transformateur qui,.tout en possédant une cons- truction simple est utilisable pour les applications indi- quées ci-dessus. Ce problème est résolu d'après l'inven- tion du fait que les parois latérales au moins du récipient du transformateur sont en isolant sur une hauteur suffisant pour l'isolement vis -à-vis de la tension supérieure du transformateur et que le noyau du transformateur est disposé dans l'intérieur du récipient de manière suffisamment isolée pour le potentiel imprimé, vis-à-vis du fond de préférence en métal.
Avec cette construction on peut se tirer d'affai re avec une seule traversée à condition de fabriquer le couvercle du récipient en métal et de porter ce couvercle, en commun avec le noyau du transformateur, au potentiel imprimé, On peut alors fixer de préférence le noyau du transformateur directement au couvercle. /Dans ce cas, seul
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l'enroulement de haute tension devra sortir du couvercle à l'aide d'une traversée calculée pour la tension supérieure, tandis que les conducteurs d'amenée à l'enroulement de bas- se tension n'ont besoin d'être isolés par rapport au fond se trouvant au potentiel de terre, que pour la basse ten- sion.
L'amenée du potentiel préalable élevé, qui doit être imprimé à l'enroulement de haute tension du transfor- mateur, peut se faire directement sur le couvercle métal- lique du récipient du transformateur.
On peut encore se passer de cette dernière tra- versée si on fabrique le couvercle du récipient en isolant et si on calcule la hauteur de l'enveloppe isolante de ma- nière qu'elle suffise à l'isolement de la somme de la hau- te tension du transformateur et de la tension préalable im- primée. Dans ce cas, la sortie de l'extrémité de l'enrou- lement de haute tension peut se faire directement à travers le couvercle isolé, de sorte qu'on peut éviter toutes les sorties de haute tension coûteuses et encombrantes.
Pour décrire l'invention on se reportera tout d'abord au couplage schématique représenté sur la fig, 1, dans lequel le transformateur de l'invention peut être avantageusement employé, Il s'agit d'un couplage usuel de doublage de la tension. Deux condensateurs C sont ali- mentés de l'enroulement de haute tension 0 du transforma- teur par deux tubes soupapes V. Un point intermédiaire entre le condensateur et la soupape est mis à la terre.
En conséquence le point de branchement K1 adopte en service un potentiel égal à la haute tension e du trans- formateur, de sorte que le point K2 oscille entre les limites de tension 2e et zéro. L'enroulement de basse tension du transformateur possède de la manière usuelle un potentiel voisin de celui de la terre. Or, si on relie de la manière représentée en traits brisés le noyau de fer au point K1' la plus grande différence de tension entre le
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noyau du transformateur et une partie de son enroulement ne correspond qu'à la tension e induite dans l'enroule.. ment de haute tension.
La connexion usuelle dans les transformateurs du noyau de fer avec le milieu de l'enrou- lement de haute tension exigerait entre l'enroulement de basse tension et le noyau de for, un isolement contre 1,5 o.
La fig, 2 montre un exemple de construction de l'invention. La paroi latérale 1 du récipient du trans- formateur est en isolant, par exemple en porcelaine, tandis que le fond 2 et le couvercle 3 sont de préférence en métal, Le noyau 4 du transformateur est suspendu au couvercle et est porté sur le fond par des supports iso- lants 5 et 6. Les supports 5 et 6 servent à décharger en partie la paroi latérale 1 en isolant du récipient, du poids du noyau 4, 7 désigne l'enroulement primaire dont les bornes u, v, sortent du récipient à travers le fond 2-. L'enroulement de haute tension 8 est relié par son pôle V au noyau 4, noyau qui est en communication électrique avec le couvercle 3, Le noyau 4 et le cou- vercle 3 possèdent en conséquence toujours même potentiel que le pôle V de l'enroulement secondaire 8.
L'autre pôle 8 de l'enroulement 8 sort du récipient à travers le couvercle 3 au moyen d'une traversée 9. Dans l'e- xemple d'exécution représenté, le fond- 2 est mis à la terre.
On supposera que le transformateur représenté est destiné à une installation dans laquelle en marche, un po- tentiel de 110kv est imprimé au pôle V de l'enroulement se- condaire 8. De plus le transformateur est calculé de ma- nière qu'entre les bornes U et V de l'enroulement secon- daire il règne une différence de tension de 110 kv. Dans ce cas la paroi latérale 1 du récipient du transformateur est calculée de manière à suffire à l'isolement de 110 kv par rapport à la terre.
D'après les explications qui pré- cèdent et en se reportant au dessin, on se/rend aisément
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compte que le pôle V de l'enroulement de haute tension
8 est isolé de manière simple par la partie de récipient
1 contre la terre, tandis que les deux pôles U et V de l'enroulement de haute tension sont isolés l'un par rap- port à l'autre au moyen de la traversée 9. En même temps, le pôle U de l'enroulement de haute tension, où se mani- feste en service de l'installation un potentiel de 220kv, est isolé en deux degrés par rapport à la terre, un degré étant constitué par la traversée 9 et l'autre degré par la partie 1 du récipient du transformateur.
Comme le côté de noyau tourné vers le fond 2 possède par rapport à ce fond le même potentiel que le couvercle 3, il est avantageux de protéger, ainsi que re- présenté sur le dessin, le côté inférieur du noyau contre le fond 2 par un capuchon métallique 10 et des cylin- dres isolants 11 et 12.
Pour simplifier l'illustration l'enroulement primaire 7 et l'enroulement secondaine 8 ne sont in- oiqués que schématiquement sur le dessin. Dans l'exécu- tion pratique du transformateur, les diverses bobines de l'enroulement de haute tension 8 sont pour assurer un meilleur isolement, enveloppées de papier de cellulose.
Pour que la distance entre les bobines et entre les bobi- nes et le noyau reste invariable et pour assurer une bon- ne circulation d'huile, les bobines sont pourvues de pré- férence d'un étroit enroulement de papier en trois points, uniformément répartis sur la circonférence des bobines.
Dans l'exemple d'exécution, on a supposé que l'enroulement primaire 7 est relié à une source de courant de faible potentiel et qu'en conséquence l'amenée à l'enroulement primaire 7 passe, sans se servir de tra- versées particulières, par le fond du transformateur 2 mis à la terre. Mais si l'enroulement primaire 7 est alimenté d'une source de courant de potentiel plus élevé, le transformateur peut être monté par son fond sur de
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petits isolateurs de support, qui reçoivent une partie du potentiel du pôle V de l'enroulement 8, de sorte que le fond 2 possède par rapport à la terre un potentiel déterminé, qui, avec un calcul correspondant des diverses parties, correspond au potentiel de la source de courant alimentant l'enroulement primaire,
La fig.
3 représente un autre exemple d'exécu- tion de l'invention dans lequel on évite la traversée de haute tension 9 elle aussi, 4 désigne le noyau du transformateur, Ce noyau est porté à l'aide de supports isolants 13 sur la plaque de base métallique 2 de l'enveloppe du transformateur et est renforcé par rapport au couvercle 15 de l'enveloppe au moyen de supports 13 eux aussi en isolant.
Le couvercle 15 est en isolant de même ,que la paroi latérale cylindrique 1 de l'envelop- pe. 8 désigne l'enroulement de haute tension, Cet en- roulement est formé de bobines en disques de manière que la bobine en disque la plus rapprochée du couvercle soit entourée, conjointement avec le conducteur de sortie 16 par une enveloppe isolante rigide, Cette enveloppe est appliquée de préférence sous forme de matières fibreuses en bandes, par exemple des bandes de papier, Puis les disques bobinés voisins sont tout d'abord pourvus chacun d'une enveloppe isolante particulière, et après applica- tion sur le premier disque d'un ou plusieurs disques bobi- nés, le paquet de disques ainsi formé est entouré par une enveloppe isolante commune, qui s'étend également sur la sortie de la haute tension.
L'enveloppe isolante externe enveloppe en conséquence l'ensemble de la bobine de haute tension.' La sortie 16 se termine de la manière usuelle, au-dessus du couvercle, en un capuchon 17 excluant le rayonnement, de préférence sphérique. L'autre pale de l'enroulement de haute tension est en communication élec- trique avec le noyau 4 au moyen d'un conducteur 18.
@ Le conducteur 18 traverse le récipient isolant cylindrique
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environ à mi-hauteur et se termine lui aussi en une sphère
19 excluant le rayonnement, à laquelle est connecté le potentiel à imprimer au transformateur. Dans le calcul du diamètre du conducteur 18 et de la sortie 16 il faut tenir compte qu'avec des dimensions suffisamment grandes on évite la formation d'un halo. L'enroulement de basse tension 7 est disposé au-dessous de l'enroule- ment de haute tension.
Cet enroulement 7 est isolé par rapport au noyau de même manière que l'enroulement de hau- te tension, mais en raison de la faible chute de tension dans l'enroulement de basse tension on a renoncé à une subdivision en bobines plates, de sorte que l'ensemble de la bobine de basse tension est enveloppé par une seule enveloppe isolante, comprenant de préférence plusieurs couches. Cette enveloppe s'étend aussi sur les deux sor- ties de courant de l'enroulement de basse tension. Eu égard à leur forte tension par rapport au noyau de fer il faut donner à ces sorties elles aussi un diamètre appro- prié. Mais par suite de la faible tension mutuelle on peut les entourer par une enveloppe isolante commune, et dans certaines conditions,, on peut par exemple donner une forme tubulaire à un conducteur, et faire passer l'autre conducteur isolé à travers le premier conducteur.
Les amenées à l'enroulement de basse tension passent par le fond du récipient et se terminent aux bornes 20 et 21.
Pour assurer une répartition de potentiel aussi avantageu- se que possible sur les diverses parties du transformateur, on peut employer tous les moyens dont on dispose dans la technique de la haute tension. Par exemple on peut notam- ment influencer la distribution du potentiel le long des sorties du fait qu'on dispose dans l'isolement entourant les sorties, des couches conductrices dans le genre des traversées de condensateur, et qu'on étage leur longueur de manière à obtenir le cours de potentiel déliré. Ces couchos conductrices peuvent tout au moins dans la bobine
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de basse tension, se prolonger dans l'isolement entourant la bobine et assurer ainsi une chute de tension désirée à l'intérieur de cet isolement.
La construction de transformateur ci-dessus décrite peut évidemment, pour autant que les conditions sont les mêmes, être choisie pour des transformateurs de mesure, sans modifier essentiellement la construction fondamentale; dans ce cas on peut employer éventuellement l'enroulement 8 comme enroulement primaire et l'en- roulement 7 comme enroulement secondaire.
R E V E N D I C A T 1 0 N S : -
1.- Transformateur pour installations dans lesquelles on imprime à l'un des pâles de l'enroulement de haute tension un potentiel élevé qui constitue le potentiel initial pour la tension engendrée ou agissant dans l'enroulement, caractérisé en ce que les parois latérales au moins du récipient du transformateur sont en isolant au moins sur une hauteur calculée pour le potentiel 9.nitial, tandis que le noyau du transformateur est isolé par rapport au fond de préférence métallique du récipient.
2.- Transformateur d'après 1 , caractérisé par l'emploi d'un couvercle en métal pour le récipient et d'une traversée traversant ce couvercle et isolant l'un par rapport à l'autre les pôles de l'enroulement du transformateur.
3.- Transformateur d'après 2 , caractérisé en ce que le noyau du transformateur est fixé ou suspendu au couvercle du récipient.
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