<Desc/Clms Page number 1>
Transformateur à haute-tension.
La présente invention a pour objet un transformateur à haute-tension, particulièrement applicable comme transformateur abaisseur branché entre haute-tension et terre pour l'alimentation d'appareils de mesure, ou comme transformateur élévateur pour laboratoires d'essais. Cet appareil, du type à remplissage d'huile, contenu dans un récipient cylindrique isolant est essentiellement caractérisé par un principe de construction qui permet d'atteindre simultanément les trois buts ci-après: a) Suppression de la borne d'entrée. b) Suppression de tout champ électrique longitudinal, (c'est-à-dire dirigé parallèlement au noyau). c) Obtention d'une répartition uniforme de la tension
<Desc/Clms Page number 2>
le long de la surface extérieure du récipient isolant.
Son principe de construction offre en outre des facilités toutes particulières de réalisation d'un transformateur anti-résonant.
Le sens et la portée de l'invention seront mieux compris en se reportant aux figures ci-après données à simple titre d'exemple et sans aucun caractère limitatif en particulier de forme ou de dimensions.
La figure 1 représente une coupe longitudinale de l'appareil.
La figure 2 représente une variante d'exécution des parties qui constituent spécialement l'invention.
Enfin les figures 3 et 4 représentent un mode d'exécution prévu par l'invention des pièces isolantes décrites dans les figures 1 et 2.
Sur les figures 1 et 2, 1-2-3 et 4 désignent le circuit magnétique du transformateur, constitué par deux pièces superposées, la première 1-2-3 en forme d'U, la seconde 4 en forme de demi-circonférence. La pièce 1-2-3 comprend donc la base 1 et les deux colonnes 2 et 3 du circuit magnétique tandis que la pièce 4, placée à la partie supérieure de la précédente ferme ce circuit.
Les enroulements basse-tension 5 et 6 sont bobinés sur les colonnes 2 et 3. Concentriquement à ceux-ci se trouvent les enroulements haute-tension, 7 et 8 formés de galettes successives, et isolés des enroulements basse-tension par un espacement convenable cloisonné avec des cylindres isolants tels que 9-10-11 et 12-13-14. Les galettes des enroulements hautetension sont connectées de façon telle que la partie supérieure de chacun des enroulements 7 et 8, soit au potentiel le plus élevé, (ou à un potentiel voisin) et la partie inférieure, au
<Desc/Clms Page number 3>
potentiel de la terre, (ou à un potentiel voisin).
A cet effet on peut par exemple mettre les enroulements 7 et 8 en parallèle, ou relier la sortie de la première galette de 7 avec l'entrée de la première galette de 8, la sortie de la première galette de 8 à l'entrée de la deuxième galette de 7 et ainsi de suite.
Suivant la présente invention, le potentiel le plus élevé est maintenu sur un écran métallique 15, en forme de demi-tore, entourant complètement la partie supérieure 4 du circuit magnétique. Cette partie est d'ailleurs elle-même entourée d'un écran électrostatique non représenté sur la figure, dont le but est de masquer les aspérités que peut présenter cette pièce. Ainsi le circuit magnétique 4 et l'écran à haute tension 15 forment les deux armatures d'un condensateur toroidal à l'intérieur duquel, on le comprend aisément il ne peut exister qu'un champ électrique dirigé radialement.
Il est essentiel de remarquer encore que, dans l'espace isolant situé entre les enroulements haute et basse tension, le long de chaque colonne, il ne règne pratiquement qu'un champ radial, dont l'intensité diminue graduellement quand on va du som met à la base de chaque enroulement. Le long du récipient isolant 16, par contre règne un champ tangentiel, mais celui-ci est rendu pratiquement uniforme par les enroulements hautetension.
Un socle métallique 17 portant les bornes de l'enroulement basse-tension, et mis à la terre, ainsi qu'un petit capot métallique 18, relié électriquement à l'écran 15, et par conséquent porté au potentiel le plus élevé, complètent la structure du transformateur.
Dans la figure 1 l'écran 15 prolonge autour du circuit magnétique 4, le cylindre intérieur des bobines de tête des enroulements 7 et 8, et forme par conséquent avec la surface
<Desc/Clms Page number 4>
intérieure de ces dernières une surface conductrice uniforme et pratiquement ininterrompue. Des cloisons isolantes telles que 19-20 et 21 peuvent être disposées dans l'espace annulaire entre le circuit magnétique 4 et l'écran 15. Ces cloisons seront par exemple réalisées suivant le dispositif de la figure 4, ainsi qu'il sera expliqué plus loin.
Il est essentiel d'observer que le transformateur objet de l'invention doit avoir des dimensions réduites dans le sens transversal, afin de permettre l'emploi d'un récipient isolant 16, de diamètre aussi faible que possible. A cet effet, les enroulements haute-tension 7 et 8, peuvent être presque jointifs, puisque par construction deux galettes situées en face l'une de l'autre sont à un même potentiel ou a des potentiels très voisins. De même le jeu entre ces enroulements et la paroi interne du récipient 16 peut être faible. Enfin l'épaisseur de l'isolement entre les enroulements haute et basse tension peut être également très réduite, étant donné la répartition régu- lière du champ électrique dans cette région.
Il suffit par exemple de prévoir une isolation massive, ou constituée par un nombre suffisant de cloisons isolantes portant au besoin des armatures métalliques isolées ou reliées à l'enroulement haute-tension.
Dans l'espace annulaire entre le circuit magnétique 4 et l'écran 15, il ne sera pas possible en général d'opérer une réduction des dimensions d'isolement aussi accentuée que dans l'espace cylindrique entre enroulements haute et basse tension, en raison de la double courbure des électrodes d'une part et des difficultés plus grandes que présente d'autre part l'isolation toroîdale sur l'isolation cylindrique.
L'invention cependant prévoit le moyen de pallier cet inconvénient sans qu'il en résulte la moindre augmentation @
<Desc/Clms Page number 5>
des dimensions générales du transformateur. A titre d'exemple la figure 2 représente un dispositif remplissant ce but.
Dans cette figure l'armature intérieure de l'espace annulaire est formée comme dans la figure 1, par le circuit magnétique 4 lui-même (entouré d'un écran pour masquer ces aspérités, comme indiqué plus haut) et un écran auxiliaire 22, la raccorde avec la surface cylindrique qui limite extérieurement l'enroulement basse-tension. En outre l'écran 15, n'est plus placé à l'aplomb des surfaces intérieures des enroulements haute-tension comme dans la figure 1, mais à l'aplomb de leurs surfaces extérieures. Les surfaces cylindriques intérieures des enroulements haute-tension sont alors raccordées à l'écran 15, par un écran auxiliaire 23. Avec cette disposition l'épaisseur de l'isolement dans l'espace annulaire 4-15 est augmentée de l'épaisseur des enroulements.
Les lignes de force du champ électrique prennent alors des trajectoires analogues à celles tracées en 24-et 25 sur la figure 2. On détermine le rayon de courbure des écrans auxiliaires 22 et 23 de façon telle que l'intensité du champ électrique en un point quelconque de leur surface soit toujours inférieure ou au plus égale à l'intensité du champ électrique qui règne dans l'espace 5-7 entre enroulements haute et basse tension, chose toujours possible.
Sur la figure 2 comme sur la figure 1, l'espace annulaire 4-15 contient des cloisons isolantes 19-20. Ces cloisons peuvent être réalisées par exemple par moulage ou par coulage, (cas de cloisons en porcelaine), mais une réalisation qui semble beaucoup plus économique est illustrée par les figures 3 et 4.
Un cylindre par exemple en papier bakélisé ou gomme-laqué 26 , est tronçonné suivant les lignes inclinées 27 et 28 de la figure 3 faisant entre elles un certain angle, puis les tronçons sont assemblés, comme le montre la figure 4. Ces tronçons peuvent être
<Desc/Clms Page number 6>
connectés ou simplement collés bout à bout à la bakélite ou à la gomme-laque, sous pression et à chaud.
Il convient d'observer enfin que l'isolement annulaire entre le circuit magnétique et l'écran 15, forme une capacité en dérivation aux bornes des enroulements haute-tension. Si cette capacité à laquelle s'ajoute la capacité de l'isolement entre enroulements eux-mêmes est suffisamment importante, et si elle comprend des armatures intermédiaires assurant une équipartition de tension quand elles agissent seules, il suffit de lier ces armatures en des points convenables des enroulements haute-tension pour réaliser un transformateur antirésonant.