BE425060A

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Description

Transformateur refroidi par l'air.

Pour le refroidissement d'appareils électriques, en particulier de transformateurs et de condensateurs, on emploie comme on le sait des huiles isolantes. Celles-ci ont toute- fois en dehors de leur prix élevé et de la circonstance qu'elles doivent être importées de l'étranger, des inconvénients considérables en ce sens qu'elles élèvent le poids de l'appa- reil électrique et qu'elles sont dangereuses au point de vue de l'incendie. Les propriétés électriques des huiles isolantes deviennent plus mauvaises, comme on le sait, avec une longue durée de fonctionnement par l'absorption de l'humidité de l'air et de l'oxygène de l'air, de sorte que la sécurité de fonction-

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nement de l'appareil électrique peut,:;', ¯inuer au cours du temps.

Pour créer un appareil électß l.":e en particulier un transformateur, dont la capacité de cierge est équivalente, avec
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renoncement aux huiles isolantes empl,j,çes jusqu'à présent, à peu près à la capacité de charge des appareils à remplissage d'huile, l'appareil électrique suivant la présente invention, par exemple le transformateur ou le condensateur, est placé dans une cuve remplie de gaz ou d'air, Le volume d'air contenu
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dans la cuve du transformateur est co::,.¯-.:it par un ventilateur à l'exclusion de tout autre trajet en circuit fermé seulement le long des enroulements et du noyau de fer et à travers
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des éléments de refroidissement anneJ-, ;;: à la paroi de la cuve.

Un exemple de réalisation du ,',.":,nsforrJlé"teur à refroi- dissement par l'air suivant la. présence invention est représenté aux fig. I et 2.
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Le transformateur 1 avec les c.: oulernents , et le noyau de fer 3 est introduit dans la cuve 4. remplie de gaz ou d'air.

Les enroulements et le noyau de fer sent pourvus alun enduit
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résistant aux acides et à l'ht:anidité. :-,2. cuve est pourvue, d'une manière connue, de tubes de refroidissement 5 qui portent éventuellement, en vue d'augmenter les surfaces, des ailettes.

Comme autres éléments de refroidissement on peut employer
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naturellement aussi des poches de r?e:11..-<iidissement ou des radia- teurs, par' exemple des tubes de refroidissement insères aans des collecteurs en tube ou en caisse, seulsles tubes collecteurs étant raccordés à la cuve 4. Les tube±:; de refroidissement dé- bouchent avantageusement en 6 dans la cuve à un endroit de la paroi qui est en face de la partie froncale 7 des enroulements cédant la chaleur. De cette manière on peut produire déjà une
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circulation de l'agent de refroidisser.-nj.'it même sans ventilateur.

L'autre extrémité des éléments de refroidissement débouche par exemple à l'endroit 8 dans une partie ce la cuve 4-; par exemple dans une chambre 9, qui est séparée par une cloison 10 de l'espace de la cuve contenant le transformateur. L'arête II de

la cloison 10 ne se trouve pas avantageusement immédiatement contre la paroi de la cuve 4. Au contraire l'étanchéité est produite par un anneau élastique ou une bande en matière d'étanchéité, par exemple en caoutchouc ou en caoutchouc syn- thétique 12. Cette bande d'étanchéité dépasse les bords II de la paroi 10 et s'applique de façon étanche contre la paroi 4 de la cuve.

Elle est serrée contre la parai 10, par exemple par des plaques de pression 13 ou des anneaux de pression de telle façon que dans le cas où l'étanchéité aurait des défauts après une longue durée de fonctionnement, elle peut être rempla- cée facilement.. Comme le montre par exemple la fig. I, la cloison 10 est fixée aux boulons de serrage ou aux tiges de traction 14. du transformateur.au moyen de vis ou par des rivets ou par soudure. Symétriquement par rapport au transformateur I, par exemple en son milieu, la cloison 10 possède une ouverture 16 dans laquelle est insérée l'ailette de ventilateur 17.

L'ouverture peut déboucher dans une tubulure 18 qui porte le moteur de commande 19 du ventilateur et présente des ouvertures latérales 20. Le moteur de commande 19 peut naturellement être fixé également à des parties du transformateur I ou au couvercle 21 de la cuve. Pour le courant d'air de refroidissement, on obtient les trajets d'écoulement indiqués par les flèches 22.

L'air de refroidissement est conduit le long des enroulements 2 et du noyau de fer 3 sous l'action du ventilateur 17 ou en cas d'absence de ventilateur par la différence de poids spécifi- ' que entrel'air chaud et l'air froid. Il entre par l'ouverture 16 dans la chambre 9 et parvient de là dans les tubes de refroi- dissemment 5 dans lesquels il descend ou est conduit vers le bas pour entrer de nouveau en 6 dans la cuve 4 du transforma- teur.

Fréquemment les distances entre les pièces au transfor- mateur qui sont le siège d'une tension et la paroi de la cuve sont tellement grandes que dans l'intervalle entre le transforma- teur et la paroi de la cuve la résistance d'écoulement pour le

courant dair de refroidissement est la plus petite. La plus grande quantité d'air de refroidissement baignerait donc seule- ment la surface des enroulements.

Pour obliger toutefois le courant d'air de refroidissement à passer également entreles différents enroulements, par exemple les canaux longitu- dinaux de refroidissement prévus dans les enroulements et entre les enroulements et le noyau de fer, il est à recommander de prévoir une moulure 23 qui embrasse complètement les enroule- ments et le noyau de fer. Les arêtes 24 de cette moulure peuvent s'appliquer de façon étanche contre le paroi 4 de la cuve et on laisse avantageusement entre la moulure et les enroulements une étroite fente libre pour que le courant d'air de refroidisse- ment baignant les surfaces des enroulements ne soit pas complètement étranglé.

La moulure 23 peut également être pour- vue de parties qui s'avancent dans les :intervalles 25 entre les enroulements voisins:
Pour éviter dans la cuve des surpressions et des dé- pressions nuisibles, l'espace intérieur de la cuve est en communication avec l'air extérieur par -une annexe 26. Cette dernière contient, outre des filtres à poussières 27 et des tamis ou des réseaux par exemple en gaze de cuivre, des ré- cipients 28 qui sont remplis d'une matière 29 absorbant l'hu- midité de l'air, par exemple de chlorure de calcium ou de pentoxyde de phosphore. Tout le transformateur est par consé- quent à l'abri du grisou et convient particulièrement pour l'emploi dans les mines.

Les commutateurs du transformateur donnant lieu à des formations d'étincelles, par exemple le commutateur d'ouverture et de fermeture, les commutateurs comme le sélecteur d'étages, le sélecteur d'étages de charge et le commutateur de charge sont, dans ce cas particulier d'emploi du transformateur suivant la présente invention, logés égale- ment dans la cuve de transformateur et cela avantageusement- dans la chambre 9 qui est facilement accessible après soulève- ment du couvercle 21. En particulier dans les mines ou dans

les stations situées sous le pavage il est à recommander d'effectuer l'introduction immédiate des lignes de raccorde- ment dans la cuve du transformateur, en renonçant aux isola- teurs de passage, à l'aide de fermetures d'extrémité de câbles.

Comme le montre la fig. I., les fermetures d'extrémité de câbles 30 servent en même temps de passage à travers la paroi.

La paroi de recouvrement 32 enfermant l'extrémité 31 du câble est vissée de façon étanche à la paroi 4 de la cuve ou soudée.

L'introduction du câble se trouve en outre à un endroit de la paroi de la cuve exempt d'éléments de refroidissement, par exemple dans le voisinage du fond 33 de la cuve. Les commence- se ments d'enroulement/trouvent pour obtenir de courtes lignes de raccordement 34, dans la face frontale de l'enroulement qui est voisine de l'introduction de câbles, c'est-à-dire,'dans l'exemple de réalisation représenté à la fig. I, à proximité du fond 33 de la cuve. En cas de transformateurs à courant triphasé, la liaison de point neutre 35 se trouve. par consé- quent au-dessus dans la cuve.

Les lignes de soutirage éven- tuelles 36' peuvent partir du milieu de l'enroulement et sont maintenues avantageusement par la moulure 23 qui est faite de son côté en matière isolante et est fixée à des pièces de trans- formateur qui sont le siège de tension ou sont mises à la terre.

Pour pouvoir fixer commodément ou changer de bornes les lignes de raccordement, la cuve comporte des trous d'homme.

La section transversale de la cuve du transformateur peut être quelconque, par exemple rectangulaire, carrée, circu- laire ou avoir des arêtes de côté arrondies ou en demi-cercle ou des surfaces latérales. Les cuves rondes ou.ovales ont l'a- vantage qu'elles peuvent être pourvues d'éléments de refroidis- sement sur -boute la périphérie tandis que dans le cas .de cuves polygonales, des mesures spéciales doivent être prises pour utiliser également l'espace existant dans les angles de la cuve pour le placement d'éléments de refroidissement.

La section transversale d'une paroi de cuve pourvue de poches de refroidissement est représentée à la fig. . Il s'agit ici d'une cuve en tôle ondulée présentant les poches de refroidissement 37. Ces dernières dabouchent dans la cuve à peu près aux endroits désignés par 6 et 8 à la fig. I. Sur une partie de leur longueur les poches sont séparées par les cloisons 38 de la chambre intérieure de la. cuve du transforma- teur. Cette dernière peut consister en,i=ne enveloppe de tôle de fer reliée aux poches par soudure par points.

Lorsqu'on renonce à la communication du volume d'air contenu dans la cuve avec l'air extérieur par l'intermédiaire de l'annexe 26 on peut remplir la cuve d'un gaz non combusti- ble, par exemple de l'azote ou de l'acide carbonique, en par- ticulier de gaz à grande conductibilité thermique. On peut également mettre l'air ou;les gaz sous une surpression lorsque c'est désiré pour augmenter la solidité, d'isolement.

En cas d'emploi d'un ventilateur 17, le moteur du ventilateur est avantageusement mis en circuit sous la dépen- dance de la charge du transformateur. Ce moteur est alimenté par exemple par des enroulements auxiliaires particuliers disposés sur le noyau de fer du transformateur. Lorsque ceux-ci ne sont en liaison qu'avec le flux de dispersion, le ventilateur ne démarrerait qu'en cas de charge du transformateur. L'eleva- tion de son nombre de tours s'établit =.lors en concordance avec l'élévation de la charge.

Le moteur 19 peut toutefois .aussi être parcouru par le courant de charge du transformateur ou une partie de celui-ci; il est éventuellement mis en circuit par des relais thermiques, par exemple des thermomètres à con- tacts ou des organes commutateurs bimétalliques seulement en cas de dépassement d'une température de fonctionnement inadmissible.

On a observé que l'on peut charger un semblable transforma teur à refroidissement par l'air, pourvu d'un ventilateur, aussi fortement qu'un transformateur fonctiontant avec refroidissement par l'huile.

En. particulier en cas de fonctionnement avec ventila- teur, le transformateur suivant la présente invention peut être mis en service dans n'importe quelle position. Pour empêcher les déplacements du noyau de fer en particulier lorsqu'il s'agit d'un transformateur transportable, le noyau de fer peut être immobilisé par des cornières 39 disposées au fond de la cuve ou sur le châssis 33.

Pour augmenter l'effet de refroidissement, les éléments de refroidissement 5 reçoivent le soufflage de ventilateurd disposés en dehors de la cuve du transformateur. En cas d'emploi de moteur de commande à collecteur, pour éviter l'emploi de types de moteurs à l'abri du grisou, ce moteur de commande peut également être logé dans la cuve du transformateur. L'ailette du ventilateur est alors actionnée par un arbre traversant la paroi de la cuve 4 du coté extérieur de la cuve.

Claims

R e v e n d i c a t ion s .

I/ Transformateur à l'abri des explosions, à refroidissement par air, comportant un ventilateur disposé dans la cuve du transformateur, en particulier pour les mines, caractérisé en- ce que le volume d'air contenu dans la cuve du transformateur n'est conduit en circuit fermé, par le ventilateur, à l'exclu- sion d'autres trajets, que le long des enroulements et du noyau de,fer et à travers les éléments de refroidissement annexés à la paroi de la cuve.

2/ Transformateur suivant la revendication I, caractérisé en ce que le trajet d'écoulement de l'air entre les enroulements et la paroi de la cuve est bloque- complètement ou partiellement par une moulure entourant les enroulements et le noyau defer de toutes parts.

3/ Transformateur suivant les revendic.ations I et 2, caractérisé en ce que les éléments de refroidissement raccordés à la cuve débouchent d'une part dans la cuve à un endroit de la paroi de celle-ci qui est en face de l'extrémité ou de la face frontale de l'enroulement émettant de la chaleur,et débouchent d'autre <Desc/Clms Page number 8> part dans une chambre séparée par une @@@ison, de façon etanche à l'air, de l'espace de la cuve contenant le transformateur;, chambre qui est reliée à l'espace de la cuve par une ouverture située symétriquement au transformateur dans la cloison.

,!-/ Transformateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'ouverture disposée dans la cloison contient l'ailette du ventilateur.

5/ Transformateur suivant les revendications 3 et 4, caracté- risé en ce que le moteur de commande du ventilateur est fixé sur une tubulure montée sur l'ouvertureou sur des pieds de support disposés sur la tubulure.

6/ Transformateur suivant les revendications I à 4, caracté- risé en ce que le ventilateur est fixé au couvercle de la cuve de telle manièreque l'ailette se trouve devant l'ouverture de la cloison.

7/Transformateur suivant les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la chambreséparée par la cloison de l'espace inté- rieur de la cuve contient des commutateurs de réglage et éven- tuellement des disjoncteurs ainsi que des appareils de sûreté.

8/ Transformateur suivant les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'espace intérieur de la cuve, en particulier la cham- bre, est relié à l'air extérieur par l'intermédiaire d'une an- nexe contenant des agents d'élimination de l'humidité de l'air.

9 Transformateur suivant les revendications I à 8, caractérisé en ce que la cloison séparant de façon étanche la chambre de l'espace intérieur de la cuve est fixée au transformateur, avantageusement aux tiges de traction traversant le couvercle de la cuve.

IO/ Transformateur suivant la revendicacion 9, caractérisé en ce qu'aux arêtes de la cloison situées en face de la paroi de la cuve, on a fixé une garniture d'étanchéité en caoutchouc dépas- sant les arêtes et avantageusement serrée sur la paroi au moyen de barres ou de plaques de pression, garniture qui est appliquée contre la paroi de la cuve. <Desc/Clms Page number 9>

II/ Transformateur suivant les revendications I à 10, caractérisé en ce que les lignes d'amenée vers les enroulements du transformateur sont introduites au moyen des fermetures d'extrémité de câbles, à travers la partie de la paroi de cuve exempte d'éléments de refroidissement.

12 Transformateur suivant les revendications I à II, caracté- risé en ce que la paroi de la cuve possède des trous d'homme.

13 Transformateur suivant les revendications I à 12, caracté- risé en ce que l'enroulement et le noyau de fer sont pourvus de revêtements ou d'enduits résistants aux acides et à l'humidité.