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"Transformateur à haute tension, spécialement transformateur de tension."
Dans des installations aux tensions les plus élevées actuellement en usage, on donne, dans les derniers temps, la préférence aux transformateurs de tension à couplage monophasé entre la phase et la terre. A cet effet, on a déjà préconisé des dispositions avantageuses, dans lesquelles la tension du bobinage haute tension croît uniformément depuis zéro jusqu'au potentiel de haute tension. Si l'on dispose la partie active d'un tel transformateur dans un boîtier isolant destiné à recevoir un agent isolant liquide ou gazeux, il se produit à sa surface une répartition de potentiel commandée par le bobinage.
Il est connu, en outre, d'absorber la chute de potentiel entre les enroulements, à l'intérieur d'un tel transformateur, au moyen d'une enveloppe isolante continue, qui embrasse la culasse de fer du côté de la haute tension et qui n'est ouverte que du côté de la terre, de sorte qu'elle présente pratiquement la forme d'un U, le potentiel croissant alors constamment depuis les extrémités ouvertes de l'enveloppe isolante jusqu'à l'extrémité haute tension de l'enroulement haute tension. Il a aussi été signalé que, dans ce cas, l'enveloppe isolante peut être agencée sur un support conducteur, p. ex. sur le noyau de fer également courbé en forme de U.
Il est également connu que,
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dans de tels transformateurs, il est avantageux de laisser les enroulements s'appliquer directement et intimement contre la matière isolante. finalement il est connu de recouvrir la face intérieure, située du côte basse tension, de l'enveloppe isolante, spécialement sur sa partie exempte d'enroulement et embrassant la culasse de fer courbée, d'un revêtement métallique.
Avec les types de construction connus, il n'es toutefois pas possible, dans les transformateurs travaillant aux plus hautes tensions, d'utiliser l'isolation fixe entre la haute et la basse tension en tirant profit de sa haute valeur de disruption ou perforation électrique. Car s'il existe des intervalles d'huile entre les deux bobinages ou, au moins,entre un bobinage et l'enveloppe isolante, leur pouvoir isolant est beaucoup plus faible que celui de l'isolation en papier ; malgrécela, ces intervalles d'huile sont chargés plus fortement par l'intensité de champ électrique que ne l'est l'isolation en papier. En plus, l'instabilité du champ électrique occasionnée par le bord de l'enroulement à l'extrémité haute tension du cylindre d'enroulement haute tension, rend le problème de l'isolement encore sensiblement plus difficile.
Car même si l'on évite l'intervalle d'huile grâce au contact parfait entre les bobinages et l'enveloppe isolante, il se produit, à ce bord, des apparitions d'effluves et d'étincelles de glissement qui sont très difficiles à maîtriser et qui ne peuvent pas non plus être empêchées par la métallisation intérieure de l'enveloppe isolante. L'agencement usuel de bagues protectrices arrondies aux bords des enroulements peut bien augmenter quelque peu la tension initiale à laquelle se manifestent des phénomènes d'effluves, mais n'évite cependant pas la formation nuisible d'étincelles de glissement.
L'écartement et l'épaisseur de l'isolation entre les deux parties conduisant la tension ne pouvaient donc, jusqu'à présent, pas être dimensionnés en considération de la tension disruptive admissible, mais devaient l'être en considération de la tension de production d'étincelles de glissement, ce qui exige une isolation sensiblement plus forte.
Suivant l'invention, les difficultés mentionnées sont maintenant éliminées, dans la disposition indiquée, comportant un noyau en forme de U et à fer fermé, ainsi qu'une enveloppe isolante en forme de U et similaire à un câble, qui se trouve en contact intime avec les enroulements haute et basse tension, grâce au fait que toute espèce d'effets de bords sont empêchés par une répartition commandée de potentiel, de sorte qu'il devient possible de dimensionner l'isolation uniquement en considération de la disruption.
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Le dessin annexé montre un exemple d'exécution de l'invention.
Le noyau de fer a., en forme de U, est fermé par la culasse b.
L'enroulement cylindrique basse tension c¯ se trouve sur les deux colonnes du noyau . L'enveloppe isolante d est enroulée directement sur ce bobinage c; cette enveloppe se prolonge aussi sans interruption sur l'arc de culasse supérieur du noyau de fer et est seulement ouverte aux deux extrémités qui s'appliquent contre .la culasse inférieure b. Le noyau de fer se trouve au potentiel de la terre, de même que le début, situé en-dessous, du bobinage haute tension e. Ce dernier est un bobinage cylindrique composé d'enroulements en disque, dont le potentiel va en croissant de bas en haut, jusqu'au potentiel le plus élevé qui est raccordé à la borne haute tension f.
En vue de la commande du potentiel à la partie arquée, exempte d'enroulement, du tube isolant, et en vue d'éviter des effets de bords, la partie arquée du tube isolant d est pourvue, non seulement à l'intérieur, tel qu'il est déjà connu en soi, mais aussi à l'exterieur, de revêtement conducteurs g, h, dont l'extérieur a est amené, par une liaison conductrice, au potentiel de la hautes tension, tandis que le revêtement intérieur h est amené au potentiel de la terre. Le transformateur repose sur une plaque de base k et est entouré d'un boîtier isolant i en céramique. Son creux peut être rempli de liquide ou gaz isolant.
Le revêtement h, conducteur du courant, peut évidemment recouvrir toute la surface intérieure de l'enveloppe isolante d.
Les revêtements g, h peuvent être établis en métal ou en laque conductrice, p. ex. mélangée de poudre métallique ou de noir de fumée. Ils peuvent p. ex. être établis de telle manière que, tout au moins pour la partie arquée de l'enveloppe d, on utilise, comme couches intérieure et extérieure, une bande conductrice, que ce soit une bande métallique ou une bande métallisée ou imprégnée ou enduite de manière à la rendre conductrice. Ju bien les revêtements peuvent être enroulés sur ou dans l'enveloppe isolante d déjà prête, ou y être appliqués par pression, projection ou peinture. En outre, on peut conformer les revêtements g, h de manière qu'ils soient perméables aux liquides et aux gaz, p. ex. sous la forme de treillis ou analogues.
Mais on peut aussi, comme il est connu en soi, les établir, au moins du côté haute tension, donc à l'extérieur, sous la forme d'un enroulement de fil nu ou isolé qui forme, dans ce dernier cas, les premières spires du bobinage haute tension. De la manière connue en soi, l'enveloppe
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isolante peut presenter une section transversale qui va en croissant depuis le potentiel le plus bas jusqu'au potentiel le plus haut. De plus, elle peut être renforcée sur le tronçon de plus haute tension, qui est arque et exempt d'enroulement.
Urâce à la construction suivant l'invention, l'enveloppe isolante est, en toutes ses parties, sollicitée perpendiculairement à la paroi et exclusivement à la perforation. La conformation en forme de U du noyau de fer, qui est connue en soi, et l'enveloppe isolante d sembla';
le à un câble, qui entoure le noyau, permettent d'obtenir, à sa surface, une évolution du potentiel telle que la tension croît depuis zéro, aux extrémités ouvertes inférieures de l'enveloppe isolante, jusqu'à la valeur maximum, à l'extrémité supérieure fermée de l'enveloppe. Etant donné que la surface extérieure g de l'enveloppe isolante ± conduit le potentiel de la haute tension à son extrémité supérieure, le noyau a, qui se trouve au potentiel de la terre, est complètement blindé électriquement par rapport à la coiffe métallique supérieure qui ferme le boîtier isolant i et porte la borne haute tension f.
La construction décrite selon l'invention, qui est exempte d'effets de bords, presente encore l'avantage que, par suite du faible écartement entre les enroulements, la tension de courtcircuit devient tellement faible que, même avec un noyau de fer à section transversale relativement petite, on obtient une très grande puissance de mesure. En même temps, les dimensions radiales sont réduites, malgré la grande sécurité au point de vue de la tension.
REVENDICATIONS.
I.- Transformateur à haute tension, spécialement transformateur de tension, pour le couplage entre la terre et la haute tension, comportant un noyau de fer, en forme de U, fermé et mis à la terre, qui présente deux colonnes pourvues chacune d'enroulements basse et haute tension, et comportant en outre, une enveloppe isolante, similaire à un câble et également en forme de U, qui entoure le dit noyau et se trouve en contact intime, par sa face intérieure avec le bobinage basse tension, et par sa face extérieure avec le bobinage haute tension, ce dernier étant forme cylindriquement à l'aide d'enroulements en disques, le potentiel allant en croissant, depuis zéro et dans une seule direction, caractérisé en ce que toute espèce d'effets de bords sont empêches par une répartition commandée de potentiel.