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Perfectionnements apportés aux transformateurs à haute tension.
La présente invention concerne des transformateurs à haute tension et plus particulièrament des transformateurs destinés à l'alimentation d'appareils à rayons X. Il .est souvent désirable de pouvoir utiliser à un endroit voulu quelconque ces transformateurs ou les appareils dont ils font partie, de sorte qu'ils doivent être facilement déplaçables. Dans les appareils à rayons X le transfor- mateur et le tube sont souvent logés dans une seule enveloppe qu'on suspend à un support et dont la position doit être facilement mo- difiable par l'opérateur. L'enveloppe peut contenir encore d'autres organes destinés à redresser et à augmenter la tension.
Au voisinage de la bobine a haute tension .du transfor- mateur il y a généralement des parties métalliques qui présentent une grande différence de potentiel par rapport à la bobine. Cela supplique en premier lieu au noyau du transformateur, qui est le plus souvent mis à la terre. Entre ces parties et l'enroulement à haute tension du transformateur il faut donc prévoir des distances d'isolement suffisantes pour éviter un percement disruptif vers la partie mise à la terre.
Bien qu'on cherche toujours à réduire le plus possible l'encombrement du transformateur on ne peut pas aller trop loin, parce qu'il y a diverses raisons pour donner aux distances d'isole- ment une ample valeur. Gn fait cela, entre autres, parce que la forme des bobines à haute tension entraîne localement des intensités de courant beaucoup plus grandes qu'il ne s'ensuivrait de la ten- sion et de la distance de la bobine aux parties mises à la terre.
Ces concentrations locales des lignes de force sont maximum au bord de la bobin.elà où la différence de tension entre l'ambiance et l'enroulement est maximum. C'est donc làoù le perce-ment se pro- duira en premier lieu.
La. présente invention vise réduire le risque de perce- ment, de sorte qu'on puisse admettre une intensitéde champ moyenne plus grande et réduire la distance d'isolement nécessaire. Confor- mém.ent à l'invention on y parvient en entourant d'un organe formant écran et conducteur de l'électricité une partie des spires de la. bobine à haute tension, en comptant à partir de la spire ayant la. tension la plus élevée par rapport aux parties du transformateur mises à la terre, cet organe ou coiffe présente un potentiel infé- rieur au pôle de haute tension du transformateur, embrasse les bords de la bobine et s'étend en partie dans cette dernière.
On peut ob- tenir d'une manière simple le potentiel plus faible de la coiffe en la reliant électriquement à l'une des spires de la bobine à haute tension, de préférence une spire où. la coiffe entre dans la .
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bobine. Gn peut au si utiliser l'invention si les bords de la coiffe s'étendent dans la bobine sur une faible distance par rapport à la largeur de la bobine.
Le percement de la distance d'isolement résulte souvent de surtensionsprovoquées par des pulsations de charge du trans- formateur. Grâce à la capacité de la coiffe on évite des déplace- ments de potentiel, qui sont provoqués par des pulsations de charge et causent une distribution de tension différente des rapports d'enroulement.
Si l'on utilise de l'huile comme isolant la coiffe em- pêche le transport d'impuretés dans l'huile, qui se réunissent aux endroits où l'intensité de champ est grande et forment une colonne ayant une résistance plus faible et oui peuvent provo- quer le percement à la longue.
De plus, l'invention permet de réduire l'intensité de champ aux bords de la bobine à haute tension. Par un choix judi- cieux de la forme et des dimensions de la coiffe on peut changer la distribution de champ et décharger la matière isolante là où la concentration des lignes de force est maximum. A cet effet on peut donner à la distance entre les bords de la bobine et la co ffe une valeur supérieure aux distances à la surface équi- potentielle primitive associée à la tension de la coiffe. En l'absence de la coiffe, la forme de cette surface est fonction de la distribution de tension entre les points où il y a une grande différence de potentiel.
En disposant la coiffe on change la distribution de tension entre les bords de la bobine et les parties du transformateur mises à la terre de telle façon que le gradient de potentiel entre la coiffe et la bobine devienne plus faible, tandis qu'il augmente à l'extérieur de la coiffe. Cela permet d'augmenter la charge diélectrique de la matière isolante et de placer les parties mises à la. terre à une distance moindre de la bobine.
La mesure conforme à l'invention s'applique aux trans- formateurs où les couches de papier servant désolant font sail- lie des deux côtés de l'enroulement à haute -,tension et ont une longueur telle que lorsqu'on les replie elles s'étendent au moins jusqu'au milieu de la bobine. Dans ce cas la coiffe peut être constituée par une ou plusieurs couches de papier métallisé ou par une feuille métallique disposée entre les couches de ma- tière isolante.
De préférence, la coiffe est établie en tôle métal- lique, Lorsqu'on utilise un enroulement à haute tension ayant en substance une section trapézoïdale, la largeur des couches de spires dans l'espace entouré par la coiffe peut êtresupé- rieure à celle de la partie de l'enroulement contigue à la coiffe et non entourée par cette dernière. Cela diminue l'encombrement du transformateur, parce que dans ce cas on peut 'réduire la };au- teur d'enroulement de la bobine.
La description du dessin annexée donnp à titre d'exem- ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Sur les deux figures des parties correspondantes du transformateur portent les mêmes chiffres de référence. La bo- bine primaire 1 est enroulée directement sur le noyau en fer 2
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et estséparée de l'enroulement secondaire 4 par une couche de matière isolante 3. Ce dernier enroulement se compose de couches dont la largeur décroît graduellement vers le pourtour. Cette mesure favorise la robustesse de la construction de la bobine.
La différence de potentiel par rapport .au noyau mis à la terre augmente versle pourtour de la bobine, de sorte que sensiblement la totalité de la haute tension se produit entre les bords de la bobine et le noyau. L'espace où ont lieu les con- centrations des lignes de force n'est.occupé qu'en partie par l'isolation des couches de spires. La coiffe 5 entoure une partie des spires situées à l'extérieur de la bobine et on.peut facile- ment choisir sa forme et ses dimensions de manière à réduire con- sidéra.blement le risque de percement. La coiffe est établie en tôle métallique et faite, de préférence, en deux pièces qu'on fixe l'une à l'autre par soudure ou d'une autre manère convenablesur les deux côtés après l'enroulement. Sur la fig. 1 le joint est dé- signé par 7.
Eu égard à l'apparition de courants de Foucault il importe de prévoir une interruption dans les deux parties ; ces in- terruptions peuvent être décalées l'une par rapport à l'autre.
La moitié intérieure de la coiffe peut être reliée à une spire là où la coiffe s'étend dans la bobine.
La fig. 2 montre que la largeur des couches de spires 6 entourées par la coiffe est supérieure à la largeur de la couche de spires extérieure de'la partie non-entourée par la coiffe, ce qui permet de réduire la hauteur de l'enroulement.