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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY SUBSTANCES ISOLANTES ET APPAREILS ELECTRIQUES LES UTILISANT
La présente invention concerne des substances isolantes et des appareils électriques utilisant ces substances.
. Il est bien connu que des appareils électriques tels que des transformateurs de puissance, des câbles ou autres appareils ont été généralement isolés au moyen d'huile liquide, mais par suite de la combustibilité de l'huile, on a proposé d'utiliser des dérivés halogènes du groupe des hydrocarbures aromatiques, par exemple du diphényl chloré ( connu sous la dénomination commerciale de "pyran- nol" ) et du naphtalène chloré au lieu d'huile car de telles sub- stances sont plus ou moins ininflammables. D'autres appareils élec- triques tels que des condensateurs utilisent également des hydrocar- bures aromatiques chlorés pour¯leur isolement.
Dans les câbles contenant un isolement imprégné d'une
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substance composite, la demanderesse a, déjà. proposé d'utiliser en contact direct avec l'huile des transformateurs des barrières de terminaison contenant du polystyrène afin d' éviter une contamination du composé d'imprécation à l'intérieur du câble.
Il a également été proposé d'utiliser des câbles dont l'isolement principal consiste en du polystyrène. Il résulte -toutefois d'expériences que si un câble dont la terminaison contient du polystyrène esb amené à un appareil contenant un dérivé halogène du groupe des hydrocarbures aromatiques, le dérivé halogène tend à dissoudre le polystyrène ce qui n'est évidemment pas du tout désirable. Si un câble a par exemple été muni d'une barrière de terminaison contenant du polystyrène, la, dissolu- tion du polystyrène tend à détruire la barrière, et si le polysty- rene constitue l'isolement principal du câble, cette dissolution du polystyrène tend à affaiblir l'isolement et peut en entraîner la rupture..
Dans le cas d'un condensateur, si on utilise un isolement fibreux imprégné de polystyrène en combinaison avec un dérivé halo- gène du groupe sus-mentionne, le dérivé halogène tendra à dissoudre le polystyrène eb à le séparer de l'isolement fibreux.
Un des objets de l'invention est par suite d'éviter ou à bout le moins de minimiser la dissolution d'un isolement de polysty- rène dans un appareil électrique, par exemple un condensateur, un manchon de condensateur, 'un câble, etc ..., par une substance iso- lante liquide avec laquelle le polystyren peut venir en contact.
On a trouvé que ce but pouvaitêtre atteint en utilisant un
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polymère double de styrène eb de la,ra-divîii-,71-iDonzène avec ou sans plastifiants, le dosage du laradivinyl-beusène etanb "oigneusemenb réglé pour obtenir les propriétés désirées.
Suivant certaines caractéristiques de la présente invention
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en conséquence, on 1 un appareil 51ec Lri.Y8 tel qu'un corden- sateur dont 1 isolman con:, nmd un Jd'ivé l1alcgt:ne liquiclc élu: groupe des hydrocarbures arematiques et une questance solide
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consistant en ou comprenant du sytrène co-polymérisé avec un pour- centage compris entre 0,005 % et 25 % de para-divinyl-benzène afin de réduire au minimum la dissolution du polystyrène dans le dérivé halogène.
L'invention prévoit en conséquence, suivant certaines de ses caractéristiques, un condensateur électrique dont les élecbrodes sont séparées par une substance isolante solide, le condensateur complet étant immergé dans un dérivé halogène liquide du groupe des hydrocarburesaromatiques, dans lequel la substance solide consiste en ou comprend une ou plusieurs feuilles ou rubans de styrène copo- lymérisé avec un pourcentage compris entre 0,005 % et 25 % de para- divinyl-benzène ( avec ou sans addition de plastifiants ) ou en une ou plusieurs feuilles d'une substance fibreuse imprégnée d'un tel polymère double ce qui réduit la dissolution du polystyrène dans le dérivé halogène.
De plus, on peut isoler suivant des caractéristiques de l'invention une terminaison de câble destinée à être insérée dans un appareil électrique contenant un dérivé halogène du groupe spéci- fié. On peut encore mentionner dans les applications de l'invention les manchons de bornes d'appareils électriques tels que, transforma- teurs, condensateurs, etc., contenant un isolement halogène du type sus-mentionné. En particulier, dans les cas où l'appareil électrique contient ou doit venir en contact avec du diphényl chloré, on a trou- ve que les meilleurs résultats étaient donnés par du sytrène co-poly-
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mérisé avec un pourcentage de 1 % à 10 je de para-divinyï-benzène.
En considérant plus en détails la préparation de terminaisons de câble, on peut expliquer que l'isolement du câble contenant du polystyrène et du para-divinyl-benzène peut être préparé en établissant un
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co-yolyrnère de 1-jara-divinyl-benzène et de styrène, en introduisant le mélange dans l'isolement du câble par exemple à travers des ouver- tures dans l'enveloppe du câble à une extrémité puis en polymérisant le mélange sur place à l'intérieur de l'isolement du câble. Tout mode d'opération convenable peut être utilisé pour arriver à ce résultat.
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On peut encore utiliser d'une autre manière une substance fibreuse imprégnée d'un polymère double de styrène et de para-divinyl-benzène avec ou sans plastifiants pour constituer l'isolement de la termi- naison du câble, cette substance fibreuse imprégnée étant appliquée sous forme de rubans puis arrosée du mélange de styrène et de para- divinyl-benzène suivant des procédés bien connus dans la technique des terminaisons de câble.
L'exposé s'est jusqu'ici rapporté à des câbles dans lesquels l'isolement principal consiste en une substance fibreuse imprégnée d'un composé d'imprégnation, mais on peut évidemment appliquer des procédés analogues dans des câbles dont l'isolement principal con- siste en du polystyrène, auquel cas l'isolement au styrène le long de la section du câble peut également être co-polymérisé avec du para,-divinyl-benzène avec ou sans plastifiants, ou encore seul l'iso- lement au voisinage de la terminaison peut être ainsi traité.
On voit d'après ce qui précède qu'une des caractéristiques essentielles de l'invention réside dans le fait que l'isolement du câble au voisinage de la terminaison doit contenir une quantité désirée de para-dîvinyl-benzène co-polymérisé avec le styrène.
On peut montrer que le para-divinyl-benzène polymérisé avec le styrène constitue un co-polymère ou un composé intermoléculaire plutôt qu'un mélange de polymères et l'on peut penser que c'est cette formation de co-polymère qui empêche ou réduit l'action du dérivé ha- logène qui se produirait avec du polystyrène pur.
Si désiré, d'autres substances peuvent évidemment être ajoutées au polystyrène, par exemple du caoutchouc ou analogue, des plastifiants au caoutchouc tels que la cire de cérésine, des plastifiants pour le polystyrène tels que du phénanthrène, du fluorène, de l'isoamyl-napthtaléne ou autres composés homocycliques du carbone stables ayant deux ou trois chaînes, un point d'ébullition supérieur à 240 C. et un moment électrique faible, ou d'autres polymères tels que le poly-isobuty- lène ou le polyéthylène.
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Il est clair que la terminaison de câble peut comporter un dispositif répartiteur de contrainte électrique approprié, qui peut également contenir un isolement imprégné de polystyrène dans lequel le styrène a été co-polymérisé avec du para-divinyl-benzène. L'in- vention prévoit en conséquence une terminaison de câble pourvue d'un dispositif répartiteur de contrainte électrique dont l'isole- ment comprend du styrène co-polymérisé avec une quantité de para-di- vinyl-benzène comprise entre 0,005 % et 25 % .
Un tel dispositif répartiteur de contrainte peut être formé par des enroulements d'une substance isolante fibreuse en feuille ou ruban, imprégnée de sty- rène co-polymérisé avec une quantité comprise entre 0,005 % et 25 % de para-divinyl-benzène, mise dans la forme désirée, avec des couches conductrices intercalées entre les couches de la substance isolante pendant l'assemblage, l'ensemble ainsi réalisé étant transformé en un tout en lui appliquant une substance polymérisable, par exemple du styrène ou du styrène mélangé de para-divinyl-benzène.
L'invention prévoit également des câbles de puissance élec- triques dont l'isolement comprend des couches de substance fibreuse imprégnées de polystyrène, les intervalles entre la substance fibreuse étant remplis du composé du câble, dans lesquels, à une terminaison destinée à être insérée dans une portion d'un appareil électrique contenant un dérivé halogène du groupe des hydrocarbures aromatiques, la substance fibreuse est co-polymérisée avec une quan- tité comprise entre 0,005 % et 25 % de para-divinyl-benzène afin de diminuer la dissolution du polystyrène dans le dérivé halogène.
L'invention prévoit également un câble de puissance électrique dont le composé d'imprégnation isolant consiste principalement en du po- lystyrène appliqué primitivement au câble sous forme de styrène monomère stabilisé ou de styrène stabilisé partiellement polymérisé, qui est alors admis à se polymériser sur place dans le câble ou est déstabilisé et polymérisé sur place dans le câble à un instant approprié, dans lequel une terminaison destinée à être insérée dans
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une portion d'un appareil électrique contenant un dérivé halogène du groupe des hydrocarbures aromatiques est prévue avec du styrène co-polymérisé avec une quantité de para-divinyl-benène comprise entre 0,005 % et 0,25 % afin de réduire la dissolution du polysty- rène pur dans le dérivé halogène.
Pour réaliser un condensateur électrique, l'invention pré- voit suivant certaines de ses caractéristiques d'ajouter une quan- tité comprise entre 0,005 % et 25 % de para-divinyl-benzène au sty- rène, d'imprégner la feuille ou le ruban fibreux avec le mélange ainsi constitué, de chauffer la substance fibreuse imprégnée afin de co-polymériser les substances d'imprégnation, de mettre la feuille ou le ruban en forme d'un condensateur enroulé ou empilé et de plon- ger le condensateur complet dans un dérivé halogène liquide du groupe des hydrocarbures aromatiques.
Les exemples d'appareils électriques sus-mentionnés ne sont évidemment pas limitatifs et on doit comprendre qu'un tel co-poly- mère peut remplacer le polystyrène pur dans de nombreux cas où l'isolement doit être amené en contact avec l'un des composés chlo- rés du type sus-mentionné.