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PERFECTIONNEMENT AUX TRAVERSEES ISOLANTES POUR TRANSFORMATEURS OU AUTRES APPATES ELECTRIQUES IMMERGES DANS UN DIELECTRIQUE LIQUIDE.
Pour permettre aux connexions des appareils électriques immergés dans un diélectrique liquide de passer à travers le couvercle ou les parois de la cuve oontenant ce diélectrique, on utilise des traversées isolantes.
Pour les tensions élevées, les traversées se composent normalement de deux isolateurs généralement en porcelaine, assemblés par une pièce métallique, qui se fixe sur la paroi de la cuve. L'isolateur extérieur est généralement muni d'ai- lettes; l'isolateur intérieur, qui plonge dans le liquide diélectrique, peut être lisse. L'isolement radial est obtenu par un ensemble de cylindres isolants, pla- cés concentriquement au conducteur central qui réalise le passage de la connexion; @
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une série d'armatures métalliques, noyées dans les cylindres, répartissent conve- nablement la tension. L'ensemble est rempli par un liquide diélectrique; une jauge de verre, placée à la partie supérieure de la traversée, a le double but d'indiquer le niveau du diélectrique et de permettre sa dilatation.
Cette disposition oonnue présente des inconvénients; en particulier, le dié- lectrique enfermé dans la traversée peut s'altérer à la longue sous l'effet du champ électrique et de la température. D'autre part, la traversée devant respirer, l'hu- midité peut pénétrer à l'intérieur. Enfin, les traversées ont, par construction, à leur partie inférieure, une pièce métallique sous tension, qu'il convient d'isoler des parties voisines à la masse, ce qui prend beaucoup de place.
On a déjà remédier à ces inconvénients en supprimant l'isolateur inférieur de la traversée et en permettant au diélectrique dans lequel est immergé l'appareil! transformateur ou autre appareil électrique, de pénétrer à l'intérieur de la traver- sée, le conservateur du diélectrique liquide, généralement utilisé, étant placé au- dessus de la partie supérieure de la traversée, qui est rendue étanche.
Dans ces conditions, le diélectrique, qui n'est plus confiné dans la tra- versée, se renouvelle et à la partie inférieure de celle-ci, la pièce métallique qui existait dans les dispositions à deux isolateurs, étant supprimée, il n'y a plus de discontinuité dans l'isolement du conducteur de sortie, ce qui permet de réduire les distances aux masses voisines et donne un coefficient de sécurité plus élevé.
Mais, lorsque, par suite d'un accident dans l'appareil électrique Immergé, il se produit une surpression importante dans la cuve, cette surpression se transmet alors immédiatement à l'isolateur de la traversée, qui peut se casser avant que la soupape de sécurité n'ait eu le temps de fonctionner.
La présente invention a pour objet un perfectionnement apporté aux traver- sées de ce type, ne comprenant qu'un isolateur extérieur (simple ou complexe), ou- vert vers la cuve contenant le diélectrique liquide, en vue d'éviter l'inconvénient que l'on vient de signaler.
Ce perfectionnement est essentiellement caractérisé en ce que des cloison- nements sont Interposés entre la paroi intérieure de l'isolateur et l'intérieur de la cuve, ces cloisonnements présentant des ouvertures de faible section, avantageu- sement disposées en chicane ou en quinconce d'une cloison à la suivante, de manière à permettre la circulation normale du diélectrique, mais à retarder la transmission des surpressions intérieures brusques, ce qui laisse le temps à la tubulure de
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sécurité, généralement utilisée, de fonctionner et évite ainsi les ruptures de l'isolateur,
Les figures schématiques ci-jointes se rapportent à un exemple, donné à titre non limitatif, de mise en oeuvre du perfectionnement,
objet de l'inventiono Les dispositions de réalisation que l'on décrira à propos de cet exemple devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dis- positions équivalentes pourront être utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
Cet exemple concerne un transformateur à bain d'huile, muni d'un conserva- teur d'huile; mais l'invention s'applique aux traversées isolantes de tous autres appareils électriques immergés dans un diélectrique liquide, aussi bien qu'aux tra- versées isolantes de tous appareils électriques fonctionnant dans une cuve eontenart un autre diélectrique (gazeux, visqueux, etc..) susceptible d'appliquer des sur- pressions brusques à l'isolateur de la traversée.
La Fig.l est une vue d'ensemble, extérieure, de la cuve du transformateur et de ses dispositifs accessoires; la Fig.2 est une vue en élévation , avec coupe axiale partielle (à gauche), à plus grande échelle, de la traversée haute tension; la Fig.3 est une vue par en-dessous (suivant la Flèche F de la Fig.2) de cette traversée.
Dans la Fig.1, 1 désigne la partie active du transformateur, contenu dans une cuve 2, remplie d'huile 3; la ouve est munie de radiateurs 4 pour le refroi- dissement; le couvercle 5 porte la traversée 6, à travers laquelle passe le conduc- teur haute tension 7. Le conservateur d'huile 8, réuni à la cuve par la tubulure
9, maintient le niveau d'huile au-dessus de la partie supérieure de la traversée.
La tubulure de sécurité 10 est obturée par un diaphragme 11, de matière convenable, dont l'épaisseur est déterminée pour que ce diaphragme se rompe lorsque la pression à l'intérieur de la cuve dépasse une valeur déterminée.
La traversée est constituée par un isolateur extérieur en porcelaine 22, à l'intérieur duquel sont disposés, concentriquement au conducteur central de con- nexion 7, un certain nombre de tubes isolants, tels que 18, dans lesquels peuvent être noyées des armatures métalliques telles que 13, afin de réaliser une réparti- tion favorable du champ électrique. Les tubes 12 sont maintenus espacés par des cales isolantes, telles que 14 & 15, disposées à leurs extrémités supérieures et inférieures.
Ces cales ont la forme de rondelles constituant des cloisonnements obturant l'espace annulaire entre cylindres, et, par conséquent, le passage de
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l'huile entre la ouve et la paroi intérieure de l'isolateur 22; elles sont peroées de trous de faible diamètre tels que 16 & 17. Il est préférable que les trous des rondelles supérieures et Inférieures, au lieu de se trouver sur une même verticale, comme cela est représenté dans la Fig,2, soient disposés en chicane. Les cales sont solidement fixées sur les cylindres, par tous moyens appropriés,
Le conducteur 7, qui passe à l'intérieur du cylindre central, est convena- blement isolé et son diamètre extérieur est tel que le jeu dans le tube est réduit au minimum.
L'ensemble des tubes est maintenu par la pièce métallique 18, qui est égale- ment percée d'ouvertures de faibles dimensions 19; cette pièce est fixée à l'aide de vis 20 sur le plateau 21 de la traversée; sur ce plateau se trouve fixée la por- celaine 22, par l'intermédiaire du joint 23, du collier 24 et des vis 25. A l'ex- trémité supérieure de la porcelaine est scellé un collier 26, sur lequel vient se monter la partie supérieure de la traversée,comprenant la prise de courant 27 et la jauge 28; une ouverture, obturée normalement par une vis 29, permet à l'air de s'échapper au moment du remplissage de l'appareil.
La traversée est fixée d'une façon étanche sur le couvercle 5, à l'aide du ...joint 30 et des vis 31.
Avec la disposition qui vient d'être décrite, en cas de suppression acci- dentelle brusque à l'intérieur de la cuve du transformateur, le choc n'est pas transmis directement à la porcelaine 22 et, avant que la surpression atteigne celle- ci par les ouvertures 17,16 & 19, le diaphragme de sécurité 11 a le temps de se briser.
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IMPROVEMENT OF INSULATING CROSSINGS FOR TRANSFORMERS OR OTHER ELECTRICAL APPATES IMMERSED IN A LIQUID DIELECTRIC.
To allow the connections of electrical devices immersed in a liquid dielectric to pass through the cover or the walls of the vessel containing this dielectric, insulating bushings are used.
For high voltages, the bushings normally consist of two insulators, usually porcelain, assembled by a metal part, which is fixed to the wall of the tank. The outer insulator is generally fitted with fins; the inner insulator, which immerses in the dielectric liquid, can be smooth. The radial insulation is obtained by a set of insulating cylinders, placed concentrically to the central conductor which carries out the passage of the connection; @
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a series of metal frames, embedded in the cylinders, distribute the tension appropriately. The assembly is filled with a dielectric liquid; a glass gauge, placed at the top of the bushing, has the double purpose of indicating the level of the dielectric and of allowing its expansion.
This oonnue arrangement has drawbacks; in particular, the dielectric enclosed in the bushing can deteriorate over time under the effect of the electric field and of temperature. On the other hand, as the crossing has to breathe, moisture can penetrate inside. Finally, the bushings have, by construction, at their lower part, a metal part under tension, which should be isolated from parts adjacent to the ground, which takes up a lot of space.
These drawbacks have already been remedied by removing the lower insulator from the bushing and allowing the dielectric in which the device is immersed! transformer or other electrical device, to penetrate inside the crossing, the liquid dielectric conservator, generally used, being placed above the upper part of the crossing, which is sealed.
Under these conditions, the dielectric, which is no longer confined in the crossing, renews itself and at the lower part of the latter, the metal part which existed in the arrangements with two insulators, being removed, there is no has more discontinuity in the insulation of the output conductor, which makes it possible to reduce the distances to neighboring masses and gives a higher safety coefficient.
However, when, following an accident in the submerged electrical device, a significant overpressure occurs in the tank, this overpressure is then transmitted immediately to the bushing insulator, which can break before the relief valve. security had time to function.
The object of the present invention is an improvement to crossings of this type, comprising only an external insulator (simple or complex), open towards the vessel containing the liquid dielectric, with a view to avoiding the drawback that we just pointed out.
This improvement is essentially characterized in that partitions are interposed between the inner wall of the insulator and the interior of the tank, these partitions having openings of small section, advantageously arranged in a baffle or staggered. one partition to the next, so as to allow normal circulation of the dielectric, but to delay the transmission of sudden internal overpressures, which leaves time for the tubing to
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safety, generally used, to operate and thus prevent breakage of the insulator,
The attached schematic figures relate to an example, given without limitation, of implementation of the improvement,
OBJECT OF THE INVENTION The embodiments which will be described with regard to this example should be considered as forming part of the invention, it being understood that all equivalent arrangements may be used without departing from the scope thereof.
This example relates to an oil bath transformer fitted with an oil conservator; but the invention applies to the insulating feedthroughs of all other electrical devices immersed in a liquid dielectric, as well as to the insulating feedthroughs of all electrical devices operating in a tank containing another dielectric (gaseous, viscous, etc.). ) liable to apply sudden overpressures to the bushing insulator.
Fig.l is an overall view, exterior, of the transformer tank and its accessory devices; FIG. 2 is an elevational view, with partial axial section (left), on a larger scale, of the high voltage bushing; Fig.3 is a view from below (following Arrow F in Fig.2) of this crossing.
In Fig.1, 1 denotes the active part of the transformer, contained in a tank 2, filled with oil 3; the oven is fitted with radiators 4 for cooling; the cover 5 carries the feed-through 6, through which passes the high voltage conductor 7. The oil conservator 8, joined to the tank by the pipe
9, maintains the oil level above the top of the bushing.
The safety tube 10 is closed by a diaphragm 11, of suitable material, the thickness of which is determined so that this diaphragm breaks when the pressure inside the tank exceeds a determined value.
The feed-through is formed by an outer porcelain insulator 22, inside which are arranged, concentrically to the central connection conductor 7, a number of insulating tubes, such as 18, in which can be embedded metal frames such as than 13, in order to achieve a favorable distribution of the electric field. The tubes 12 are kept spaced apart by insulating wedges, such as 14 & 15, disposed at their upper and lower ends.
These wedges have the form of washers constituting partitions closing the annular space between cylinders, and, consequently, the passage of
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the oil between the opening and the inner wall of the insulator 22; they are pierced with small diameter holes such as 16 & 17. It is preferable that the holes of the upper and lower washers, instead of being on the same vertical, as shown in Fig, 2, are arranged in a baffle . The shims are securely fixed to the cylinders, by any appropriate means,
The conductor 7, which passes inside the central cylinder, is suitably insulated and its outside diameter is such that the clearance in the tube is reduced to a minimum.
The set of tubes is held by the metal part 18, which is also pierced with small-sized openings 19; this part is fixed using screws 20 on the plate 21 of the bushing; the porcelain 22 is fixed to this plate, by means of the seal 23, the collar 24 and the screws 25. At the upper end of the porcelain is sealed a collar 26, on which the collar is mounted. upper part of the bushing, comprising the socket 27 and the gauge 28; an opening, normally closed by a screw 29, allows air to escape when the device is filled.
The bushing is fixed in a sealed manner on the cover 5, using the ... gasket 30 and screws 31.
With the arrangement which has just been described, in the event of sudden accidental suppression inside the vessel of the transformer, the shock is not transmitted directly to the porcelain 22 and, before the overpressure reaches the latter. through the openings 17, 16 & 19, the safety diaphragm 11 has time to break.