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THE BRITISH THOMSON-HOUSTON COMPANY LIMITED, résidant à LONDRES.
PERFECTIONNEMENTS AU SCELLEMENT DES CONDUCTEURS ELECTRIQUES.
La présente invention concerne la fixation, à l'intérieur d'un corps métallique creux, d'un conducteur qui doit rester isolé de la paroi intérieure du corps creux. Quoique l'invention s'applique de fagon générale au passage de conducteurs dans des ouvertures pratiquées dans des parois métalliques dont ils doivent être isolés, elle s'applique spécialement à la fixation et à l'isolement de conducteurs partant des enroulements de rotor de générateurs de courant alternatif du type à refroidissement par hydrogène.
Il est courant, en construction de gros turbo-alternateurs, de faire passer les connexions des enroulements d'excitation placés sur le ro- tor par des passages tubulaires pratiqués dans l'arbre pour les relier aux collecteurs ou bagues placés à la périphérie de l'arbre. Quand l'alternateur est refroidi à l'hydrogène, le stator et le rotor sont enfermés dans un cais- son contenant l'hydrogène, et il faut, pour éviter des pertes d'hydrogène, sceller c'est-à-dire rendre étanches les passages ou conduits d'arbre par où passent les connexions. Auparavant, ceci était obtenu en enfermant les col- lecteurs dans un caisson séparé de celui enfermant le stator et le rotor, l'extrémité de l'arbre aboutissant dans le caisson des collecteurs, ce qui demandait un scellement de longueur périphérique considérable.
La présente. invention a pour but de procurer un scellement per- fectionné pour un conducteur passant dans un corps tubulaire tout en étant isolé de celui-ci, scellement qui, appliqué aux alternateurs refroidis à l'hydrogène, supprime la nécessité du scellement allongé précité.
Suivant l'invention, un conducteur est fixé isolé et scellé à l'intérieur d'un corps métallique tubulaire en attachant de l'isolant au conducteur, comprimant la surface extérieure de l'isolant pour lui- donner un contour uni de forme déterminée, et en comprimant ensuite axialement une rondelle en matière flexible hermétique aux gaz entre la surface unie de l'isolant et la paroi intérieure du corps tubulaire.
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Le conducteurest normalement recouvert d'une ou plusieurs couches d'isolant convenant à la tension à laquelle il est soumis, et, suivant l'in- vention,la première opération consiste à enlever ou à omettre cet isolant du conducteur sur la surface à hauteur du support de scellement, les extré- mités de l'isolant restant étant taillées en sifflet de manière à permettre à l'isolant appliqué par après d'adhérer convenablement aussi bien à l'iso- lant existant qu'au conducteur lui-même. On applique ensuite, sur la surfa- ce du conducteur mise à nu, l'isolant à attacher au conducteur et auquel on peut donner un contour uni pour le scellement à la rondelle de matière flexible imperméable aux gaz.
L'isolant peut consister en un liant' sans solvant capable de durcir sans libération de produits volatils, et un ruban isolant en une matière compatible avec le liant et non influencée par les échauffements pouvant se produire ultérieurement pendant le fonctionnement de l'équipe- ment. On peut citer comme liant une résine polyestérique et comme matière isolante un ruban de toile de verre. Il est entendu par résine polyestéri- que un mélange de la résine obtenue par estérification d'un acide organique non saturé alpha, bêta avec un alcool polyhydrique- et une substance organi- que contenant le groupe réactif polymérisable CE 2 = C @ @
On applique alternativement des couches de liant et de ruban sur les parties en sifflet de manière à obtenir l'épaisseur d'isolant voulue sur le conducteur.
L'opération suivante du procédé consiste à rendre la surface de l'isolant appliqué unie en entourant la partie nouvellement isolée du conducteur d'un moule métallique fendu ayant les dimensions et le contour intérieurs voulus et en serrant le moule de manière à éliminer l'air occlus dans l'isolant et à lui donner la forme voulue.
Une résine polyestérique se polymérise à froid quand on y ajoute les quantités voulues d'un catalyseur consistant en un peroxyde organique -et d'un accélérateur au naphténate de cobalt, et si on la laisse ainsi avec le moule monté pour plusieurs heures. Le résultat est un revêtement isolant dur et solide, sans poches, rigide au centre de la section mais devenant; de plus en plus flexible vers les extrémités à cause de l'épaisseur de l'i- solant appliqué qui va en diminuant vers les bouts et correspondant à un ac- croissement de l'isolant existant du conducteur.
Quand on utilise, comme liant, une résine polyestérique, il faut empêcher que:la résine ne vienne en contact avec le cuivre ni avec l'huile siccative pouvant être utilisée dans l'isolant normal du câble. Une barriè- re convenable à cet effet est une résine ethoxylinique polymérisant à froid pouvant recouvrir toute la surface entamée et qu'on laisse durcir avant l'application de la résine polyestérique.
Quand la surface de l'isolant appliqué est unie et a pris son contour voulu, le conducteur isolé peut être introduit dans le corps tubu- laire dans lequel il passe et une rondelle de matière flexible imperméable aux gaz est comprimée entre la face conformée de l'isolant et la paroi inté- rieure du corps tubulaire.
A cet effet, la paroi intérieure du corps tubu- laire peut être pourvue d'un épaulement contre lequel la rondelle flexible est appliquée et comprimée sous l'effet d'une rondelle en matière non flexi- ble qu'on force dans la direction de l'épaulement, de façon à comprimer la rondelle flexible entre la paroi intérieure du corps tubulaire et la surface extérieure de l'isolant conformé du conducteuro
Quand l'invention est appliquée au scellement d'un conducteur passant dans un conduit percé dans l'arbre d'un alternateur, la rondelle de matière flexible peut être comprimée en plaçant un disque annulaire de matière isolante rigide, comme du papier ou du carton imprégné de résime, contre la rondelle,
et en comprimant le disque isolant au moyen d'une pla- que métallique annulaire boulonnée à la face d'extrémité de l'arbre autour du conduit traversé par le conducteur, de manière à comprimer la rondelle flexible.
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Le conducteur allant de l'enroulement de rotor d'un alternateur vers le collecteur consiste généralement en lamelles de cuivre constituant un conducteur composite de section rectangulaire. Pour empêcher toute fuite d'hydrogène entre les lamelles de cuivre, chaque lamelle est fermement col- lée à sa voisine sur une courte distance plus bas que l'endroit de l'isolant appliqué au moyen d'un liant flexible, comme une colle au caoutchouc.
L'application du scellement perfectionné au ou aux conducteurs partant d'un enroulement de rotor d'un alternateur donne les avantages sui- vants isolement élevé, aucune atteinte n'est portée aux propriétés du con- ducteur de cuivre, pas de changement brusque dans la rigidité du conducteur, nécessité d'un traitement thermique non indispensable, et possibilité d'ef- fectuer le travail, à l'assemblage, sans outils ni équipements compliqués.
Ce dernier point est très important quand il faut un conducteur flexible pour pouvoir le fileter, le scellement pouvant être fait après filetage.
Le dessin annexé à la présente description représente l'appli- cation de l'invention au scellement des connexions d'un enroulement de ro- tor d'un alternateur refroidi à l'hydrogèneo
La figure 1 représente, partiellement en coupe, une moitié de l'arbre du rotor, et la figure 2 est une coupe suivant la ligne X-X de la figure 1.
Comme le dessin le montre, la connexion de l'enroulement est faite de lamelles de cuivre constituant un conducteur composite de section rectangulaire. La connexion est entourée d'isolant 2 enfermé lui-même dans un manchon de bourrage 3 sur lequel est glissé un tube de protection 4, le tout logé dans un conduit longitudinal pratiqué dans l'arbre 4', de l'alter- nateur. Il va de soi que le bout gauche de l'arbre (voir fig. 1) s'étend jusqu'à la partie à encoches du rotor, les enroulements auxquels le conduc- teur 1 est connecté étant logés dans ces encoches. Le rotor bobiné est en- fermé avec le stator dans le caisson rempli d'hydrogène.
Pour empêcher que l'hydrogène ne s'échappe du caisson par le conduit du rotor dans lequel la connexion passe, celle-ci est isolée de la façon décrite ci-dessus, l'isolant-étant moulé de façon à avoir un contour lisse qu'on garnit d'un scellement da la manière décrite ci-après. Une ron- delle isolante 5 est glissée sur l'isolant 2 et appliquée contre l'extrémité intérieure d'un creux pratiqué dans l'arbre d'où le conducteur 1 émerge. La rondelle 5 est flanquée d'une rondelle élastique 6 qui peut être en caout - chouc synthétique. On applique, contre la rondelle 6, une pièce rapportée en caoutchouc moulé 7 retenue par une pièce rapportée à rebord 8 en une ma- tière isolante relativement incompressible. La rondelle 5 et la pièce 8 peuvent être en une matière comprimée ou imprégnée et liée de résine..
En appliquant axialement de la pression contre la pièce 8, on comprime la pièce en caoutchouc 7 contre l'isolant entourant le conducteur 1 et contre la rondelle 5, ce qui donne un scellement efficace contre l'échappement du gaz. Pour mieux éviter encore les fuites, un joint compressible de scelle- ment 9 est logé dans une encoche annulaire pratiquée dans la face d'une bague en acier 10 placée sur une partie réduite 4' de l'arbre portant les collec- teurs 11.
Les collecteurs sont montés sur un manchon 12 fixé sur l'arbre 4 par clavette et isolé de celui-ci par de l'isolant 13. Le conducteur 1 est représenté sortant de sa gaîne isolante 2 au point 14, de manière à être con- necté à la bague de collecteur de droite 11. Un conducteur semblable diamé- tralement opposé au conducteur 1 par rapport à l'arbre 4' est connecté à l'autre bague de collecteur, et sort de sa gaine isolante au point 14" pour se connecter à la bague de collecteur 11 de gauche, comme représenté en poin- tillé.