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La présente invention concerne, de façon générale, les transforma- teurs et plus spécialement les dispositifs de refroidissement des transformateurs de puissance à haute tension.
Jusqu'ici, il a été courant, pour le refroidissement des transfor- mateurs de puissance, de séparer les bobines ou enroulements plats de manière à établir dés passages pour les agents de refroidissement, tels que des diélec- triques liquides ou gazeux. La tension entre les enroulements plats est parfois très élevée et le problème d'un isolement convenable de ceux-ci en assôciation avec l'établissement de passages pour l'agent de refroidissement devient diffi- cile à résoudre.
La présente invention a pour buts de : - Construire un transformateur de telle façon que les caractéristi- ques diélectriques de l'isolant solide entourant les enroulements soient exploi- tées au maximum.
- Disposer les passages pour l'agent de refroidissement dans un transformateur de façon que cet agent ait un effet maximum.
- Disposer les passages pour l'écoulement de l'agent de refroidis- sement au travers des bobinages d'un transformateur de façon à pouvoir facile- ment isoler les bobinages dans le voisinage des conduits de passage de l'agent de refroidissement.
L'invention consiste en un transformateur comprenant plusieurs bo- binages enroulés en spirale sur un noyau, dans lequel chaque bobinage comprend plusieurs couches de conducteurs enroulés en spirale et écartées les unes des autres de façon à laisser un passage pour un agent de refroidissement, et un isolement solide enfermant en substance chaque bobinage, l'isolant solide étant perde d'ouvertures donnant accès à l'agent de refroidissement vers les conduits de passage entre les couches de conducteur écartées du bobinage.
L'invention ressortira clairement de la description détaillée, don- née ci-après, d'une forme d'exécution représentée, à titre d'exemple, aux des- sins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue partiellement en coupe et partiellement de profil d'une partie d'un transformateur suivant l'invention.
La figure 2 est une vue prise suivant la ligne II-II de la figure 1 et
La figure 3 est une vue prise suivant la ligne III-III de la figure 1.
La figure 1 représente un transformateur portant la référence géné- rale 10 et pourvu d'un..boîtier 11 en forme de coiffe. Avec les boîtiers de ce genre, le noyau et les'bobinages.ou enroulements du transformateur sont portés par un socle 12 ou une autre pièce bien connue semblable. Ce socle 12 peut fai- re le tour du. transformateur entier et comme la partie inférieure du..boîtier de transformateur 11 est en tôle d'acier épaisse, le socle doit supporter un poids élevé.
Dans la forme d'exécution déterminée de l'invention, le noyau en fer 13 est porté par le socle'12 et une plaque 14. Des blocs 15, habituellement en bois, sont glissés entre le noyau en fer et le socle 12. La plaque 14 est attachée au boîtier 11.
Le support précité est complété par des couches d'une matière cellu- losique convenable 18 logées entre le noyau en fer, et la paroi du boîtier. Des blocs 19 sont placés sur le dessus de noyau en fer et sous des pièces en U 20 solidaires du boîtier à l'effet de maintenir le noyau et les bobinages en place.
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En construction de transformateurs de puissance, il est habituelle- ment fait usage d'enroulements ou de bobinages plats aussi bien pour les enrou- lements haute tension que pour les enroulements basse tension... Ces grands bo- binages ou enroulements plats se composent de conducteurs qui ont généralement une section rectangulaire. En outre, les enroulements ont généralement une for- me rectangulaire à l'état fini, comme représenté à la figure 1.
Afin d'empêcher la circulation de courants de Fouoault dans les con- ducteurs, il est courant de bobiner ces grands enroulements plats 21 en dispo- sant deux conducteurs côte à côte. Chaque spire du bobinage plat 21 ..comprend ainsi deux conducteurs isolés disposés côte à côte ou en parallèle,. De ce fait, en examinant l'enroulement plat inhabituel, comme le bobinage 21, on constate qu'il comprend deux couches de conducteurs qui peuvent être écartées l'une de l'autre. La tension entre deux couches voisines des bobinages est très faible ,,et il y a donc très peu de risques d'un claquage de l'isolement à cet endroit.
La tension entre des bobinages plats voisins est d'un ordre absolu- ment différent de celui de la tension entre couches voisines d'un même bobina- ge plat. Cette tension peut être très élevée et l'isolement nécessaire pour empêcher les claquages entre deux bobinages plats voisins doit être très sérieux et dépend de la tension en cause.
L'isolement habituellement utilisé pour isoler les bobinages plats les uns des autres et du noyau en fer ainsi que du boîtier, consiste habituelle- ment en une matière cellulosique. L'utilisation de matières cellulosiques pose un problème difficile à l'endroit des coins des bobinages où les conducteurs sont recourbés. Par conséquent, quand les passages pour l'agent de refroidis- sement sont prévus entre les bobinages plats, l'isolement entre bobinages voi- sins à hauteur des coins constitue un problème compliqué.
Suivant la présente invention, cette difficulté est supprimée en écartant l'une de l'autre les deux couches de conducteurs constituant un bobina- ge plat et en prévoyant un passage 22 pour l'agent de refroidissement à l'inté- rieur même du bobinage plat. L'écartemént des couches des conducteurs du bo- binage plat 21 dépend des conditions de construction, c'est-à-dire du débit de l'agent de refroidissement à mettre en circulation et d'autres conditions de fabrication.
La paire de conducteurs constituant un bobinage plat peut être main- tenue avec l'espacement voulu à l'aide d'une plaque 23 portant plusieurs distan- ceurs 24. La plaque 23 et les distanceurs 24 doivent être construits en une ma- tière cellulosique convenable habituellement utilisée à cet effet. Les distan- ceurs 24 doivent être disposés sur la plaque 23 dans un ordre convenable déter- miné. L'utilité principale d'une disposition déterminée des distanceurs est d'assurer une répartition convenable de l'agent de refroidissement traversant les conduits de passage,à l'effet d'obtenir le refroidissement le plus effi- cace.
Comme précité, l'isolement des couches de conducteurs constituant un bobinage plat est un problème secondaire, puisque la tension entre les cou- ches de conducteurs est très faible. En outre, on peut utiliser un agent de refroidissement à faible tension de rupture, puisque la tension entre couches à laquelle l'agent de refroidissement est exposé est faible. L'isolement en- tre deux bobinages plats est un problème plus sérieux, puisque la tension entre ces bobinages est habituellement plutôt élevée. Cependant, dans une construc- tion du type considéré, deux bobinages plats voisins peuvent, cette fois, être séparés par une masse di@@@@t solide.
Lors de la fabrication de bobinages plats, les couches de spire doi- vent être espacées et l'ensemble du bobinage peut être iolé avec soin, puisqu' il ne faut;,)pas prévoir de passage entre bobinages plats. L'isolement à hauteur des coins peut être mis à la forme voulue plus facilement et plus économiquement.
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D'autre part, comme l'isolant entre bobinages plats est cette fois une masse solide, la quantité d'isolant peut être réduite puisqu'il y a peu de danger d'une rupture d'isolement partiel comme, par exemple, entre un bobinage plat et le' diélectrique liquide circulant dans le passage. L'utilisation d'une masse so- lide comme isolant entre bobinages plats améliore aussi le facteur de remplissa- ge du transformateur.
Des ouvertures 25 et 26,sont pratiquées respectivement dans le bas et dans le haut des bobinages plats'isolés 21 pour l'admission et l'échappement de l'agent de refroidissement circulant entre les couches de conducteurs dans le transformateur. Quand on utilise le genre de construction de la présente invention, les ouvertures 25 et 26 sont prévues aussi loin que possible du bo- binage plat le plus proche et en un endroit où le champ diélectrique est faible et où il y a peu de chance d'arcs de contournement et de ruptures entre bobina- ges plats.
Les ouvertures 25 et 26 se trouvent, en outre, le plus loin possi- ble du noyau en fer, du boîtier et du support du transformateur, là où le champ diélectrique est faible afin de réduire au minimum les chances de rupture d'i- solement entre les bobinages d'une part et le noyau en fer, le boîtier et le support d'autre part.
Il est de bonne pratique, dans la construction de transformateurs de ce type, de prévoir des cloisons, comme en 27, entre les enroulements haute tension portant la référence générale 29 et .les enroulements basse tension 28.
Ces cloisons 27 sont réalisées en une matière cellulosique convenable de type connu.
Comme représenté à la figure 3, quand on utilise des bobinages plats comme décrit ci-dessus avec alternativement une séparation entre bobinages voi- sins à la partie supérieure et à la partie inférieure, un isolant solide 30 doit être prévu entre bobinages plats voisins. On obtient, de cette manière, une meilleure protection contre les ruptures d'isolement entre bobinages plats là où la différence de potentiel est la plus élevée.
Les essais effectués sur ce type de transformateur ont montré, en pratique, une caractéristique de résistance à la rupture très intéressante. En outre, il y a moins de chance de mise hors service quand les liquides diélectri- ques utilisés comme agents de refroidissement deviennent contaminés.
REVENDICATIONS.
1. Transformateur comprenant plusieurs bobinages enroulés en spira- le sur un noyau, caractérisé en ce que chaque bobinage comprend plusieurs cou- ches de conducteurs enroulés en spirale écartées les unes des autres de manière à laisser des passages entre elles pour un agent de refroidissement, avec un isolant solide enfermant en substance chaque bobinage et percé d'ouvertures pour permettre à l'agent de refroidissement d'avoir accès aux passages entre les cou- ches de conducteurs espacées de chaque bobinage-.