BE572465A - - Google Patents

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BE572465A
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/288Shielding
    • H01F27/2885Shielding with shields or electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   La présente invention concerne   d'une   faon générale, les appareils à induction et, plus spécialement, les transformateurs et l'isolement entre enrou- lements et entre enroulements et terre, ainsi que les moyens utilisés pour empê- cher la concentration de contraintes électriques afin de maintenir le niveau des effets corona très bas et de répartir les surtensions. 



   Dans la construction des transformateurs, il a toujours été difficile d'isoler convenablement les bobinages ou enroulements de façon que ceux-ci   résis-   tent aux contraintes produites par les tensions élevées appliquées entre eux. 



  A ce problème de la nécessité de matières isolantes convenables vient s'ajouter celui de minimiser l'effet corona et de répartir les surtensions afin d'empêcher les claquages possibles de certains bobinages. En outre, quand on utilise des diélectriques liquides pour le refroidissement, d'autres difficultés se présen- tent, comme l'accumulation de poches d'huile dans l'isolant pouvant s'ioniser et réduire ainsi le niveau d'isolement à celui de la matière isolante séparant la poche d'huile de la terre ou du fer du noyau. 



   La présente invention a pour but de procurer, dans un transformateur utilisant un liquide diélectrique de refroidissement, un isolement des bobinages pouvant être soumis à des contraintes électriques élevées se composant d'isolânts solides conformés et disposés de façon qu'il n'y ait ni vides ni poches dans l'isolant, dans lesquelles le liquide diélectrique pourrait venir se loger. 



   L'invention a aussi pour buts : de répartir les contraintes électriques tendant à se concentrer sur les bords intérieurs et extérieurs des bobinages d'un transformateur de façon à minimiser l'effet corona; de minimiser l'effet corona sur les bords de plaques statiques pré- vues pour répartir les tensions auxquelles les bobinages peuvent être soumis en cours de fonctionnement à la suite de surtensions ou semblables;

   d'espacer les couches de conducteurs d'un bobinage de manière à dé- terminer un passage à l'intérieur du bobinage à hauteur duquel la tension entre couches de conducteurs est faible et ne présente donc pas de difficultés d'iso- lement tout en permettant de remplir les vides entre bobinages où des contraintes électriques élevées se présentent avec des isolants solides introduits d'une fa- çon si serrée qu'il n'y ait pas de creux où le liquide diélectrique pourrait s'accumuler; de prévoir une plaque statique destinée à un bobinage de transforma- teur en vue de la répartition de tensions excessives présentant un faible niveau corona sur ses bords intérieurs et extérieurs et convenablement isolée. 



   D'autres buts de l'invention ressortiront clairement de par eux-mêmes ainsi que de la description donnée ci-après. 



   L'invention couvre donc les caractéristiques de construction, de com-   binaison   d'éléments et d'arrangement de parties définies dans la description ci-après et dans les revendications annexées. 



   Pour une meilleure compréhension de la nature et des buts de l'inven- tion, on se référera à la description détaillée donnée ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels : 
La figure 1 est une vue en coupe de parties de bobinages de   transfôr-   mateur à haute et à basse tension donnant des détails des particularités de l'in- vention. 



   La figure 2 est une vue, partiellement en coupe et partiellement en plan, montrant comment les bobinages sont disposés les uns par rapport aux autres. 



   La figure 3 est une vue en coupe d'une partie d'une plaque statique montrant des détails de la construction. 

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   La figure 4 est une vue en plan, de dessus, d'une plaque statique. 



   La figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. 



   La figure 6 est une coupe d'un écran de noyau enroulé autour des branches du fer du noyau. 



   La figure 7 est une coupe d'un bobinage à haute tension montrant des détails des particularités de l'invention. 



   La figure 8 est une courbe montrant la différence, au point de vue tension de rupture, entre des bobinages ordinaires et des bobinages isolés sui- vant la présente invention. 



   La figure 9 est une vue, partiellement en coupe et partiellement en élévation, donnant des détails montrant comment les conducteurs sortent à l'exté- rieur de l'enroulement du transformateur suivant   l'invention.   



   La figure 10 est une vue en plan, de dessus, du bobinage montrant schématiquement où la transposition des conducteurs se fait dans la construction à deux couches, et où les conducteurs sortent à l'extérieur. 



   La figure 11 est une vue de profil d'une pièce isolante de forme, et la figure 12 est une coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 11. 



   Comme les figures 1 et 2 le montrent, un transformateur de type cuirassé comporte des bobinages 15 à basse tension et des bobinages 16 à haute tension. L'invention est décrite ci-après en détail dans son application aux bobinages ou enroulements à haute tension, puisque   l'isolement   des bobinages à haute tension constitue habituellement le problème le plus difficile dans la construction des transformateurs. Cependant, il a été constaté en construisant des transformateurs suivant l'invention, que, lorsque la tension des bobinages à basse tension atteint une valeur élevée, par exemple aux environs de 90.000 volts, il est souhaitable de fabriquer les bobinages à basse tension suivant le même procédé que celui utilisé pour les bobinages à haute tension. 



   Dans la pratique de l'invention, il a été constaté que, lorsque la tension appliquée aux bobinages à basse tension est inférieure à 90. 000 volts, il est bon de   construire   ceux-ci suivant la technique courante et de n'appliquer les enseignements de la présente invention qu'aux bobinages à haute tension. 



  Ceci reste cependant soumis à l'avis du constructeur qui est en possession de toutes les informations relatives au transformateur à construire. 



   Les transformateurs utilisant un diélectrique liquide, de l'huile par exemple, pour dissiper la chaleur produite par les bobinages, sont construits avec des passages permettant à l'huile de circuler aussi près que possible des conducteurs de façon à absorber cette chaleur et à la faire disparaître par   convexion.   Dans la forme d'exécution considérée, les bobinages 16, qui sont du type platse composent de couches de conducteurs 14 écartées de façon à détermi- ner un passage 17 à l'intérieur de l'enroulement. Ceci est possible du fait que la différence de potentiel entre deux couches de conducteurs voisines est en sub- stance négligeable et ne pose donc pas de problèmes d'isolement. 



   Les bobinages à haute tension portant les références générales 18, 19 et 20 sont inclinés entre eux. Ceci est courant, puisque les bobinages plats 18 et 19 sont connectés en série à l'extrémité inférieure et, par conséquent, la contrainte diélectrique est très faible à leurs extrémités de réunion, les bobi- nages pouvant être isolés sans difficulté même s'ils se trouvent très près l'un de l'autre. Comme représenté sur la même figure, la tension est, au contraire, élevée aux extrémités supérieures de ces bobinages. Les bobinages sont donc in- clinés entre eux de façon à laisser plus d'espace pour un isolant solide. L'in- clinaison des bobinages est fonction du gradient de potentiel entre eux. 



   Si on considère la partie de bobinage 18, on peut constater, comme 

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 précité, elle comporte deux couches de conducteurs 14. Dans cette forme d'exé- cution déterminée de l'invention, deux couches de conducteurs seulement ont été représentées pour la simplicité du dessin. Il va de soi cependant que le nombre de couches de conducteurs sera choisi de façon à réduire le passage de courants de Foucault sur le côté large des conducteurs à la valeur requise. Dans certains cas, on peut aller'jusqu'à quatre couches de conducteurs 14. Quand on utilise quatre couches de conducteurs, elles sont groupées par paires et les paires sont espacées de façon à laisser un passage. 



   Il est à noter qu'en inclinant la bobine 19 par rapport à la bobine 18,cette bobine est aussi inclinée relativement à la bobine 20 qui est en sub- stance verticale. La bobine 19 est reliée à la bobine 20 par son extrémité supé- rieure, ces deux bobines étant ainsi mises en série. En conséquence, le gradient de potentiel entre les bobines 19 et 20 augmente de l'extrémité supérieure de la bobine à son extrémité inférieure. 



   Comme décrit ci-avant, la bobine 18 comprend deux couches de   conduc-   teurs 14. Il a été découvert qu'aux courants de Foucault circulant sur le côté large des conducteurs 14, s'ajoutent des courants de Foucault circulaires tour- nant autour de la bobine et établissant des tensions indésirables sur les bords de la bobine. Afin d'empêcher les courants de Foucault circulaires, les   conduc-   teurs sont transposés d'une couche de conducteurs à l'autre au centre de la couche pendant le bobinage des couches, comme représenté en 21.Cette technique réduit très efficacement les courants de Foucault circulaires et empêche la production de tensions dangereuses par les courants de Foucault. 



   Le remplissage de l'espace laissé entre les bobinages plats, par exemple entre les bobinages 18, 19 et entre les bobinages 19, 20,devient un pro- blème très important. Il est à noter aussi que le remplissage des vides entre les bobinages à basse tension 15 et les bobinages à haute tension   16-doit   être effec- tué avec le même soin que le remplissage des vides entre bobinages à haute ten- sion. 



   Les pièces isolantes décrites ci-après sont généralement faites en l'une ou l'autre matière cellulosique traitée de façon à enlever tous les ingré- dients qui pourraient être considérés comme nuisibles du point de vue isolement et pourraient réduire leur résistance à la rupture. Toutes les matières isolantes connues et couramment utilisées comme le carton fort, le carton Kraft ou d'autres plaques semblables peuvent être utilisées dans la préparation des pièces isolantes décrites ci-après. 



   Si on considère, par exemple, la partie de bobinage plat 18, repré- sentée à la fig. 1, ce bobinage est pourvu de plaques de carton fort, comme en 22, ayant en substance la forme du bobinage plat. A l'extérieur de la pièce isolante 22 se trouvent des pièces en U 23 et des plaques en biseau 24. Les pièces isolantes en U 23 sont tirées habituellement d'une pièce ondulée placée dans une presse de manière à épouser la courbure des bobinages ou couches plates de conducteurs. Le carton ondulé utilisé pour la conformation des pièces 23 est ondulé mais sans fortes ondulations, n'ayant en substance que des ondulations rectangulaires. Des matières ondulées de ce genre pour la   f abrication   des pièces comme les pièces 23 sont bien connues et facilement disponibles.

   En utilisant de la matière ondulée, il est possible d'épouser avec plus de précision la forme de la bobine. Ceci étant un problème important, la conformation des pièces comme les pièces 23 se fait à l'aide d'outillage coûteux et de grande précision. Dans cer- tains cas, ces pièces sont mises sous forme à des températures de l'ordre de   200 C.   



   Quand la pièce 23 a été conformée comme décrit, elle est usinée de manière à effiler ses extrémités, comme représenté à la figure 1. Les pièces isolantes rectilignes 24 sont effilées à leurs extrémités de manière à s'adapter aux extrémités effilées des pièces en U 23. Quand les extrémités des pièces en 

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 U 23 et de la pièce rectiligne 24 sont effilées, elles se chevauchent ou s'adap- tent les unes aux autres avec   précision   de façon à éviter toute ondulation et la masse de matière isolante peut être appliquée dans le voisinage de la pièce sans laisser aucun vide entre les pièces isolantes. 



   Il est à remarquer qu'un grand nombre de pièces en U 23 est préparé avec des écartements différents entre les branches de l'U. Ceci permet d'adapter l'une pièce en U dans l'autre avec application ou chevauchement précis des extrémités des côtés effilés. Quand les pièces en U et les plaques ont les formes voulues et sont effilées, elles peuvent être enchevêtrées de façon à étager les joints et de façon à éviter un joint rectiligne continu en n'importe quel point en travers de l'isolement. En outre, en fabriquant diverses formes de pièces isolantes principalement en forme de U et rectilignes et parfois en forme de L, les vides entre les bobinages 18 et 19 peuvent être entièrement remplis avec de l'isolant solide.

   En outre, les vides entre les bobinages à basse tension 15 et les bobinages à haute tension 16 peuvent aussi être remplis avec de l'isolant solide. 



   Il est à remarquer que les coins des pièces en U 23 sont représentés légèrement arrondis. Cet arrondi est légèrement exagéré pour la clareté du dessin. 



  Il reste néanmoins qu'afin d'éviter des coins à arêtes vives, les coins des pièces en U 23 sont légèrement arrondis, mais s'ils sont tous arrondis suivant le même rayon, les pièces s'adaptent avec précision les unes contre les autres sans laisser de vide. 



   Quand des pièces isolantes présentent des coins ou des bords à arêtes vives, il y a habituellement concentration des contraintes électriques à hauteur de ces arêtes vives. En cours de fonctionnement d'appareils à induction où une telle concentration de contraintes électriques se produit, il y a danger d'effet coro.na qui, avec le temps endommage ou érode da matière   isolante*   Dans la présen- te forme d'exécution, en donnant des coins arrondis aux pièces isolantes, la concentration des contraintes électriques est maintenue au-dessous du niveau corona. 



   Le fait de prévoir le passage d'huile entre couches de conducteurs d'un bobinage plat plutôt qu'entre bobinages, permet d'obtenir un isolement bien plus efficace entre les bobinages où s'établissent des gradients de potentiel élevé. Quand le passage pour le diélectrique liquide ou pour l'huile était prévu entre bobinages, il fallait pratiquement autant d'isolant entre chaque bobinage et le liquide qu'entre les bobinages de la présente forme d'exécution. Ceci permet une réduction notable de la dimension hors tout de l'empilage des bobines. Quand les dimensions hors tout de l'ensemble des bobines sont réduites, il en est de même de la fenêtre pratiquée dans le noyau. Une réduction du noyau entraîne une réduction de la quantité de fer totale utilisée dans le noyau.

   La réduction de la quantité de fer dans le noyau permet une certaine réduction de la spire moyenne des bobinages, ce qui entraîne une réduction du poids du cuivre pour un transformateur de même capacité d'un transformateur construit suivant les anciens principes. Un tableau donnant une comparaison détaillée des poids des bobinages et des fers de transformateurs d'une capacité choisie construits respectivement suivant la présente invention et suivant l'ancienne technique est donné   ci-après-.   

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 EMI5.1 
 
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  Isolement <SEP> Isolant
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<tb> ancien <SEP> procédé.- <SEP> solide.-
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<tb> capacité <SEP> en <SEP> Kva <SEP> 8500 <SEP> 8500
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<tb> Niveau <SEP> d'impulsion <SEP> de <SEP> base- <SEP> Kv <SEP> 825 <SEP> 825
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<tb> Poids <SEP> du <SEP> noyau <SEP> et <SEP> des <SEP> bobinages <SEP> - <SEP> Kg. <SEP> 14.400 <SEP> 11.900
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<tb> Poids <SEP> de <SEP> la <SEP> cuve <SEP> et <SEP> des <SEP> accessoires <SEP> - <SEP> Kg. <SEP> 7.650 <SEP> 6.750
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<tb> Poids <SEP> de <SEP> l'huile <SEP> - <SEP> Kg <SEP> 10.665 <SEP> 6. <SEP> 300
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<tb> Poids <SEP> total <SEP> - <SEP> Kg.

   <SEP> 32.100 <SEP> 24.950
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<tb> Longueur <SEP> de <SEP> la <SEP> cuve <SEP> - <SEP> cm. <SEP> 259 <SEP> 216
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<tb> Largeur <SEP> de <SEP> la <SEP> cuve <SEP> - <SEP> cm. <SEP> 145 <SEP> 121
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<tb> Hauteur <SEP> de <SEP> la <SEP> cuve <SEP> - <SEP> cm. <SEP> 422 <SEP> 378
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<tb> Pertes <SEP> dans <SEP> le <SEP> fer <SEP> - <SEP> watts <SEP> 19.850 <SEP> 15.800
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<tb> Pertes <SEP> dans <SEP> le <SEP> cuivre <SEP> - <SEP> watts <SEP> 59.00d <SEP> 55.

   <SEP> 600
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<tb> Pertes <SEP> totales- <SEP> watts <SEP> 78.850 <SEP> 71.400
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<tb> Impédance <SEP> - <SEP> % <SEP> 22,6 <SEP> 13e75
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Dans un transformateur construit suivant l'invention,   l'Isolant   est soumis à des contraintes plus fortes que dans les anciens types de construction. 



  Il s'ensuit que, sur les bords des bobinages 18, 19 et 20, le gradient de po- tentiel peut devenir très élevé et soumettre la matière isolante solide qui couvre ces bords à des contraintes sérieuses. 



   Comme la figure 9 le montre, les conducteurs portant la référence générale 53 sortent à l'extérieur par des gaines 54. Afin de protéger les con- ducteurs aux extrémités des canalisations 17 où la concentration des contraintes électriques est élevée, les pièces isolantes 24 séparant les bobines sont pro- longées au-delà de celles-ci de façon à constituer des gaines 54 pour les con- ducteurs 53. 



   En outre, les conducteurs sont pourvus d'un isolement renforcé 55 entre le point de rattachement des conducteurs aux bobines et le sommet des gaines 54. On obtient ainsi le renforcement d'isolement nécessaire pour résister à toute contrainte électrique supplémentaire. 



   Afin de maintenir le niveau corona peu élevé sur les bords intérieurs et extérieurs des bobines 18, 19 et 20, des pièces dénommées ici lamelles bordiè- res et portant la référence 25 sont prévues. Dans la forme d'exécution considé- rée de l'invention, des lamelles bordières 25 sont disposées sur les côtés inté- rieurs et extérieurs des couches de conducteurs 14. Comme les figures 1 à 7 le montrent, les lamelles bordières portant la référence générale 25 comprennent un conducteur 26 avec un isolant convenable 27. Le conducteur 26 doit avoir une section transversale circulaire d'un diamètre relativement grand. Dans la forme d'exécution de l'invention représentée à la figure 1, les conducteurs ne sont recouverts que d'isolant en papier.

   Le diamètre du conducteur et la quantité de papier isolant dépend en partie de la dimension des conducteurs constituant les couches de conducteurs 14. De façon générale, la lamelle bordière ne peut pas dépasser les côtés des couches de conducteurs. Comme représenté aux figures 1 et 7, les lamelles bordières 25 appliquées à des couches adjacentes de conducteurs 14 sont espacées de manière à se conformer à l'écartement des couches de conduc- teurs 14. De cette manière elles n'empêchent pas la   circul ation   de l'huile dans la canalisation 17.    



  TABLEAU 1    

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Les lamelles bordières 25 peuvent être maintenues en place de toute manière voulue. Dans la forme d'exécution considérée de l'invention, elles sont maintenues en place sur les bords intérieurs et extérieurs des couches de con- ducteurs 14 à l'aide de ruban 28 enroulé autour de la lamelle bordière 25 et de la spire de couches de conducteurs 14 contiguë. 



   Les lamelles bordières 25 remplissent un double rôle. Elles réduisent le gradient de potentiel sur les bords des bobines et constituent les bords arron- dis extérieurs et intérieurs des bobines de manière à empêcher la concentration des contraintes électriques. Comme le gradient de potentiel est beaucoup plus faible sur le bord de la lamelle que sur les bords de la bobine, le niveau corona n'est pas atteint à l'endroit des bobines plates. La lamelle bordière 25 de la figure 7 diffère de la lamelle bordière représentée à la figure 1 en ce que le conducteur 26 comporte une couche de fil émaillé 29. Du fil émaillé convenant pour ces lamelles bordières est disponible sur le marché.

   En construisant la lamelle bordière 25 comme représenté à la figure   7,   le fil émaillé est entouré de papier isolant comme dans la forme d'exécution représentée à la figure 1. 



   En utilisant, dans la forme d'exécution variante de la lamelle bor- dière 25 représentée à la figure 7, un conducteur émaillé, on introduit une matière à haut pouvoir inducteur spécifique à   l'endroit   des contraintes les plus élevées et on réduit le gradient de potentiel dans la première couche de papier enroulée autour du conducteur. De cette manière, le niveau corona sur la surface d'une lamelle bordière comme représenté à la figure 7 est moins élevé que dans le cas de la forme d'exécution de la figure 1. En outre, pour réduire encore le niveau corona à la surface de la lamelle bordière, le conducteur en cuivre émail- lé utilisé est habituellement rogné de façon à éviter les aspérités et   à   présen- ter ainsi une surface beaucoup plus lisse. 



   La courbe 30 représentée à la figure 8 donne la tension de rupture entre bobinages en pour-cent du maximum théorique. La ligne verticale 31 repré- sente, à son point de rencontre avec la courbe 30, le point de rupture entre les bobines d'ancien type ne comportant pas de lamelles bordières, tandis que le point de rencontre de la ligne verticale 32 et de la courbe 30 donne la tension de rupture entre bobines construites suivant la présente invention. 



   En ce qui concerne la construction   de.3   lamelles bordières, il a été dit qu'elles ont généralement environ la même largeur que les couches de conducteurs 14, afin de ne pas obstruer la canalisation. Des conducteurs isolés de la même largeur que les conducteurs 14 des bobinages plats utilisés dans la fabrication de lamelles bordières 25 ont été vérifiés et se sont avérés entiè- rement satisfaisants. Du fil émaillé d'un diamètre compris entre   4,115   mm et 6,553 mm   recouvert   de papier de jute d'une épaisseur comprise entre 2,489 et 5,049 mm s'est avéré satisfaisant. Ces dimensions sont données pour avoir une idée claire de la dimension des lamelles bordières fabriquées et appliquées sur les bords intérieurs et extérieurs de bobinages plats, sans avoir un sens de limitation. 



   Les bobinages plats sont protégés contre les surtensions par des plaques statiques 33. Comme le type de transformateur décrit ici voit son isole- ment soumis à de plus fortes contraintes que le transformateur de construction classique, les bords de la plaque statique portant la référence générale 25 sont soumis à une plus forte concentration de contraintes électriques et il est souhaitable de prévoir un moyen pour maintenir la concentration des contraintes électriques sur les bords de la plaque statique au-dessous du niveau corona. 



  Dans les formes d'exécution de l'invention représentées à la figure 1 et aux figures 3 à 5 inclusivement, des précautions sont prises pour maintenir la con- centration des forces électriques au-dessous du niveau corona. 



   Dans la forme d'exécution de la plaque statique représentée aux fi- gures 4 et 5, la plaque statique comporte des rondelles 34 en une matière 

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 isolante convenable comme du carton fort sur lesquelles on applique des rondelles 35 d'une feuille métallique habituellement utilisées pour la fabrication des plaques statiques. Dans une forme d'exécution de ce genre, la concentration des contraintes électriques sur les bords intérieur et extérieur de la feuille est élevée et, afin de maintenir, sur ces bords de la feuille, les contraintes au- dessous du niveau corona, on utilise un conducteur à résistance élevée. Dans la forme d'exécution de l'invention représentée aux figures 4 et 5, une bande de coronox 36 est appliquée sur les bords intérieur et extérieur de la feuille. 



   La bande de coronox 36 peut être appliquée par découpage et collage de rubans sur la rondelle 34 de manière à faire contact électrique avec la feuille 35. Quand la feuille et la bande de coronox sont assemblées, une autre rondelle isolante 37 recouvre la feuille 35 et est collée à la rondelle 34 de façon à constituer un tout. Des pièces isolantes en U 38 sont préparées et glissées à cheval sur les bords de la plaque statique. Ces pièces isolantes en U 38 doivent être construites de façon à épouser exactement la courbe de la plaque statique et les branches de l'U sont effilées, comme précité, en association avec les pièces isolantes en U 23. D'autres pièces isolantes 39 en substance plates sont effilées de façon à venir s'intercaler entre les bords effilés des pièces iso- lantes en U 38. 



   Une plaque statique variante est représentée à la figure 3. Elle comprend une rondelle isolante 40 à bords arrondis et recouverte d'une pellicule convenable 41 en une matière conductrice comme le cuivre. Cette couche ou pelli- cule de cuivre 41 peut être appliquée de toute manière connue, par exemple par aspersion. L'électrode constituée par la rondelle isolante 40 et la pellicule de cuivre 41 a des bords intérieur et extérieur arrondis qui aident à empêcher la concentration des contraintes électriques. 



   Il a été constaté que, dans certains cas, il est souhaitable de pousser plus loin l'effort de répartition des contraintes et d'abaissement du niveau corona. Dans ce cas, un conducteur 42, semblable au conducteur utilisé dans la lamelle bordière 25 des figures 1 et 7, peut être utilisé. La lamelle bordière conductrice 42 comprend un conducteur entouré de bande de papier. La lamelle bordière conductrice 42 est appliquée sur les deux bords de l'électro- de   40.   Dans la forme d'exécution de l'invention décrite et s'étant avérée satis- faisante   lors   des essais, le conducteur rond en cuivre avait un diamètre d'envi- ron 2,59 mm, l'épaisseur du papier isolant appliqué étant d'environ 2,235 mm. 



  Ceci empêchait la concentration des contraintes électriques et l'effet corona. 



   Dans la construction de la plaque statique représentée à la figure 3, l'électrode 40 et la lamelle bordière 42 sont disposées convenablement rela- tivement l'une à l'autre et des rondelles 43 et 44 en une matière isolante convenable sont appliquées et collées sur les côtés de ces pièces. Des pièces isolantes 45 en forme de U épousant exactement la courbe de la plaque statique sont appliquées. Ces pièces ont la forme précitée et sont représentées aux figu- res 11 et 12. On applique ensuite des rondelles plates 46 avec des bords effilés sur les pièces isolantes en U 45 et on les maintient en place par collage. La plaque statique représentée à la figure 3 comprend l'électrode 40 et les lamelles bordières 42 qui sont entièrement enfermées par les pièces isolantes solides 43,44, 45 et 46.

   La plaque statique est ensuite appliquée à un enroulement d'extrémité des bobinages à haute tension, comme représenté à la figure 1. Sur cette figure, la plaque statique du type représenté à la figure 3 est appliquée à l'enroulement   'd'extrémité   portant la référence générale 18. Ainsi construite, la plaque statique empêche toute concentration de contraintes électriques pouvant donner lieu à l'effet corona sur ses bords. 



   Dans la 'construction de transformateurs, les arêtes du noyau voisines des bobinages longitudinaux sont vives et ne peuvent être convenablement arrondies. 



  Ces arêtes sont soumises à des champs de forte intensité et peuvent provoquer de l'effet corona si elles ne sont pas protégées. Comme représenté, un écran de 

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 noyau portant la référence générale 47 à la figure 6 est enroulé autour du noyau. 



  Cet écran de noyau comprend une couche de cuivre en feuille 48 prise entre deux feuilles isolantes 49 et 50. Ces feuilles isolantes 49 et 50 sont en papier ou en une autre matière convenable. Les feuilles isolantes 49 et 50 sont réunies sur les bords de manière à enfermer complètement la feuille de cuivre. Afin d' empêcher toute concentration de contraintes électriques sur les bords, du ruban de coronox 51 peut être appliqué comme dans le cas de la plaque statique de la figure 5. Le ruban de coronox 51 déborde sur les bords et aide à empêcher la concentration des contraintes électriques et à abaisser ainsi le niveau corona. 



  L'écran de noyau 47 peut se chevaucher à ses extrémités qui peuvent aussi se disposer bout à bout à condition que la feuille de cuivre ne se mette pas en court-circuit. Un entrefer doit toujours être prévu dans l'écran de   noy au   afin d'empêcher   d'obtenir   des courants de Foucault exagérés. Dans la forme d'exécu- ticn considérée, ceci est obtenu en enfermant la feuille de cuivre. En outre, un écran 52, semblable à l'écran de noyau, peut être glissé entre l'enroulement 15 à basse tension et l'enroulement 16 à haute tension. 



   L'invention décrite ici convient spécialement pour la fabrication de transformateurs du type cuirassé comme représenté à la figure 2. Elle peut cependant s'appliquer aussi efficacement aux transformateurs du type ouvert, mais   l'application   peut être plus coûteuse. Il y a cependant certains types d'enrou- lements cylindriques pour transformateurs du type ouvert pour lesquels la con- struction du transformateur décrite ici peut être utilisée, aussi efficacement et aussi économiquement que dans le cas de transformateurs du type cuirassé.La construction décrite ci-avant permet donc de   réduire ..l'écart   entre points chauds et la terre. Ceci peut s'obtenir par le genre d'isolant et l'arrangement décrits et indiqués ci-avant. 



   Quand les écarts sont réduits ,les fenêtres du noyau sont plus peti- tes et exigent moins de cuivre, la dimension de la cuve diminue et il faut   moin&     d'huile.   Le résultat général est que le transformateur devient plus petit, moins coûteux et qu'il fonctionne avec moins de pertes. 



   Comme certaines modifications peuvent être apportées à la forme d'exécution décrite ci-avant et à d'autres formes d'exécution de l'invention sans sortir du cadre de l'invention, il va de soi que toutes les informations contenues dans la description précédente ou données aux dessins annexés, le sont simplement à titre d'exemple et non dans un sens limitatif. 



   REVENDICATIONS. 



   1.- Transformateur comprenant plusieurs bobinages, chacun de ces bobinages consistant en plusieurs couches de conducteurs espacées entre elles de manière à établir des passages ou canalisations à l'intérieur des bobinages en vue de la circulation d'un liquide diélectrique, ces bobinages étant espacés entre eux, et les vides dans le voisinage des bobinages, y compris les espaces entre bobinages, étant remplis d'isolant solide afin d'empêcher la production de poches de liquide diélectrique dans le voisinage des bobinages.

Claims (1)

  1. 2*- Transformateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les bobinages intermédiaires d'un nombre déterminé de ces bobinages sont inclinés relativement aux bobinages d'extrémité de ce nombre déterminé de bobi- nages, le degré d'inclinaison de ces bobinages entre eux dépendant du gradient de potentiel entre parties de bobinages voisines, l'écartement le plus grand se présentant aux endroits de différence de potentiel la plus élevée entre parties de bobinages voisines.
    3. - Transformateur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les conducteurs de chacune des couches de conducteurs sont transposés en substance à. mi-chemin des bords des couches de conducteurs de manière à aider à la réduction des courants de Foucault dans les bobinages. <Desc/Clms Page number 9>
    4.- Transformateur suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'isolant solide,cette partie étant associée à un nombre déterminé de ces bobinages, se compose de couches d'isolant solide effi- lées aux extrémités et insérées entre les bobinages, et des pièces isolantes en forme de U à branches effilées sont disposées à cheval sur les bobinages, de manière à recouvrir les extrémités effilées des couches d'isolant solide.
    5. - Transformateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les pièces isolantes en U sont conformées de façon à épouser la courbe des bobi- nages correspondants.
    6. - Transformateur suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les bords des joints entre les couches d'isolant solide et les branches des pièces en U sont disposés en échelons de manière à augmenter la valeur d'i- solement de cet isolant solide.
    7. - Transformateur suivant la revendication 4,5 ou 6, caractérisé en ce que les pièces isolantes en forme de U sont en une matière isolante ondu- lée.
    8.- Transformateur suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que ces bobinages sont pourvus de conducteurs de connexion attachés aux conducteurs des dites couches de conducteurs, ces con- nexions sortant à l'extérieur par des passages prévus pour la circulation du liquide diélectrique, ces connexions étant isolées par un isolant supplémentaire appliqué autour des conducteurs sur une certaine distance au-dessous des bords des dites couches de conducteurs et sur une certaine distance au-delà des bords des dites couches de conducteurs.
    9.- Transformateur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'isolant supplémentaire appliqué aux connexions comprend une adjonction de cou- ches d'isolant solide, ces couches d'adjonction dépassant les bords des bobinages de manière à constituer une gaine pour la connexion associée.
    10.- Transformateur suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que les bobinages sont protégés contre la concentra- tion des contraintes électriques par des lamelles conductrices appliquées sur les bords des dites couches de conducteurs.
    11.- Transformateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ces lamelles conductrices sont appliquées très près des bords intérieurs et extérieurs des dites couches de conducteurs.
    12.- Transformateur suivant la revendication 10 ou 11 caractérisé en ce que ces lamelles conductrices consistent en des conducteurs isolés ayant un diamètre correspondant à la largeur des dites couches de conducteurs afin d'éviter l'obstruction des passages pour le liquide diélectrique.
    13.- Transformateur suivant la revendication 12, caractérisé en ce que ces conducteurs isolés consistent en des fils émaillés.
    14.- Transformateur suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce qu'une plaque électrostatique est prévue dans le voisinage d'au moins un bobinage d'extrémité d'un nombre déterminé de ces bobi- nages, afin de répartir les contraintes de tension parmi tous les conducteurs de ce bobinage d'extrémité.
    15.- Transformateur suivant la revendication 14, caractérisé en ce que chaque bobinage d'extrémité de ce nombre déterminé de bobinages est associé à une plaque électrostatique.
    16.- Transformateur suivant la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que cette plaque électrostatique consiste en une pièce isolée, conductrice de l'électricité. <Desc/Clms Page number 10>
    17.- Transformateur suivant la revendication 16, caractérisé en ce que cette plaque électrostatique comprend une pièce isolante en forme de rondelle, une couche conductrice étant appliquée à cette pièce isolante.
    18. - Transformateur suivant la revendication 17, caractérisé en ce que la pièce isolante de la plaque électrostatique et la couche conductrice sont noyées dans de l'isolant solide.
    19.- Transformateur suivant l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que la plaque électrostatique comporte un conducteur isolé appliqué sur ses bords en vue de la réduction du niveau corona.
    20. - Transformateur suivant la revendication 19, caractérisé en ce que le conducteur isolé appliqué sur les bords de la plaque électrostatique a une conductibilité électrique plus faible que les pièces métalliques de la plaque électrostatique 21.- Transformateur suivant l'une quelconque des revendications 2 à 20, caractérisé en ce que le dit nombre déterminé de bobinages comprend les bobinages à haute tension du transformateur 22. - Transformateur, en substance comme décrit ci-dessus avec réfé- rence aux figures 1 et 2, ou comme représenté sur ces figures, ou comme modifié sur l'une quelconque des figures 3 à 12 des dessins annexés.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5477007A (en) * 1991-04-05 1995-12-19 Asta Elektrodraht Gmbh Twisted conductor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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