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Transformateur de courant La présente invention est relative aux transformateurs de courant tels que ceux qui sont souvent montés avec des interrupteurs.
L'invention concerne un transformateur dans lequel l'un des enroulements est constitué par un câble à haute tension.
Dans un brevet du même inventeur N 321282, on a décrit un câble à haute tension comprenant des couches de bandes de papier isolantes enroulées autour d'un conducteur central et des couches concentriques faites de feuilles métalliques minces de faible résistivité électrique interposées entre des couches choisies de la bande isolante. Ces feuilles métalliques minces servent à fournir un gradient de potentiel très sensiblement uniforme le long d'une extrémité dénudée du câble et peuvent être appelées couches d'égalisation.
Une façon d'employer comme enroulement dans un transformateur un câble de ce type consisterait à donner à un court tronçon de ce câble avec ses couches d'égalisation la forme d'un U. Cette opération exigerait un enroulement à la main pénible et coûteux. De plus, un transformateur équipé avec un tel enroulement en U occuperait un espace très important en raison du rayon de courbure nécessairement grand du câble. Quand l'espace est très limité, ce qui est bien souvent le cas, il serait désirable de pouvoir courber le câble pour former un U beaucoup plus resserré que ne le permettent les couches de ruban isolant et de feuilles métalliques.
Le but principal de la présente invention est donc de fournir un transformateur dans lequel le câble qui constitue l'un des enroulements peut aisément recevoir la forme générale d'un U beaucoup plus resserré que cela n'a été possible jusqu'à pré- sent, ce quia pour effet de réduire l'espace matériellement nécessaire.
Un transformateur de courant fait conformément à la présente invention comprend deux tronçons de câble possédant chacun un conducteur central, un certain nombre de couches de bandes de papier isolant pour haute tension enroulées autour de ce conducteur et des couches concentriques de feuilles métalliques minces interposées entre des couches du papier isolant, ces deux tronçons étant disposés l'un à côté de l'autre avec un certain espace entre leurs portions intermédiaires, les couches de feuilles métalliques de chaque câble se terminant avant chaque extrémité du câble et la couche de feuilles métalliques de .chaque câble qui se trouve le plus à l'intérieur se terminant plus près des extrémités du câble que la couche de feuilles métalliques qui se trouve le plus à l'extérieur,
une jonction conductive réunissant les conducteurs de ces tronçons à deux extrémités voisines, lesdits tronçons de câble et leur jonction formant un enroulement du transformateur, un réservoir d'huile contenant la jonction et lesdites portions intermédiaires des tronçons, un noyau de transformateur entourant l'un des tronçons de câble, et portant un second enroulement, le noyau et le second enroulement occupant ledit espace entre les portions intermédiaires des sections de câble, un isolateur creux sur le réservoir d'huile entourant les parties terminales des tronçons de câble qui sont opposées audit couplage et portant des bornes mutuellement isolées fixées sur l'isolateur et reliées, respectivement, aux extrémités voisines desdits conducteurs.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une coupe verticale, d'une forme d'exécution du transformateur suivant l'invention.
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Le transformateur représenté comprend deux courts tronçons de câble 1 et 2, dont chacun des deux comprend un conducteur central 3 autour duquel sont enroulées un grand nombre de couches 4 d'un ruban isolant pour les hautes tensions. Des couches concentriques de feuilles métalliques 5 sont interposées entre des couches choisies du ruban isolant 4. Ces couches d'égalisation peuvent être constituées par des feuilles d'aluminium sur un ruban de papier qui est enroulé autour du conducteur par la machine qui enroule le ruban isolant lui-même.
De toute façon, les couches métalliques minces 5 de chaque câble s'arrêtent avant les extrémités de celui- ci et la couche qui se trouve le plus à l'intérieur dans chaque câble se termine plus près de l'extrémité du câble que la couche qui se trouve à l'intérieur. Ainsi, dans l'extrémité supérieure du câble de droite, la couche métallique qui se trouve le plus à l'extérieur est représentée comme se terminant en 5a, tandis que la couche métallique qui se trouve le plus à l'intérieur est représentée comme se terminant en 5b plus près de l'extrémité du câble: chacune des extrémités des deux tronçons de câble a une disposition semblable.
La forme effilée ainsi présentée par les extrémités des feuilles métalliques minces a pour effet d'aider à répartir le gradient de potentiel le long des parties terminales de chacun des câbles. Ainsi qu'on l'a représenté, les tronçons de câble 1 et 2 sont disposés de façon à être très sensiblement parallèles, mais sont néanmoins courbés de façon que leurs parties terminales voisines convergent en ménageant ainsi un espace entre les parties médianes. Aux extrémités inférieures des tronçons de câble, les couches isolantes 4 sont enlevées et les extrémités voisines des conducteurs 3 mises à nu sont réunies par un conducteur 7. Celui-ci peut présenter la forme générale d'une sphère, de façon que le gradient de potentiel à sa surface soit relativement peu élevé.
Le rayon de la sphère doit être plus grand que le rayon des conducteurs 3, attendu que la sphère n'est pas enveloppée par le ruban isolant.
Les tronçons de câble 1 et 2 sont montés verticalement dans un réservoir d'huile 8 et forment, avec le conducteur 7, un enroulement du transformateur. L'un de ces tronçons de câble, le tronçon 2, est entouré par des noyaux magnétiques 9 sur chacun desquels est enroulé un enroulement séparé 10, formant ainsi un enroulement secondaire multiple désigné d'une façon générale par 11. Les enroulements 10 sont portés d'une façon appropriée dans le réservoir et occupent l'espace libre entre les portions médianes des tronçons de câble et chacun des enroulements 10 a des bornes (non représentées) qui sont accessibles en dehors du réservoir pour permettre de joindre l'enroulement avec le circuit désiré.
Une armature protectrice 6 sur chacun des tronçons de câble entoure seulement la partie médiane de chaque tronçon dans la région du secondaire multiple 11.
Les extrémités supérieures des tronçons de câble 1 et 2 sont entourées par un isolateur en porcelaine creux 12, de forme conique, pour s'adapter d'une façon générale au contour de ces parties terminales convergentes. La partie la plus large, ou base, de l'isolateur 12 est fixée à une plaque annulaire 13 fixée elle-même sur le haut du réservoir d'huile et à travers laquelle passent les tronçons de câble. A cette extrémité supérieure, l'isolateur creux 12 est fermé par un couvercle métallique 14 fixé à l'isolateur. Le conducteur central 3 du tronçon de câble 2 présente une extrémité supérieure dénudée et fixée dans ce couvercle, ainsi que cela a été représenté en 3a, de sorte que le couvercle 14 sert de borne pour le câble 2.
Le conducteur central 3 de l'autre tronçon de câble 1 possède une extrémité supérieure dénudée qui forme un prolongement 3b faisant saillie à travers le couvercle 14. Le prolongement du conducteur 3b est entouré par un manchon isolant 15, étanche à l'huile et étanche aux gaz, fixé au couvercle et sur la partie découverte duquel sont vissés des écrous de bornes 16.
On comprend que l'enroulement primaire 1, 2, 7 est relié au circuit d'entrée à haute tension par l'intermédiaire du couvercle 14 et du prolongement de conducteur 3b servant de bornes. Avec l'emploi de quatre enroulements secondaires 10, ainsi que cela a été représenté, on obtient en fait quatre transformateurs de courant séparés qui ont en commun la boucle primaire 1, 2, 7 pour leurs quatre noyaux magnétiques 9 et pour leurs enroulements secondaires respectifs 10.
Quand le transformateur est employé en conjonction avec un interrupteur de haute tension et â faible contenance d'huile, la plaque-borne 14 peut être boulonnée directement sur l'extrémité du carter de l'interrupteur de circuit (non représenté).
Un réservoir additionnel d'huile 18 est installé à côté du réservoir d'huile 8 et contient un piston 19 équipé avec des segments 19a. Ce piston délimite un réservoir de capacité variable 20 qui communique par un conduit 21 avec le réservoir d'huile 8. Le réservoir 20, le conduit 21, le réservoir 8 et l'isolateur 12 sont complètement remplis d'huile et le piston 19 permet de maintenir cette huile sous une pression constante tout en permettant la dilatation et la contraction thermique de cette huile. La pression sous laquelle l'huile doit être maintenue peut être déterminée par tout moyen approprié qui pourrait repousser le piston 19 vers le bas.
Pour arriver à ce résultat, l'espace qui se trouve au-dessus du piston peut être rempli avec de l'air ou du gaz sous une pression faible, cet air ou ce gaz étant admis à travers une soupape 21 ; le piston pourrait également être soumis à l'action d'un ressort.
A la construction du transformateur, l'espace pour l'huile est entièrement vidé par une soupape 22 puis chauffé pour faire disparaitre l'humidité et les gaz inclus. De l'huile débarrassée de tout gaz est alors introduite par ce conduit 22 pour remplir la totalité de l'espace et pour imprégner complètement les rubans isolants 4. L'appareil est alors scellé en
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laissant une certaine pression subsister dans la partie supérieure du réservoir 18. Cette pression sur l'huile est destinée à empêcher l'introduction d'humidité ou d'air dans la masse d'huile puisque toute fuite se produira vers l'extérieur.
La pression de l'huile empêche aussi la formation de bulles gazeuses provenant de la décomposition de l'huile ou de gaz résiduels restés dissous dans l'huile ou occlus dans les différents éléments du transformateur.
Les tronçons de câble 1 et 2 ont une souplesse suffisante pour permettre de leur donner facilement la courbure limitée qui est nécessaire pour amener presque en contact les extrémités ainsi que cela a été décrit. De la sorte, on obtient la dimension minimum possible pour l'isolateur de porcelaine 12 et pour le réservoir d'huile 8. L'appareil qui vient d'être décrit constitue un excellent transformateur de courant, d'un prix peu élevé et exigeant un très faible emplacement.