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PERl''ECT l OW,llil'n1;!,TS A \.J'X .\.l'PAREILS ELEC'.cRIQù3S A 1-,-DbCTIOli.390TMLMT AUX l'R6ZSSF01 -bt2TL'UP.S -
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La présonte invention vise des porfoction11lJIIlal1te aux appareils électriques à induction, notamment aux transformateurs et appareils analogues.
L'invention a pour objet général de fournir une construction perfectionnée d'appareils du type envisagé, qui est particulièrement adaptée pour l'usage des hautes tensions-
Suivant une caractéristique importante de l'invention, l'en- roulement à haute tension de l'appareil est muni d'une structure formant écran ou blindage électrostatique du type perfectionné.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les
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avantages de l'invention en se référant à la description suivante, et aux des-
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sins qui l' accompaqnout, donnés simplement à titre d'exemple, et dans lesquels: La Figure 1 est une élévation latérale d'un tllsfor.mat6ur conforme à l'invention.
La Figure 2 est une élévation de l'autre coté du transforma- teur de la Figure 1'
Les Figures 3,4 et 5 sont des vues de détail d'une des pièces de blindage électrostatique; les figures 4 et 5 étant des coupes prises respec- tivement suivant les lignes 4-4 et 5-5 de la Figure 3.
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La Figure c ooà une ooupo vai,Liuu1o' Quhtrrmefunuutour repo- santé Fig. 1 et 2.
La Figure7 est une coupe prise suivant la ligne 7-7 de la Figure 6.
La Figure 8, enfin, est un schéma de montage de l'enroulement à haute tension avec sa structure de blindage électrostatique.
Le transformateur représenté comprend une carcasse magnétique
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ft:jul11ot,60 uornportlmt dua 00101l110fl 10 ot 11 rol1600 par don ,jougo d' axt n'itil ta li! les deux colonnes sont entourées respectivement par deux sections cylindriques 13 et 14 d'un enroulement à basse tension. L' enroulement à haute tension compor-
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te aussi deux sectionociaylindriques 15 et'16* La section 15 entoure la colonne 10 et la section 13 de l'enroulement à basse tension, tandis que la section 16 entoure la colonne 11 et la section 14 de l'enroulement à basse tension.
La borne à haute tension 17 du transformateur est reliée au
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milieu de la ueutloil 16 do l'auz-aulnmcsit u hout-o teuton (voir L'lg. 1 at 0), Les deux extrémités de cette section d'enroulement 16 à haute tension sont re- liées au milieu de la section d'enroulement 15 à haute tension, par un conduc- teur 18 (voir Fig.2 et 8). Les deux extrémités de la section d'enroulement à haute tension 14 sont reliées ensemble et à la borne de terre 19 (voir Fig.2et 0).
Le courant à haute tension passe ainsi de la borne à haute
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tension 17 et du milieu du la section d'ettroulomant 16, b, travers <1c)u'x' trajolts en parallèle, vers les deux extrémités de cette section d'enroulement et le can- tre de la section d'enroulement 15 puis de là, à tramera deux trajets en paral- lèle, vers les deux extrémités de cette section d'enroulement et la borne de terre 19-
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terre 19.
Avec cet arrangement. les spires ou les bobines de chqque sec- tion d'enroulement, qui possèdent la tension la plus faible, sont au voisinage des jougs 12 de la carcasse et un isolement minimum est en conséquence nécessaire entre les sections d'enroulements et les jougs.
Il est désirable que l'enrouiement à haute tension soit voisin de l'enroulement à bsse tension pour que la réactance du transformateur soit faible. En outre, en raison de ce rapprochement!, les quantités de matière con- ductriée et de matière isolante et la résistance de 1 enroulement à haute tension sont réduites au minimum.
Les deux extrémités de la section d'enroulement à haute tension 15 sont au potentiel de terre et peuvent en conséquence être très voisines de la section d'enroulement à basse tension 13. Mais ces sections d'enroulements 13 et 15 doivent être espacées progressivement'1'une de l'autre, en allant des extré- mités vers le centre où la tension de la section à haute tension 15 est maximum,
L'espacement antre la section à haute tension 16 et la section d'enroulement à basse tension 14 doit, de manière analogue, augmenter progressi- vement depuis les extrémités do ces sections vera leurs centres où la tension de la section d'enroulement 16 à haute tension est maximum.
Mais la tension des deux extrémitésde la section d'enroulement 16 à hautetension est approximati- vement la même que celle du centre de la section d'enroulement 15 à haute tension' en conséquence, l'espacement entre les extrémités des sections 16 et 14 doit être au moins aussi grand que l'espacement entre les centres des sections 15 et 13.
De ceci il résulte naturellement que l'espacement moyen entre Ion coûtions d'unroulement le et 14 est beaucoup plue grand quo celui outra la sections 15 et 13, et que les réactances seraient aussi inégales si les deux sections à haute tension 15 et 16 comportaient des spires en nombres égaux, les deux sections 13 et 14a à basse tension étant aussi égales entre elles; dans ce cas, la réactance la plus grande serait comprise entre les sections d'enroulements 16 et 14 espacées d'une plus grande largeur.
Un tel déséquilibre des deux réactances doit être évité,, at @@@@@ pourquoi les doux réactances Dont égallcées en établlsement la section d'on- roulement 15 avec un nombre,de spires plus grand que la section d'enroulement 16.
Les nombres des spires dans les deux sections d'enroulements 15 et 16, sont pro-' portionnés de faqon que la réactance due au nombre de spires plus grand dans la
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section d'enroulement 15 et à leur espacement plus faible de la section d'enrou- lament 13 à basse tension, soit égal à la réactance due au nombre de spires plua petit dans la section d'enroulement 16 et à leur espacement plus grande de la section d'enroulement à basse tension 14.
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Etant donne que la section d'enroule mut 16 comporta moi.nu de spires que la section d'enroulement 15, ello peut être construite plus courte et ses extrémités peuvent 'être espacées davantage et isolées plus complètement des
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jougs 12 de la carcasse, comme représenté olairemgnt sur la Figure 6.
Les bobines des doux sections d'enroulements à haute tension sont toutes analogues, sauf que leurs diamètres diminuent progressivement depuis le centre vers chaque extrémité de chaque section* Les spires de chaque section,
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ainst que les spires des sections à basse tanslon 1.) et 14, sont an carraéquaaice distribuées unifonnémeut la long des colonnes d'enrouloenmts de la carcasse et cela est avantageux pour éviter des forces magnétiques de déplacement entre les enroulements à haute tension et à basse tens on.
Le transformateur comprend une structure perfectionnée formant écran ou blindage pour l'enroulement à haute tension, cette structure empêchant
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la "production do fl1tl(>;uon de tOl1olon oxonnnivnn. do natura trranni toi r3, aotro 14111 spires de cet enroulemeiit.
La structure de blindage ne peut pas limiter la tension qui peut être appliquée à la bor3a à haute tension 17 du transfonmataur, mais elle maintient efficacement, de manière constante, une:¯distribution ou répartition à peu près uniforme de la tension appliquée, sur la totalité de l'enroulement à haute tension. Cela est très important, parce qu'aucune partie de l'enroulement
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ne peut alors'étre soumise à une tension supérieure à sa proportion appropriée de la tension totale.
La* structura de blindage comprend des pièces conductrices voisines des deux sections 15 et 16 de l'enroulement à haute tension et reliées, par des conducteurs, à la borne à haute tension 17. Les pièces de blindage sont distribuées le long et au voisinage des surfaces dès deux sections 15 et 16 de
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l' onrL1ulnino t 1\ hauto tonnlo11, do oorto qu'il axiato unt OflVQO It6 dúf1nl ou déterminée entre chaque bobine de l'enroulement et la pièce de blindage voisine.
Ainsi, lorsqu'une tension élevée est appliquée brusquement à la borne à haute tension 17, las pièces conductrices de la structure de blinda- . ge sont instantanément chargées à la même tension élevée, et un courant de charge
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est fourni instantanément à travers la capacité, à chaque partie de l'enroulement.
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Dans cas conditions, chaque partie de l'enroulament est inetan-q tanément portée à un po t</lntl01 d,±Loiini n6 par la Utlt''''U tt.<5 oiui oot tzwvorreûa por 10 courant.
La structure de blindage est agencée de façon que la capacité entre elle et les enroulements à haute tension soit maximum au voisinage de la
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borne à haute tension 17, et diminue progressivement vars la borne 19 à basse tan- sion ou mise à la terre, à l'autre extrémité de 1'enroulement.,
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La structure de blindage maintient ainsi oonstarfimant une distri- buLiou du tinsion uniforme sur tout l'enroulement à haute tension. La capacité an- tre chaque partie de l'anroulamont et la pièce do bllndngo tadjaoontm dépend à lah fois des aires des surfaces voisines et de leur espacement.
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Comme on le comprend en observant les FiÀo 6 et 8, il est dé- airable que l'espacement de la structure de blindage augmente progrossiv6uxont vers l'extrémité à la terre de l'm1roulement, car toutes les parties de la struc- ture de blindLge sont à la même tension qui peut être très élevée, et en consé- '1IJQ1100 1 ont ncu aaolro qu'alla soU, Icolétt d'une Ula.nit:rtI plus ptrY&1t8 de l'ex- trémité mise à la terre que do 1'extrémité à haute tension de l'enrau1aulelxto
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La section d'enroulement t 16 est munis d'une partie e de la at1 uJ- ture de blindage* Les deux sections d'enroulements 15 et 16 sont établies avec des bobines en forme de disques qui sont espacées pour constituer entre elles des canaux destinés à la circulation de l'huile isolante qui doit les refroidir.
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La structure ae blindage est assez rapprochée de certaine des bobines voisines du centre de la section d'enroulement 16, et en conséquence elle
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comprend des canducteurs 20 qui sont espacés de tolle façon que l'nulle venant des canaux d'enroulement puisse s'éooular entre eux et ne poit pas gfu1ées dans son trajet*
Les deux extrémités de chaque conducteur 20 sont voisines des faces opposées de la carcasse du transformateur et les conducteurs shétendent le long des bords extérieurs de leurs bobines respectives. dont ils se sont espacés par des bandée isolantes 21.
Chaque extrémité de chacun des conducteurs 20 est incurvée en
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s'éloignant de sa bobine (voir Fig*7), pour éviter toute perturbation ou dét3lor mation à la surface de l'enroulement" UnLoxtoeémité8 de chaque conducteur 20 est reliée à la borne à haute tension 17 par une liaison 22 L'autre extrémité de
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de ctiadue oomluctidur 2U osi noyém dnua m uaual 1 tlO.ltUll z3.
Les parties 24 de la structure de blindage,'qui se trouvent en- tre les conducteurs de blindage 20 et les extrémités de la section d'enroule- ment 16, sont espacées davantage de cette section d'enroulement que ne le sont les conducteurs 20, de sorte qu'elles ne sont pas susceptibles d'entraver le passage de l'huile depuis les canaux, entre les bobinas de l'enroulement. Ces parties 24 du blindage reçoivent an conséquence une tonne à peu près cylindri- que.
. Chaque partie 24 reçoit urne pièce de support intérieur à peu près cylindrique, établie avec des feuilles robustes de matière isolante, par exemple du carton comprime Sur ce support intérieur sont enroulées des bandes étroites de matière conductrice, par exemple en maillechort, et le tout est recouvert par un isolement.
Les bandes conductrices sont reliées à la borne à haute tension 17 par un conducteur 25. Les parties ou pièces 24 de la structure de blindage diffèrent seulement par'leur forma, leurs dimensions et leur mise en place, des parties ou pièces 26 qui entourant l'autre section d'enroulement 15 à haute tension, et la construction des deux modèles de pièces de blindage sera mieux comprise au moyen des détails suivants concernant les parties 26.
Chaque partie ou pièce 26 de la structure de blindage comprend
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un support Intérieur iuolrmt 27 dont la forme est cyliudriquo ou lûyùrommt conique, de sorte que son espacement de la section d'enroulement 15 augmente progressivement vers la borne de terre 19. Sur le support isolant 27 sont en-
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roulées transversalement des bandes étroites et plates 28 de matière, conductri- ce à résistance relativement élevée (voir Fig. 3, 4 et 5).
Cela constitue, sur le support'27, une couche conductrice ayant de faibles pertes par courents de Foucault, en raison de sa résistance relati-
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vatnnnt tlnv6n gt iin an diviilon nn b4ritinn 6t''"1tc>,,. Un autra t>vt>"t!.1;;q finn k)tate- des G8 consiste en ce qu'allât) peuvent atro espacées oonvannblomont pour four- nir l'aire conductrice totale correcte propre à constituer la capacité désirée entre elles et l'enroulement voisin-
Le support 27 et son revêtement conducteur formé par les bandes 28 sont recouverts d'isolement (voir Fig.6).
Les bandes conductrices 28 sont reliées à la borna à haute tension 17 du transformateur, par un conducteur 29,
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de sorte qu'elles sont constamment maintenues à une tension égale à celle de la borne à hautetension-
Les spires formées par les bandes conductrices 28 sont reliées entre elles par m fil 30 soudé sur elles, le long d'un bord de support 27.
Une liaison entre les spires, par exemple ce fil 30, est bien entendu nécessai- re si les sipres sont établies séparément,,
Si les spires sont formées'en les enroulant successivement en prenant une bande unique, le fil 30 fournit un trajet non inductif pour tout courant de charge allant à chaque spire, depuis la borne à haute tension 17.
Lorsque les spires sont enroulées transversalement sur la support 27, elles sont placées longitudinalement par rapport à l'enroulement voisin, de sorte que la tension induite dans cas spires par le flux de fuite de l'enroulement!, n'est que faible ou marne nulle.
Chaque support isolant 27 s'étend entièrement autour de l'en- roulement, de sorte qu'il peut être fixé en place de manière effective et fa- cile. Le revêtement conducteur formé par les bandes 28 no s'étend pas dans l'espace compris entre les deux sections d'enroulements le et 16:
les extré- mités du revêtement sont espacées comme représenté sur la Figure 3, pour évi- ter la nécessité d'un isolement important dans l'espace compris entre les deux sections d'enroulements-
Les extremités du revêtement cenductour attendent davantage vers le bord du support 27, qui est le plus voisin de la section d'enroulement voisine, parce que !la capacité doit être plus grande entre le revêtement et l'enroulement, à ce bord qu'à l'autre.
A chaque extrémité du revêtement conducteur, une boucle de fil 31 s'étend autour du support 27, en direction oblique. Les bandes conductrices 28 à résistance relativement élavée s'étendant autour du bord du support 27, tout près du centre de l'enroulement voisin; les extrémités intérieures et extérieures de ces bandes étant soudées sur las boucles de fil 31.
Carme représenté sur les Fig. 3 et 5, la partie de chaque bou- cle de fil 31, à la surface extérieure du support 27, est un peu plus éloignée du centre de la section d'enroulement voisine que l'autre partie de la boucle de fil, à la. surface intérieure du support. Cela réduit les fatigues électri- ques à la partie intérieure de la boucle de fil qui est la plus voisine de la section d'enroulement adjacente
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Il est bien entendu que les dispositions et lea applications
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qui omL ut6 1nû1qw'HI o1-utj:!:!utI, Ù. t.1t.ro QI t1X.oUl!>lo. ne HUit nullamut liml-