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" Procédé pour l'augmentation de la rigidité électrique des bornes de traversée et analogues ".
La présente invention a trait à un procédé pour aug- menter la rigidité électrique d'ensembles tels que les bornes de traversée utilisées pour le passage de conduc- teurs sous tension au travers de parois à un potentiel différent'de celui des dits conducteurs.
Ces bornes comportent généralement une espèce de tu- be en celaine ou autre isolant solide, de forme appro- ximativement biconique.
Ces bornes sont logées dans une ouverture de la pa- roi à franchir et sont traversées par le ou les conduc- teurs suivant leur axe. Certaines bornes comportent enco- re des manchons coaxiaux en porcelaine ou analogues pla- @ ces autour du conducteur.
En vue de réaliser des ensembles de rigidité élec- trique élevée, on a toujours préconisé l'emploi de flui- des de remplissage présentant une grande rigidité élec- trique et en même temps une haute résistivité, tel que
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par exemple de l'huile de transformateur bien sèche.
Lorsqu'une borne en porcelaine remplie d'huile de transformateur, est soumise à une surtension, cette bor- ne périt généralement par suite du fait que l'huile de rigidité électrique inférieure à celle de la porcelaine, mais de grande résistivité, se laisse percer par un dard électrique très mince autour duquel et surtout à la poin- te duquel le champ se trouve extrêmement concentré. Lors- que ce dard touche la porceliane, la concentration du champ au point de contact est telle que la porcelaine cède également et se laisse percer.
En vue d'éviter la formation d'un champ intense au contact de l'isolant solide de la borne et du fluide de remplissage, on prévoit, suivant la présente invention, de réduire le champ électrique au contact du dit fluide et de l'isolant solide, par rapport à ce qu'il serait dans l'huile de transformateur sèche.
A cet effet, on prévoit, suivant le procédé de l'in- vention, d'utiliser un fluide de remplissage présentant une résistivité relativement faible par rapport à celle de l'huile de transformateur, bien sèche.
On obtient de bons résultats avec des fluides ayant une résistivité d'environ 109 ohm/cm alors que la résis- tivité de l'huile de transformateur habituellement employ- ée est généralement supérieure à 1012 ohm/cm.
Dans l'ensemble de condensateurs en série constitué par les couches alternées d'isolant solide et d'isolant liquide, la conductance du fluide shunte sa capaoitance et vient ainsi diminuer son impédance. De la sorte, les condensateurs à isolant solide portent porte une quote part plus importante de la différence de potentiel totale et l'isolant fluide se trouve soulagé d'autant. Le champ
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y est donc diminué.
L'invention concerne n'importe quel fluide présen- tant cette particularité d'une conductibilité relative- ment grande jointe à une rigidité suffisante.
De bons résultats ont été obtenus avec de l'huile de goudron de lignite additionnée d'une petite quantité de masse isolante dure pourtboltes à câbles.
On a obtenu de bons résultats également avec un mélan ge de xylol et de nitrobenzène ou de tétraline et de ni- trobenzène.
Suivant une particularité de l'invention, on prévoit également de réduire la valeur du champ électrique au contact du dit fluide et de l'isolant solide, par rapport à ce qu'il serait dans l'huile de transformateur, en uti- lisant un fluide de remplissage à constante diélectrique plus élevée que celle de la dite huile de transformateur.
L'impédance du fluide est diminuée et par conséquent le champ s'y trouve réduit.
Les mélanges indiqués ci-dessus offrent précisément la particularité d'avoir une constante diélectrique plus élevée que celle de l'huile de transformateur. On peut toutefois également utiliser d'autres fluides présentant cette particularité.
Suivant une autre particularité de l'invention, on prévoit encore de réduire le dit champ au contact du dit fluide et de l'isolant solide, en rendant plus ou moins conductrice la surface de l'isolant solide dans la zone où peuvent se produire des décharges à travers le fluide de remplissage. par ce procédé, on ne cherche pas à empê- cher la production d'un dard électrique à travers le fluide, mais on en réduit les effets pernicieux en évi- tant une concentration excessive du champ en son point
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d'impact sur l'isolant solide.
Pour rendre la surface de celui-ci plus ou moins conductrice dans une zone déterminée, on peut métalliser cette zone par projection, galvanisation ou tout autre mé- thode, ou la recouvrir d'un vernis semi-conducteur. En outre, pour éviter qu'au moment d'une décharge un champ intense se produise sur les bords de l'enduit semi-con- ducteur ainsi créé, on peut réduire progressivemment la conductibilité de l'enduit à mesure que l'on se rapproche de sa limite, en employant par exemple un vernis semi- conducteur convenablement gradué en conductibilité ou en épaisseur ou, tout à la fois, en conductibilité et en épaisseur.
D'autres particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description du dessin ci-annexé, qui re- présente en perspective, à titre d'exemple seulement, une borne de traversée d'un genre connu dont la rigidité élec- trique peut être augmentée par le,procédé décrit.
La figure représente une borne de traversée compor- tant un tube 2 en porcelaine ou autre isolant solide, ap- proximativement biconique et à nervures extérieures 3.
La borne est logée dans une ouverture d'une paroi 4 à franchir et est traversée suivant un axe par un conduc- teur sous tension 5.
La borne peut en outre, comme représentée, comporter des manchons coaxiaux 7 en porcelaine par exemple.
L'intérieur de la borne est, suivant le premier mode de réalisation de l'invention, remplie d'un fluide 6 de rigidité électrique de préférence élevée, mais en tout cas de conductibilité relative appréciable par rapport à celle de l'huile de transformateur.
Ce fluide est par exemple constitué par de l'huile de
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goudron de lignite additionnée de quelques pour cents de masse isolante dure pour boites à câbles.
On peut aussi, suivant le second mode de réalisation de l'invention, remplir la borne d'un fluide de rigidité
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cL-MjT, 3 L- électrique élevée et présentant en outre une constante relativement élevée.
Le mélange ci-dessus indiqué offre à un certain de- gré cette particularité intéressante.
Suivant un troisième mode de réalisation de l'inven- tion, en vue de combattre l'effet destructif d'étincelles traversant le fluide de remplissage à hauteur de la paroi 4 dans le zone où le champ est le plus fort, on prévoit de munir dans cette zone, les parois intérieures de la carcasse et éventuellement les parois des manchons coa- xiaux d'une couche de matière conductrice 8 telle qu'une couche métallique, une couche de vernis semi-con- ducteur ou analogue. de
Cette couche peut avantageusement être/résistivité croissante depuis la partie médiane 8' jusqu'au bord 8".
On peut évidemment combiner l'emploi d'un fluide re- lativement conducteur et/ou de constante diélectrique élevée avec les couches spécifiées ci-dessus, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
L'invention comprend également tous les fluides dé- finis par leur constante diélectrique ou leur résistivité par rapport à l'huile de transf ormateur généralement em- ployée sans que nécessairement on s'en rapporte à leur rigidité électrique et englobe les gaz.liquides, matières semi-fluides ou pâtes présentant les particularités dé- crites.
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"Method for increasing the electrical stiffness of feed-through terminals and the like".
The present invention relates to a method for increasing the electrical rigidity of assemblies such as feed-through terminals used for the passage of live conductors through walls at a potential different from that of said conductors.
These terminals generally comprise a sort of tube made of celaine or other solid insulator, of approximately biconical shape.
These terminals are housed in an opening in the wall to be crossed and are crossed by the conductor or conductors along their axis. Some terminals still have coaxial porcelain sleeves or the like placed around the conductor.
With a view to producing assemblies of high electrical rigidity, it has always been recommended to use filling fluids having a high electrical rigidity and at the same time a high resistivity, such as
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for example, very dry transformer oil.
When a porcelain terminal filled with transformer oil, is subjected to an overvoltage, this terminal generally perishes due to the fact that the oil of electrical rigidity lower than that of porcelain, but of high resistivity, is left pierce by a very thin electric dart around which and above all at the point of which the field is extremely concentrated. When this sting touches the porcelain, the concentration of the field at the point of contact is such that the porcelain also gives way and allows itself to be pierced.
In order to avoid the formation of an intense field in contact with the solid insulator of the terminal and the filling fluid, provision is made, according to the present invention, to reduce the electric field in contact with said fluid and the fluid. solid insulator, compared to what it would be in dry transformer oil.
To this end, provision is made, according to the process of the invention, to use a filling fluid exhibiting a relatively low resistivity compared to that of transformer oil, which is very dry.
Good results are obtained with fluids having a resistivity of about 109 ohm / cm while the resistivity of the transformer oil usually employed is generally greater than 1012 ohm / cm.
In the set of capacitors in series formed by the alternating layers of solid insulator and liquid insulator, the conductance of the fluid shunts its capacitance and thus decreases its impedance. In this way, solid-insulated capacitors carry a greater share of the total potential difference and the fluid insulator is relieved accordingly. Field
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is therefore reduced there.
The invention relates to any fluid exhibiting this feature of relatively high conductivity combined with sufficient rigidity.
Good results have been obtained with lignite tar oil with the addition of a small amount of hard insulating mass for cable boxes.
Good results have also been obtained with a mixture of xylol and nitrobenzene or of tetralin and nitrobenzene.
According to a particular feature of the invention, provision is also made to reduce the value of the electric field in contact with said fluid and the solid insulator, compared to what it would be in transformer oil, by using a higher dielectric constant filling fluid than that of the said transformer oil.
The fluid impedance is reduced and consequently the field is reduced there.
The mixtures indicated above offer precisely the particularity of having a higher dielectric constant than that of transformer oil. However, it is also possible to use other fluids having this particularity.
According to another feature of the invention, provision is still made to reduce said field in contact with said fluid and with the solid insulator, by making the surface of the solid insulator more or less conductive in the zone where discharges through the filling fluid. by this process, we do not seek to prevent the production of an electric dart through the fluid, but we reduce the pernicious effects by avoiding an excessive concentration of the field at its point
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impact on the solid insulation.
To make the surface of the latter more or less conductive in a determined zone, this zone can be metallized by spraying, galvanizing or any other method, or covered with a semiconductor varnish. In addition, in order to prevent an intense field from occurring at the time of a discharge at the edges of the semiconductor coating thus created, the conductivity of the coating can be progressively reduced as one becomes approaches its limit, for example by using a semiconductor varnish suitably graduated in conductivity or in thickness or, at the same time, in conductivity and in thickness.
Other features of the invention will become apparent from the description of the appended drawing, which shows in perspective, by way of example only, a feed-through terminal of a known type, the electrical rigidity of which can vary. be increased by the method described.
The figure shows a feed-through terminal comprising a tube 2 made of porcelain or other solid insulator, approximately biconical and with external ribs 3.
The terminal is housed in an opening of a wall 4 to be crossed and is traversed along an axis by a live conductor 5.
The terminal may also, as shown, include coaxial sleeves 7 made of porcelain for example.
The interior of the terminal is, according to the first embodiment of the invention, filled with a fluid 6 of preferably high electrical rigidity, but in any case of appreciable relative conductivity compared to that of the transformer oil. .
This fluid is for example constituted by oil of
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lignite tar with a few percent of hard insulating mass added for cable boxes.
It is also possible, according to the second embodiment of the invention, to fill the terminal with a fluid of rigidity
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cL-MjT, 3 L- electric high and also exhibiting a relatively high constant.
The above mentioned mixture offers to a certain degree this interesting feature.
According to a third embodiment of the invention, in order to combat the destructive effect of sparks passing through the filling fluid at the height of the wall 4 in the zone where the field is the strongest, provision is made to provide in this zone, the interior walls of the carcass and possibly the walls of the coaxial sleeves of a layer of conductive material 8 such as a metallic layer, a layer of semi-conductive varnish or the like. of
This layer can advantageously be / increasing resistivity from the middle part 8 'to the edge 8 ".
It is obviously possible to combine the use of a relatively conductive fluid and / or of high dielectric constant with the layers specified above, without thereby departing from the scope of the invention.
The invention also includes all the fluids defined by their dielectric constant or their resistivity with respect to the transformer oil generally used without necessarily referring to their electrical rigidity and includes gases. semi-fluid materials or pastes having the peculiarities described.