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Dispositif de traversée pour courants à haute tension, du type a condensateur enroulé, et procédé pour sa fabrication.
Il existe des dispositifs de traversée pour courants a haute tension du type a condensateur enroulé, dans lesquels l'enroulement constituant la partie principale supportant les efforts électriques est noyé dans une masse isolante durcie par cuisson. Des dispositifs de traversée de ce genre n'offrent pas de garantie pour le maintien permanent des propriétés d'isola- tion.
Non seulement les masses isolantes utilisées le plus sou- vent a cet effet ne se prêtent pas bien a l'imprégnation par- faite de la partie enroulée, même sicelle-ci n'est enrouléeque de manière lâche, mais aussi la cuisson ou le durcissement subsE quent de la masse isolante donne lieu à toutes sortes d'incon- vénients, qui ont tendance surtout a affecter défavorablement les propriétés d'isolation, en particulier lorsqu'il s'agit d'une structure lâche de la partie enroulée.
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La présente invention se rattache à ce genre de dispositifs de traversée a haute tension, ;nais cherche a main- tenir la masse isolante dans la partie enroulée, en l'espèce le liquide d'imprégnation (huile) inaltérée dans son état original et hermétiquement scellée vers l'extérieur, de sorte qu'aucune altération de la nature du liquide d'imprégnation et par conséquent aucun amoindrissement des propriétés d'isola- tion ne peut avoir lieu. Ce n'est que de cette façon qu'on peut réaliser des dispositifs de traversée, du type à condensateur enroulé, avec des propriétés d'isolation restant toujours également bonnes.
L'invention se caractérise en ce que l'en- roulement cylindrique constituant la partie principale suppor- tant les efforts électriques, enroulée autour du boulon conduc- teur et formée d'une nappe de matière isolante avec des couches métalliques intermédiaires est jointivement entourée par une enveloppe isolante servant d'appui à l'ensemble de l'enroule- ment et est imprégnée d'un liquide isolant à introduire dans l'armature par l'effet du vide, l'enveloppe isolante étant scellée hermétiquement à ses extrémités, de sorte que le liquide isolant reste emprisonné dans la partie enroulée et que celle-ci est par suite protégée contre l'humidité, les gaz etc.
Pour la fabrication d'un dispositif de traversée de ce genre on procède, suivant l'invention, de la manière sui- . vante : On enroule a sec sur le boulon-conducteur une nappe de matière isolante (d'une largeur correspondant au moins à la longueur de l'enroulement ou sous forme de bande) avec des couches métalliques intermédiaires de façon à produire un enroulement serré de forme cylindrique, puis on entoure celui-ci jointivement et de façon à lui donner un appui,
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d'une enveloppe isolante qui peut consister en un tube isolant, en une manchette isolante ou en un bandage isolant, et on imprègne ensuite l'ensemble, par l'effet du vide, d'un liquide isolant, par exemple d'huile, après quoi on scelle l'enveloppe isolante hermétiquement à ses extrémités,
de faÇon à maintenir le liquide isolant emprisonné dans l'enroulement.
Le dessin annexé représente, a titre d'exemple, trois formes d'exécution du dispositif de traversée suivant l'inven- tion.
La fig. 1 représente la première forme d'exécution dans laquelle 1 désigne le boulon-conducteur sur lequel est engagé un enroulement cylindrique en papier 2, avec des couches métalliques intermédiaires 2a, enroulement qui est inséré d.ans un tube-enveloppe 3 en matière isolante, après quoi l'ensemble est imprégné, par l'effet du vide, d'un liquide isolant, respec- tivement d'ure huile isolante qui reste liquide à toutes les températures en question, alors que le tube-enveloppe 3 est scellé d'une manière étanche à ses deux extrémités au moyen de dispositifs d'obturation 4 et 5.
Le tube-enveloppe 3 donne à l'enroulement imprégné une solidité suffisante pour résister aux efforts mécaniques qui peuvent s'exercer sur le dispositif de traversée; il sert en outre de récipient pour le liquide isolant, ce pourquoi il est scellé de manière étanche à ses deux extrémités, et enfin il protège l'enroulement contre l'accès d'humidité, de saleté et de gaz et abrite par conséquent l'huile d'imprégnation contre des influences d'oxydation. Un autre avantage est encore que des actions photo-chimiques ne peuvent pas se manifester à l'intérieur du dispositif.
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Extérieurement, le tube-enveloppe 3 porte la bride de fixation 8 du dispositif.
La construction décrite permet d'obvier à tous les inconvénients inhérents aux dispositifs connus de ce genre, Elle permet surtout d'exposer le diélectrique à de grands efforts électriques et de réduire par conséquent les dimensions, en par- ticulier en épaisseur; il en résulte que le poids reste dans des limites plus étroites. La fabrication du dispositif est aussi rendue très simple. Le liquide d'imprégnation remplit tous les pores et autres espaces creux, de sorte que des endroits de combustion lente ne peuvent plus s'établir au sein de la partie enroulée.
Le dispositif résiste sans autre aux efforts mécaniques qui s'exercent sur le boulon lors de manifestations de court- circuits, ce boulon étant noyé dans une matière capable de résister a toute pression. La construction compacte et solide au point de vue mécanique, ainsi que la fe@meture hermétique du dispositif de traversée à haute tension, permet, contrairement aux dispositifs de traversée du type à bain d'huile, relative- ment lourds, de transporter aisément le nouveau dispositif dans toute position et d'en rendre le montage facile.
Le tube isolant 3 consiste avantageusement en papier enroulé sous pression ou toute matière isolante appropriée.
Les couches métalliques 2a, servant à la commande du champ électrique dans les directions axiale et radiale, ont la forme bien connue en usage dans les constructions de dispositifs de traversée, du type à condensateur; au lieu de feuilles en métal, on pourrait aussi incorporer des couches de matière semi- conductrice au corps isolant.
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Au lieu de papier on peut aussi employer une autre matière isolante sous forme de feuille ou de bande pour la. fa- brication de l'enroulement.2.
Avant l'introduction de l'enroulement dans le tube isolant 3, il est avantageusement enveloppé d'une forte bande isolante, de façon a empêcher tout déplacement des couches de papier lors de l'introduction de la partie enroulée dans le tube.
Le dispositif présente a son extrémité supérieure un espace 6 qui sert de chambre a expansion pour le liquide d'im- prégnation; 12 est le niveau de ce liquide. En effet, si la ma- tière dont consiste l'enroulement est très poreuse, elle absorbe une grande quantité de liquide, qui se dilate lors d'une aug- mentation de température, ce qui exige la présence d'un espace à expansion. Ce dernier est déterminé le plus simplement par brolongement du tube 3 au delà de l'enroulement 2. L'enroule-: méht 2 est toujours enfermé de manière étanche dans le tube 3.
L'air ou le gaz de remplissage se trouvant au-dessus du niveau du liquide est tout simplement un peu comprimé lors de la dila- tation de l'huile.
Si, pour une raison quelconque, le dispositif d'obtu- ration inférieur 5 du tube 3 venait a perdre son étanchéité, le dispositif de traversée ne serait pas encore en danger immédiat attendu que, grâce à la haute capacité d'absorption du papier e' des petites dimensions des espaces intermédiaires, le liquide reste pris dans l'enroulement, de sorte que l'efficacité du dispositif de traversée, au point de vue électrique, n'est amoindrie qu'insensiblement et qu'en aucun cas une destruction immédiate n'aura lieu.
Suivant les expériences, le dispositif peut encore rester une bonne période de temps'en service et il est de la sorte possible de renvoyer sa réparation à plus tard,
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lorsqu'une bonne occa.sion se présentera, contrairement aux dispositifs de traversée du type à bain d'huile, qui, en cas de pertes d'huile, deviennent rapidement impropres au service.
Comme on peut le voir à la fig. 1, la partie supérieure de l'enroulement 2 est prolongée d'une-certaine distance au delà de la couche de métal intérieur 2a, la raison de cette mesure de précaution étant expliquée cans ce qui suit. Le dispositif est scellé lorsqu'il a la température la plus élevée qu'il peut voir en service. Par le refroidissement subséquent inévitable du liquide d'imprégnation, il peut alors s'établir un espace à
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i::lpré2;!lation plus faible, qui toutefois ne doit pas s'étendre vers le bas jusqu'à I? première couche :il-::2.1liue afin d'éviter le phénomène de jaillisse.¯.ent c1e feu.
Il :;,';p'.'.lte ce. qui quantité plus corps de papier do4l-t faire Sc'.= 1 ¯o r.n .¯^-. ,,,re quantité plus ou moins grande suivant les circonstances qui se présentent.
La fig. 2 montre un dispositif de traversée du genre décrit, destiné a être monté en plein air. Ici aussi, l'enroule- ment 2 est jointivement entouré par le tube isolant 3. Le tube 3 consiste en une matière qui ne saurai t résister aux intempéries, par exemple en papier enroulé sous pression, ce pourquoi il est nécessaire de protéger la partie supérieure du dispositif au moyen d'une gaine en porcelaine 10.
Le dispositif suivant le fig. 2 possède égrlement une armature métallique 2a. L'espace entre la ;aine en porcelaine 10 et le tube isolant 3 renferme avantageusement une ,.lasse isolante y introduite.
Dans la forme d'exécution suivant la fig. 3, l'ensemble de l'enroulement 2 et du tube isolant 3 scellé aux deux extré-
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mités, est immergé dans un bain de liquide isolant 15, qui a pour but, d'une part, de bien dissiper la chaleur qui se produit par suite de pertes diélectriques dans l'enroulement soumis à des efforts électriques élevés et en raison du passage du courant dans le boulon-borne et, d'autre part, de mieux répartir la chaleur qui pénètre de l'extérieur dans le dispositi lorsqu'une partie de celui-ci est située dans un liquide ou gaz chaud.
Le bain de liquide isolant 15, dissipateur de chaleur, se trouve dans les deux gaines 16 et 17 qui peuvent avoir toute forme appropriée et consister de toute matière convenable. Il est toutefois important que le liquide puisse bien y circuler.
Dans cette forme d'exécution, il serait possible de donner a l'enroulement une solidité mécanique suffisante d'une manière autre que par introduction dans un tube isolant rigide, par exemple par application d'un bandage isolant solidité réali- sé avec une forte bande ou un cordon isolant ou même tout simplement par application d'un papier laqué collant y enroulé sur toute la longueur, qui constituerait l'enveloppe isolante d'emboîtement.