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RACCORDEMENT DE LIGNE DE TRAVERSEE AUX ECRANS DIRECTIONNELS D'ENROULEMENTS
A COUCHES.
Les transformateurs de puissance ou les bobines de réactance pour tensions très élevées sont souvent munis d'en enroulement à couches à faible oscillation, pour tenir compte des surtensions à choc du côté haute tension, Autour de la couche d'enroulement extérieure on peut encore placer un écran directionnel métallique, qui est relié galvaniquement à la couche d'entrée et qui a pour fonction de répartir capacitivement au moment de son arrivée la surtension à. choc le plus uniformément possible parmi toutes les couches d'enroulement. A cause de sa forme cylindrique un tel écran directionnel métallique constitue également une électrode appropriée pour isoler le potentiel haute tension de la terre et de tensions étrangères.
La ligne haute tension du transformateur est raccordée de préférence directement à cet écran. Cela peut être réalisé d'une manière relativement aisée, lorsque la ligne de passage s'écarte sensiblement radialement de l'écran direotionnel cylindrique, c'est-à-dire est fixée à une paroi latérale de la cuve. Lorsque par contre la ligne de passage doit partir axialement de l'écran parce qu'elle est fixée au couvercle de la cuve, il y a des difficultés de raccordement, étant donné que le raccordement de l'épais boulon de traversée aux surfaces frontales minces de l'écran directionnel ne peut pas être établi de manière impeccable au point de vue de la transmission des hautes tensions.
Pour que les lignes de traversée haute tension disposées devant la surface frontale de l'enroulement, en direction axiale de celui-ci, puissent être raccordées d'une manière impeccable au point de vue transmission haute tension à l'écran directionnel cylindrique entourant l'enroulement,
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l'invention prévoit un écran directionnel à deux parois sur toute sa longueur et en particulier au point de raccordement de la ligne, dont la paroi extérieure présente un évasement d'une importance telle par rapport à la partie intérieure cylindrique de l'écran, que le raccordement de la ligne peut être effectué dans l'espace électrique mort ainsi créé de l'évasement, et qu'il est ainsi possible de reléguer les points découverts inévitables dans l'ombre du champ électrique.
En vue d'une économie de place, les points de raccordement du conducteur seront disposés de préférence de manière telle qu'ils se trouvent dans les espaces libres entre les enroulements ou entre les enroulements et la cuve. Dans les formes d'exécution à courant triphasé, il peut être avantageux de ne pas disposer les points de raccordement du même côté, mais de manière décalée les uns par rapport aux autres, de telle sorte qu'ils se trouvent de différents côtés de l'axe longitudinal du noyau en fer. Comme l'évasement de l'écran doit également être entouré d'une couche isolante, il est avantageux de prévoir une enveloppe isolante extérieure (isolement principal) entourant l'enroulement qui couvre également l'évasement de l'écran directionnelo Une telle disposition est favorable au point de vue fabrication et au point de vue électrique.
Au point d'entrée du conducteur de passage on prolongera de préférence cette enveloppe isolante principale par un organe en fonne de cheminée qui entoure la portion de conducteur venant de la borne de passage, organe qui s'applique contre le revêtement isolant du conducteur de passage. La portion de l'écran formant l'évasement peut être apposée séparément sur l'écran directionnel cylindrique et être reliée galvaniquement à celui-ci.
Dans ce cas les extrémités de raccordement adopteront de préférence progressivement la forme cylindrique de l'écran, et il faut veiller à ce que la transition de l'écran cylindrique vers la portion évasée ait la forme d'une courbe à courbure dirigée vers l'extérieur,, Une telle forme d'exé- cution présente l'avantage de ce que l'isolant principal entourant la partie cylindrique et la partie évasée de l'écran est appliqué intimement en tous points et que des canaux d'air indésirables ne peuvent donc être formés.
Lorsque suivant la disposition conforme à l'invention il faut raccorder à l'écran directionnel des traversées pour condensateurs, il est conseillé d'amener les organes de commande de l'élément de traversée du condensateur jusqu'à l'espace mort de l'écran directionnel et de les terminer en cet endroit, l'élément conducteur isolé de traversée pénétrant de préférence encore un peu dans l'espace mort. Au point de pénétration dans l'espace mort de l'électrode d'écran directionnel il est conseillé de bien arrondir la partie frontale de l'écran ou de la munir d'anneaux de rayonnement.
L'invention sera décrite plus en détail avec référence au dessin annexé. La figure 1 représente une coupe partielle à travers un enroulement à couches avec un raccordement de conducteur réalisé suivant l'invention. La figure 2 est une vue en plan d'un transformateur triphasé, qui indique la position des raccordements de ligne aux écrans directionnels.
Dans la figure 1, le chiffre de référence 1 désigne les différentes couches d'enroulement superposées, entre lesquelles se trouvent les couches isolantes 2, qui se prolongent en direction de la surface frontale de l'enroulement et qui y sont retournées vers l'extérieur autour de la surface frontale de l'enroulement. Au-dessus de la couche isolante appliquée sur la couche d'isolement extérieure est disposé un écran directionnel 3, qui est de préférence fabriqué en métal mais qui peut également être constitué par du papier métallisé.
Au-dessous de la borne de traversée fixée par exemple au couvercle de la cuve du transformateur en direction axiale de l'enroulement, borne dont le conducteur de traversée doit être raccordé à l'écran, cet écran présente deux parois, obtenues en plaçant sur l'écran 3 un deuxième élément d'écran 4, qui a une forte courbure et qui libère ainsi un interstice libre 5 entre les deux portions de l'écran. L'écran 4 ne doit être prévu qu'au point de raccordement du conducteur de traversée et est pour cette raison de préférence de forme telle que ses extrémités 6 (voir fig.2)
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appliquées à l'écran 3 s'adaptent progressivement de préférence avec une faible courbure dirigée vers l'extérieur à l'écran 3, auquel elles peuvent être raccordées galvaniquement d'une manière quelconque,
par exemple par soudure ou brasageo Dans l'espace libre 5 obtenu entre les éléments d'é- cran 3 et 4 est réalisé le raccordement du conducteur 7 venant de la borne de traversée. Au point de vue électrique il est avantageux d'introduire le raccord du conducteur, avec ses points dénudés inévitables, le plus loin possible dans l'espace libre 5. qui constitue une cage de Faraday. A cet effet on a prévu une pièce de support 8 métallique reliant les deux écrans
3 et 4. Sur la fiche 9 y fixée on a placé l'extrémité du conducteur de traversée ayant par exemple la forme d'une douille de ficheo On peut évi- demment aussi choisir un autre mode de raccordement en cet endroit, par exemple à vis ou d'une autre manière.
Tandis que l'extrémité du conducteur de traversée n'est pas isolée ou n'est isolée que faiblement sur la por- tion se trouvant à l'intérieur de l'évasement de l'écran, son isolement s'épaissit à l'extérieur de l'écran de préférence sous forme de coin jus- qu'à son volume entiero L'isolement d'enroulement du côté frontal est éti- ré aux points entourant le conducteur de traversée le long de celui-ci, s'applique étroitement contre ce dernier et constitue ainsi une pièce tubulaire 10 en forme de cheminée. Au point de pénétration du conducteur de traversée 7 les écrans 3 et 4 sont bien arrondis en 30 et 40, par exemple enroulés ou munis de bagues de rayonnement.
Pour économiser de la place, il est conseillé de disposer les points de raccordement du conducteur de traversée sur l'écran 3 de manière telle (voir la figure 2) qu'ils viennent se placer dans les interstices libres, soit entre deux enroulements voisins, par exemple les enroulements 11 et 12, soit dans les interstices libres entre l'enroulement et les parois de cuve voisines, par exemple 13 et 14.
L'isolant appliqué au-dessus de la partie évasée 4 de l'écran est obtenu de manière particulièrement favorable en enroulant l'isolant principal, par exemple 120, qui est appliqué au-dessus de l'écran 3, également autour de la portion d'écran 4. Lorsque la portion d'écran, comme indiqué, se raccorde progressivement avec une courbure dirigée vers l'extérieur à la portion d'écran 3, l'isolant principal s'applique en tous points étroitement contre l'ensemble de l'écrano
Il est évident que les écrans ne doivent pas nécessairement être fabriqués et disposés de la manière décriteo D'autres formes de réa- lisation sont également possibles ; ainsi par exemple que l'écran 4 peut être construit de manière telle qu'il enveloppe totalement l'écran intérieur 3.
La partie extérieure de l'écran peut également entourer tout l'enroulement, tandis que la partie intérieure 3 de l'écran peut être raccordée simplement en tant que pièce cylindrique à la partie extérieure de l'écrano REVENDICATIONS.
1.- Raccordement de conducteur de traversée à un écran directionnel disposé à l'extérieur sur un enroulement et raccordé à l'entrée haute tension, pour enroulements à couches superposées de transformateurs ou de bobines de réactance pour tensions très élevées, caractérisé en ce que l'écran directionnel présente deux parois au point de raccordement du conducteur de passage, en particulier sur toute sa longueur, la paroi extérieure étant évasée dans une mesure telle par rapport à la partie intérieure cylindrique de l'écran que le raccordement du conducteur peut être réalisé dans l'espace mort ainsi créé de l'évasement et que les endroits dénudés inévitables du raccordement viennent se placer dans l'ombre du champ électrique.
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CONNECTION OF TRANSMISSION LINE TO DIRECTIONAL WINDING SCREENS
LAYERS.
Power transformers or reactance coils for very high voltages are often provided with low oscillation layer winding, to take account of impulse overvoltages on the high voltage side, Around the outer winding layer one can still place a metallic directional screen, which is galvanically connected to the input layer and which has the function of capacitively distributing the overvoltage at the moment of its arrival. shock as evenly as possible among all winding layers. Because of its cylindrical shape such a metallic directional screen also constitutes a suitable electrode for isolating the high voltage potential of the earth and foreign voltages.
The high voltage line of the transformer is preferably connected directly to this screen. This can be achieved in a relatively easy manner, when the passage line deviates substantially radially from the cylindrical sayotional screen, that is to say is fixed to a side wall of the tank. When, on the other hand, the passage line must start axially from the screen because it is fixed to the tank cover, there are connection difficulties, since the connection of the thick through bolt to the thin front surfaces directional screen cannot be established impeccably from the point of view of high voltage transmission.
So that the high voltage feed-through lines arranged in front of the front surface of the winding, in the axial direction thereof, can be impeccably connected from the high voltage transmission point of view to the cylindrical directional screen surrounding the winding,
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the invention provides a directional screen with two walls over its entire length and in particular at the point of connection of the line, the outer wall of which has a widening of such importance with respect to the cylindrical inner part of the screen, that the connection of the line can be made in the dead electric space thus created of the flaring, and it is thus possible to relegate the inevitable discovered points in the shadow of the electric field.
With a view to saving space, the conductor connection points will preferably be arranged such that they are located in the free spaces between the windings or between the windings and the tank. In three-phase current embodiments, it may be advantageous not to arrange the connection points on the same side, but in a manner offset from each other, so that they are located on different sides of the longitudinal axis of the iron core. As the flaring of the screen must also be surrounded by an insulating layer, it is advantageous to provide an outer insulating envelope (main insulation) surrounding the winding which also covers the flare of the directional screen o Such an arrangement is favorable from the manufacturing point of view and from the electrical point of view.
At the entry point of the passage conductor, this main insulating envelope will preferably be extended by a member in the form of a chimney which surrounds the portion of the conductor coming from the passage terminal, which member is applied against the insulating coating of the passage conductor. . The portion of the screen forming the flare can be affixed separately to the cylindrical directional screen and be galvanically connected to it.
In this case the connecting ends will preferably gradually adopt the cylindrical shape of the screen, and care must be taken that the transition from the cylindrical screen to the flared portion has the shape of a curved curve directed towards the exterior, Such an embodiment has the advantage that the main insulation surrounding the cylindrical part and the flared part of the screen is applied intimately at all points and that undesirable air channels cannot. therefore be trained.
When, according to the arrangement according to the invention, it is necessary to connect the feedthroughs for capacitors to the directional screen, it is advisable to bring the control devices of the feedthrough element of the capacitor to the dead space of the directional screen and terminate them there, with the insulated conductor element penetrating preferably still a little into the dead space. At the point of penetration into the dead space of the directional screen electrode, it is advisable to round the front part of the screen well or to provide it with radiation rings.
The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing. Figure 1 shows a partial section through a layered winding with a conductor connection made according to the invention. Figure 2 is a plan view of a three phase transformer, which indicates the position of the line connections to the directional screens.
In figure 1, the reference numeral 1 designates the different superimposed winding layers, between which there are the insulating layers 2, which extend towards the front surface of the winding and which are turned outwards therein. around the front surface of the winding. Above the insulating layer applied on the outer insulating layer is arranged a directional screen 3, which is preferably made of metal but which can also be made of metallized paper.
Below the feed-through terminal fixed for example to the cover of the transformer tank in the axial direction of the winding, terminal whose feed-through conductor must be connected to the screen, this screen has two walls, obtained by placing on the screen 3 a second screen element 4, which has a strong curvature and which thus frees a free gap 5 between the two portions of the screen. Screen 4 should only be provided at the point where the feed-through conductor is connected and is therefore preferably shaped such that its ends 6 (see fig. 2)
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applied to the screen 3 adapt progressively preferably with a slight curvature directed outwards to the screen 3, to which they can be galvanically connected in any way,
for example by soldering or brazing In the free space 5 obtained between the screen elements 3 and 4, the connection of the conductor 7 coming from the feed-through terminal is made. From the electrical point of view, it is advantageous to introduce the connection of the conductor, with its inevitable bare points, as far as possible into the free space 5 which constitutes a Faraday cage. For this purpose there is provided a metal support part 8 connecting the two screens
3 and 4. The end of the feed-through conductor, for example in the form of a plug socket, has been placed on the plug 9 attached to it. You can of course also choose another connection method here, for example at screw or some other way.
While the end of the feed-through conductor is not insulated or is insulated only weakly on the portion inside the flare of the screen, its insulation thickens on the outside. screen preferably as a wedge up to its entire volume o The winding insulation on the front side is stretched at the points surrounding the lead-through conductor along it, tightly against the latter and thus constitutes a tubular part 10 in the form of a chimney. At the point of penetration of the through conductor 7, the screens 3 and 4 are well rounded at 30 and 40, for example rolled up or provided with radiation rings.
To save space, it is advisable to arrange the connection points of the feed-through conductor on the screen 3 in such a way (see figure 2) that they are placed in the free interstices, either between two neighboring windings, for example the windings 11 and 12, or in the free spaces between the winding and the neighboring vessel walls, for example 13 and 14.
The insulation applied above the flared part 4 of the screen is obtained particularly favorably by winding the main insulation, for example 120, which is applied above the screen 3, also around the portion. Screen 4. As the screen portion, as shown, gradually connects with an outward curvature to the screen portion 3, the primary insulation is applied at all points tightly against the assembly. the screen
It is obvious that the screens do not necessarily have to be manufactured and arranged in the manner described. Other embodiments are also possible; thus, for example, the screen 4 can be constructed in such a way that it completely envelops the inner screen 3.
The outer part of the screen can also surround the entire winding, while the inner part 3 of the screen can be connected simply as a cylindrical part to the outer part of the screen.
1.- Connection of the feed-through conductor to a directional screen arranged outside on a winding and connected to the high voltage input, for windings with superimposed layers of transformers or reactance coils for very high voltages, characterized in that the directional screen has two walls at the connection point of the through conductor, in particular over its entire length, the outer wall being flared to such an extent with respect to the cylindrical inner part of the screen that the conductor connection can be carried out in the dead space thus created of the flaring and that the inevitable bare places of the connection come to be placed in the shadow of the electric field.