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La présente invention concerne les isolateurs de passage en géné- ral et, plus spécialement, les isolateurs de passage utilisés dans les disjoncteurs, les transformateurs et autres appareils électriques, et qui sont traversés par des courants considérables.
L'invention a pour but général de procurer un isolateur de passage perfectionné en particulier un isolateur dont le conducteur central, par où passe le courant, est entouré d'isolant, dans lequel la chaleur engen- drée par le courant dans le conducteur central puisse être facilement dissi- pée:
Dans les isolateurs de passage traversés par des courants considé- rables, la chaleur engendrée par le passage du courant dans le conducteur doit se dissiper à travers l'isolant même, celui-ci pouvant consister en des feuilles isolantes enroulées, de papier par exemple, avec éventuellement des couches intermédiaires de clinquant pour la répartition de la tension, et si la chaleur devient excessive, le papier ou autre matière isolante peut être porté pendant un temps trop long à une température excessive, des claquages électriques pouvant en résulter.
Suivant l'invention, des canalisations de refroidissement sont pré- vus soit le long de la paroi extérieure, soit le long de la paroi intérieure du conducteur central, de façon que la chaleur engendrée dans le conducteur par le passage du courant puisse être évacuée par le fluide isolant, de 1' huile par exemple, et transférée à l'enveloppe extérieure ou aux parties métalliques de l'isolateur de passage.
L'invention ressortira clairement de la description, donnée ci- après, de quelques formes d'exécution représentées, à titre d'exemple, aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une coupe verticale simplifiée d'un isolateur de passage du type à condensateur, constituant une forme d'exécution de la présente invention.
La figure 2 est une vue en plan prise d'en dessous, en coupe sui- vant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une coupe verticale partielle, à grande échelle, d'une autre type d'isolateur de passage à condensateur, montrant une autre disposition de refroidissement.
La figure 4 est une vue en plan prise d'en dessous, en coupe sui- vant la ligne IV-IV de la figure 3.
La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 6.
La figure 6 est une coupe verticale partielle d'un autre type d'iso- lateur de passage suivant l'invention.
La figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 8.
La figure 8 est une coupe verticale partielle d'encore un autre type d'isolateur de passage à condensateur suivant l'invention.
La figure 9 est une coupe verticale partielle d'encore un autre isolateur de passage à condensateur constituant une autre forme d'exécution de l'invention.
La figure 10 est une vue semblable à la figure 9,montrant encore une autre forme d'exécution de l'invention, et
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La figure 11 est une coupe verticale partielle de l'extrémité in- férieure d'encore un autre type d'isolateur de passage à condensateur sui- vant l'invention.
La figure 1 représente un isolateur de passage 1 pouvant être uti- lisé dans les disjoncteurs, transformateurs et autres appareils électriques où doit passer par le conducteur central un courant électrique considérable à travers une enveloppe, un boîtier, ou un support ou une fermeture équiva- lente mise à la terre.
L'isolateur de passage 1, représenté de façon simplifiée à la fi- gure 1, comprend généralement une coquille ou enveloppe en porcelaine supé- rieure 2, une bride en acier 3 mise à la terre et disposée entre la porce- laine supérieure 2 et une enveloppe de porcelaine inférieure 4 posant sur un support inférieur 5 pouvant être fixé à l'extrémité inférieure 6 du con- ducteur 7 traversant centralement et intérieurement l'isolateur de passage 1 vers le haut.
A l'extrémité supérieure de l'isolateur de passage 1 se trouve un capot d'isolateur 8 qui met les pièces 2 - 4 sous pression et permet la dila- tion du fluide, de l'huile par exemple, qui emplit l'espace 9 à l'intérieur de l'isolateur de passage 1. Le capot 8 comporte en général un indicateur de niveau d'huile.
L'isolateur de passage 1 peut être logé dans une ouverture pratiquée dans une enveloppe ou un boîtier contenant un appareil électrique convenable, le bord 10 de la bride 3 étant fixé par tout moyen convenable (non représen- té), par exemple des boulons.
Dans certains cas d'application, le conducteur 7 est traversé par un courant considérable et s'échauffe. Le condensateur 11, qui entoure le conducteur 7 et peut consister en du papier huilé enroulé autour du conduc- teur 7 avec intercalation de feuilles métalliques de condensateur, sert à répartir le gradient de potentiel entre le conducteur central 7 et la bride 3, celle-ci se trouvant généralement à la terre. Le vide, compris entre le condensateur 11 et les enveloppes de porcelaine ou coquilles 2 et 4, est rempli d'un fluide isolant convenable, de l'huile par exemple, comme préci- té. La feuille métallique extérieure du condensateur 11 est, de préférence, mise à la terre par connexion, au moyen d'un fil 16, à la bride 3.
Les figures 1 et 2 représentent ensemble une forme d'exécution de l'invention, et on peut remarquer, à l'extrémité supérieure 12 du tube con- ducteur 7, plusieurs ouvertures 13 donnant à l'intérieur du conducteur tubu- laire creux 7. Les extrémités de l'intérieur 14 du conducteur creux 7 sont bouchées par tout moyen convenable, des bouchons 15 par exemple, de sorte que l'intérieur 14 du tube conducteur creux 7 est complètement obturé.
Quand l'isolateur de passage 1 est parcouru par le courant, le con- ducteur tubulaire 7 s'échauffe. Cette chaluer passe, en grande partie, à tra- vers l'isolant enroulé 11, et peut échauffer celui-ci exagérément. Pour éviter ceci, l'espace enfermé 14 et les ouvertures 13 sont prévues.
Il est clair que l'huile peut circuler par les ouvertures 13 à 1' extrémité inférieure 6 du conducteur tubulaire creux échauffé 7 et remonter à l'intérieur de celui-ci jusqu'à l'extrémité 14, pour ressortir par les ouvertures 13 supérieures et atteindre la région à l'extérieur du condensa- teur 11. En descendant le long de la paroi intérieure 9 des manteaux 2, 4, le fluide, de l'huile par exemple, est refroidi au contact des porcelaines 2,4 et de la bride support 3 intermédiaire. Refroidie, l'huile redescend et rentre par les ouvertures 13 inférieures pour remonter à l'intérieur du con- ducteur tubulaire 7 chaud. Le fluide, de l'huile par exemple, est ainsi
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maintenu continuellement en circulation et refroidit le conducteur 7 par dissipation de sa chaleur.
Ceci évite qu'une quantité exagérée de chaleur soit transmise directement aux couches internes du condensateur 11.
Quoiqu'on ait envisagé l'utilisation d'un condensateur 11, il est évident que le même problème se pose si les feuilles métalliques d'armature sont omises et si le conducteur tubulaire central 7 est simplement entouré d'isolant enroulé ou, par exemple, d'isolant moulé.
Les figures 3 et 4 représentent une autre forme d'exécution, où le condensateur 11 est enroulé sur un tube métallique 17, Le conducteur tu- bulaire 18 est ensuite enfilé à travers le condensateur 11 bobiné sur le tube extérieur 17 avec des distanceurs 19 convenables, métalliques de pré- férence, pour maintenir le tube conducteur 18 concentrique. Avec cette con- struction, l'huile peut remonter entre la paroi extérieure du tube conduc- teur 18, qui peut être plein dans ce cas, et la paroi intérieure du tube support 17, comme les flèches 20 l'indiquent. L"huile peut ici aussi redes- cendre le long de la paroi intérieure du manteau de porcelaine supérieur 2, comme précité.
Les figures 3 et 4 représentent donc une forme d'exécution dans laquelle la circulation du fluiden,de l'huile par exemple, est enoouragée par la canalisation 21 comprise entre le tube conducteur 18 et le tube sup- port 17 du condensateur 11.
Le tube 17 peut porter, au lieu d'un condensateur 11, simplement un enroulement isolant solide ou de l'isolant moulé.
Le tube support 17 et les distanceurs 19 peuvent être faits en ma- tière isolante, au lieu de métal, et, dans ce cas, la feuille métallique intérieure du condensateur 11 doit être connectée au conducteur central 18, de façon que l'huile, dans la canalisation de refroidissement, ne soit pas soumise aux différences de potentiel et ne soit pas utilisée comme milieu diélectrique. Dans tous les cas, les isolateurs de passage de la présente invention gardent tous les avantages des isolateurs de passage utilisant un isolant solide, plutôt que d'utiliser l'huile comme diélectrique. Ces avan- tages comprennent une grande résistance mécanique, absence de ruptures in- térieures, rigidité diélectrique élevée, répartition uniforme de la tension et un minimum d'effet corona.
Les figures 5 et 6 représentent ensemble encore une autre forme d'exécution de l'invention. Ici, des gorges 24 sont usinées ou autrement formées dans la paroi extérieure du conducteur tubulaire central 23. Les gorges 24 déterminent une série de canalisations 25 (fig. 5) laissant passer un fluide, de l'huile par exemple, le long de la surface extérieure du con- ducteur tubulaire 23. La première couche du condensateur 26 est, de préfé- rence, une feuille métallique 27 qui se trouve donc au même potentiel que le conducteur tubulaire 23. On évite ainsi l'effet corona aux bords relati- vement tranchants des gorges usinées 24. Le condensateur 26 peut être enrou- lé de la manière habituelle sur la couche métallique intérieure 27 qui en- toure directement le conducteur tubulaire usiné 23.
L'huile peut remonter par les canalisations 25 et évacuer la chaleur du conducteur tubulaire cen- tral échauffé 23. Cette huile peut descendre le long de la paroi intérieure de la coquille de porcelaine supérieure 2, comme les flèches 28 le montrent sur la figure 6.
Dans l'autre forme d'exécution de l'invention représentée aux fi- gures 7 et 8, des bandelettes axiales métalliques 29 sont fixées sur la paroi extérieure du conducteur tubulaire 30, par soudure ou autre moyen. Le condensateur 31 peut être enroulé autour des bandelettes 29, transversale-
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ment à celles-ci, au moyen d'une machine à bobiner appropriée, la couche métallique la plus intérieure étant connectée aux bandelettes métalliques 29. Ces bandelettes axiales déterminent, le long du conducteur tubulaire 30, des canalisations 32¯traversées de la manière précitée par un fluide, de l'huile par exemple. Les bandelettes 29 peuvent être faites en matière isolante, si la couche la plus intérieure du condensateur 31 est reliée, par fil, au conducteur central 30.
Si on n'utilise pas de condensateur 31, ou si on entoure simplement les bandelettes 29 d'isolant solide, ces bandelet- tes peuvent elles-mêmes être en matière isolante.
Dans certaines cas, il peut être intéressant d'usiner, dans la paroi extérieure du conducteur tubulaire 23 de la forme d'exécution des fi- gures 5 et 6, des gorges enroulées en hélice pour faciliter l'enroulement, et cette forme d'exécution est représentée à la figure 9. Elle est essentiel- lement la même que celle des figures 5 et 6, sauf que les gorges 24 suivent un chemin en hélice sur la paroi extérieure du conducteur tubulaire central 33.
De même, dans certains cas, on peut faciliter le bobinage du con- densateur autour du conducteur central 30, en disposant les bandelettes 29 des figures 7 et 8 en hélice, et non dans le sens axial du conducteur 30.
Cette variante est représentée à la figure 10. Les bandelettes isolantes 29 en forme d'hélice sont collées ou autrement fixées sur le conducteur tu- bulaire intérieur 30.
Les travaux expérimentaux effectués montrent que l'invention pro- cure des résultats fortement améliorés. Le dispositif expérimenté comprend un conducteur tubulaire 36, comme représenté à la figure 11, avec des ou- vertures 37 à ses extrémités supérieure et inférieure. Le condensateur 11 est bobiné directement sur le conducteur tubulaire 36, Le refroidissement par circulation de fluide, de l'huile par exemple, est assuré à l'aide d' un tube intérieure 38, maintenu concentrique par rapport au conducteur tu- bulaire 36 par des anneaux 39. L'huile peut donc passer dans le sens indiqué, remontant dans l'espace annulaire entre la paroi intérieure du conducteur tubulaire 36 et la paroi extérieure du tube intérieur 38.
La circulation du fluide est simple à comprendre, le fluide montant dans l'espace annulai- re 40, comme les flèches 41 de la figure 11 l'indiquent, et dissipant, par convection, la chaleur du conducteur tubulaire échauffé 36.
L'expérience montre que, par rapport à un isolateur de passage or- dinaire sans circulation de fluide, l'isolateur de passage modifié laisse passer de 30 à 35 pour cent de courant en plus pour la même élévation de température.
La même expérience montre qu'une sérieuse économie de cuivre est réalisée. Par exemple, un conducteur tubulaire ordinaire sans circulation de fluide a un diamètre intérieur de 1-5/8 pouce (41 mm.) et un diamètre extérieur-, de 2-1/4 pouces (57 mm)/0n donne à cet isolateur de passage or- dinaire sans circulation de fluide, la référence "A". Un autre isolateur de passage "B" est construit comme représenté à la figure 11, avec un con- ducteur 36 de diamètre intérieur égal à 1-7/8 pouce (48 mm) et de diamètre extérieur égal à 2-1/4 pouces (57 mm), et contient le tube intérieur 38.
Les deux isolateurs sont soumis à des essais identiques. Les résultats mon- trent que si son conducteur n'a que 64% de la section de cuivre du premier isolateur, l'isolateur de passage refroidi a une élévation de température inférieure de 8,5 C à celle du premier isolateur.
Le tableau suivant donnent les résultats obtenus quand les deux isolateurs de passage sont parcourus par le même courant :
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EMI5.1
<tb> Isolateur <SEP> A <SEP> Isolateur <SEP> B
<tb>
<tb> non <SEP> refroidi <SEP> refroidi <SEP> par <SEP> cir-
<tb>
<tb>
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> culation
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Elévation <SEP> maximum <SEP> de <SEP> la <SEP> tempéra-
<tb>
<tb>
<tb> ture <SEP> du <SEP> conducteur <SEP> au-dessus <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> celle <SEP> de <SEP> l'huile <SEP> pour <SEP> 1600 <SEP> ampères: <SEP> 32 0 <SEP> 23,5 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> du <SEP> conducteur <SEP> en
<tb>
<tb>
<tb> ohms <SEP> par <SEP> 1000 <SEP> pieds <SEP> (305m.): <SEP> 0,00542 <SEP> 0,00849
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Poids <SEP> du <SEP> conducteur <SEP> en <SEP> livres
<tb>
<tb>
<tb> par <SEP> pied:
<SEP> 7,37 <SEP> 4,71
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pieds <SEP> du <SEP> conducteur <SEP> en <SEP> kilo-
<tb>
<tb>
<tb> grammes <SEP> par <SEP> mètre: <SEP> 11,0 <SEP> 7,0
<tb>
La description ci-dessus montre que la circulation de fluide le long de la paroi du conducteur intérieur fait réaliser une économie considé- rable de cuivre ou, en d'autres mots, permet à une quantité de cuivre donnée de véhiculer beaucoup plus de courant pour une même élévation de tempéra- ture. L'invention procure ainsi un isolateur de passage perfectionné et plus efficace, dans lequel les risques d'endommager le condensateur ou 1' isolant entourant le conducteur sont réduits au minimum, parce que la cha- leur du conducteur est transférée par le fluide à l'enveloppe extérieure refroidie de l'isolateur, au lieu d'être cédée directement au condensateur ou à l'isolant.
Ces avantages nouveaux sont obtenus sans rien perdre des avantages assurés précédemment par l'utilisation d'un isolant solide, de préférence du type à condensateur.
REVENDICATIONS.
1. Isolateur de passage comprenant un conducteur porteur de courant, une masse isolante unique, disposée dans le voisinage immédiat du conducteur à l'intérieur d'une enveloppe, une ou plusieurs canalisations de circulation de fluide le long d'une surface du conducteur, chaque canalisation débouchant, par ses extrémités opposées, dans l'espace à l'intérieur de l'enveloppe, de façon que la circulation de fluide évacue de la chaleur du conducteur, et l'intérieur de l'isolateur de passage étant fermé par rapport à l'extérieur.
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The present invention relates to passage insulators in general and, more especially, to passage insulators used in circuit breakers, transformers and other electrical apparatus, and which are traversed by considerable currents.
The general object of the invention is to provide an improved passage insulator, in particular an insulator in which the central conductor, through which the current passes, is surrounded by insulation, in which the heat generated by the current in the central conductor can. be easily dissipated:
In passage insulators traversed by considerable currents, the heat generated by the passage of current in the conductor must be dissipated through the insulation itself, the latter possibly consisting of wound insulating sheets, of paper for example, possibly with intermediate layers of foil for the distribution of the tension, and if the heat becomes excessive, the paper or other insulating material can be worn for too long a time at an excessive temperature, electrical breakdowns which can result.
According to the invention, cooling pipes are provided either along the outer wall or along the inner wall of the central conductor, so that the heat generated in the conductor by the passage of the current can be removed by the insulating fluid, eg oil, and transferred to the outer shell or metal parts of the passage insulator.
The invention will emerge clearly from the description, given below, of some embodiments shown, by way of example, in the appended drawings, in which:
Fig. 1 is a simplified vertical section of a capacitor-type pass-through insulator constituting one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view taken from below, in section taken along the line II-II of Figure 1.
Figure 3 is a partial vertical section, on a large scale, of another type of capacitor pass insulator, showing an alternative cooling arrangement.
Figure 4 is a plan view taken from below, in section taken along line IV-IV of Figure 3.
Figure 5 is a sectional view along the line V-V of Figure 6.
Figure 6 is a partial vertical section of another type of passage insulator according to the invention.
Figure 7 is a sectional view along the line VII-VII of Figure 8.
Figure 8 is a partial vertical section of a still another type of capacitor pass insulator according to the invention.
Fig. 9 is a partial vertical section of yet another capacitor pass insulator constituting another embodiment of the invention.
Figure 10 is a view similar to Figure 9, showing yet another embodiment of the invention, and
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Figure 11 is a partial vertical section of the lower end of a still another type of capacitor pass insulator according to the invention.
FIG. 1 shows a passage insulator 1 which can be used in circuit breakers, transformers and other electrical apparatus where a considerable electric current must pass through the central conductor through an enclosure, a case, or an equivalent support or closure. slow grounding.
The passage insulator 1, shown in a simplified manner in FIG. 1, generally comprises an upper porcelain shell or casing 2, a steel flange 3 which is earthed and disposed between the upper piglet 2 and a lower porcelain casing 4 resting on a lower support 5 which can be fixed to the lower end 6 of the conductor 7 passing centrally and internally through the passage insulator 1 upwards.
At the upper end of the passage insulator 1 is an insulator cover 8 which pressurizes parts 2 - 4 and allows the expansion of the fluid, for example oil, which fills the space. 9 inside the passage insulator 1. The cover 8 generally comprises an oil level indicator.
The passage insulator 1 can be accommodated in an opening made in a casing or a housing containing a suitable electrical apparatus, the edge 10 of the flange 3 being fixed by any suitable means (not shown), for example bolts.
In certain cases of application, the conductor 7 is crossed by a considerable current and gets heated. The capacitor 11, which surrounds the conductor 7 and may consist of oiled paper wrapped around the conductor 7 with the intercalation of metallic capacitor sheets, serves to distribute the potential gradient between the central conductor 7 and the flange 3, the latter. these are usually found on the ground. The vacuum, between the capacitor 11 and the porcelain casings or shells 2 and 4, is filled with a suitable insulating fluid, oil for example, as mentioned above. The outer metal foil of the capacitor 11 is preferably earthed by connection, by means of a wire 16, to the flange 3.
FIGS. 1 and 2 together represent an embodiment of the invention, and one can notice, at the upper end 12 of the conductor tube 7, several openings 13 giving inside the hollow tubular conductor 7. The ends of the interior 14 of the hollow conductor 7 are plugged by any suitable means, plugs 15 for example, so that the interior 14 of the hollow conductor tube 7 is completely sealed.
When the passage insulator 1 is traversed by the current, the tubular conductor 7 heats up. This trawl passes, in large part, through the coiled insulation 11, and can heat the latter excessively. To avoid this, the enclosed space 14 and the openings 13 are provided.
It is clear that the oil can circulate through the openings 13 at the lower end 6 of the heated hollow tubular conductor 7 and rise inside the latter to the end 14, to exit through the upper openings 13. and reach the region outside the condenser 11. Descending along the inner wall 9 of the mantles 2, 4, the fluid, oil for example, is cooled on contact with the porcelains 2, 4 and the intermediate support bracket 3. When cooled, the oil descends and enters through the lower openings 13 to go up inside the hot tubular conductor 7. The fluid, oil for example, is thus
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continuously kept in circulation and cools the conductor 7 by dissipating its heat.
This prevents an exaggerated amount of heat from being transmitted directly to the internal layers of the capacitor 11.
Although the use of a capacitor 11 has been contemplated, it is evident that the same problem arises if the reinforcing metal sheets are omitted and if the central tubular conductor 7 is simply surrounded by coiled insulation or, for example , molded insulation.
Figures 3 and 4 show another embodiment, where the capacitor 11 is wound on a metal tube 17, the tubular conductor 18 is then threaded through the capacitor 11 wound on the outer tube 17 with suitable spacers 19. , preferably metal, to keep the conductive tube 18 concentric. With this construction, oil can rise between the outer wall of the conductor tube 18, which may be solid in this case, and the inner wall of the support tube 17, as the arrows 20 indicate. The oil can here also descend along the inner wall of the upper porcelain mantle 2, as mentioned above.
FIGS. 3 and 4 therefore represent an embodiment in which the circulation of the fluid, of oil for example, is enhanced by the pipe 21 between the conductive tube 18 and the support tube 17 of the condenser 11.
Tube 17 may carry, instead of capacitor 11, simply a solid insulating winding or molded insulation.
The support tube 17 and the spacers 19 can be made of insulating material, instead of metal, and in this case the inner metal foil of the capacitor 11 must be connected to the central conductor 18, so that the oil, in the cooling pipe, is not subject to potential differences and is not used as a dielectric medium. In any case, the passage insulators of the present invention retain all the advantages of the passage insulators using a solid insulator, rather than using oil as the dielectric. These advantages include high mechanical strength, absence of internal breakage, high dielectric strength, uniform voltage distribution and minimal corona effect.
Figures 5 and 6 together show yet another embodiment of the invention. Here, grooves 24 are machined or otherwise formed in the outer wall of the central tubular conductor 23. Grooves 24 define a series of pipes 25 (Fig. 5) allowing fluid, for example oil, to pass along the pipe. outer surface of the tubular conductor 23. The first layer of the capacitor 26 is preferably a metal foil 27 which is therefore at the same potential as the tubular conductor 23. The corona effect at the relative edges is thus avoided. The machined grooves 24 have sharp edges 24. The capacitor 26 may be wound in the usual manner over the inner metal layer 27 which directly surrounds the machined tubular conductor 23.
The oil can go up through the pipes 25 and remove the heat from the heated central tubular conductor 23. This oil can descend along the inner wall of the upper porcelain shell 2, as arrows 28 show in figure 6. .
In the other embodiment of the invention shown in Figures 7 and 8, axial metal strips 29 are fixed to the outer wall of the tubular conductor 30, by welding or other means. The capacitor 31 can be wound around the strips 29, transverse-
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ment to these, by means of an appropriate winding machine, the innermost metal layer being connected to the metal strips 29. These axial strips determine, along the tubular conductor 30, pipes 32 ¯ traversed in the aforementioned manner by a fluid, oil for example. The strips 29 can be made of insulating material, if the innermost layer of the capacitor 31 is connected, by wire, to the central conductor 30.
If a capacitor 31 is not used, or if one simply surrounds the strips 29 with solid insulation, these strips may themselves be of insulating material.
In certain cases, it may be advantageous to machine, in the outer wall of the tubular conductor 23 of the embodiment of FIGS. 5 and 6, grooves wound helically to facilitate the winding, and this form of The embodiment is shown in Figure 9. It is essentially the same as that of Figures 5 and 6, except that the grooves 24 follow a helical path on the outer wall of the central tubular conductor 33.
Likewise, in certain cases, it is possible to facilitate the winding of the capacitor around the central conductor 30, by arranging the strips 29 of FIGS. 7 and 8 in a helix, and not in the axial direction of the conductor 30.
This variant is shown in FIG. 10. The insulating strips 29 in the form of a helix are glued or otherwise fixed to the inner tubular conductor 30.
The experimental work carried out shows that the invention provides greatly improved results. The device tested comprises a tubular conductor 36, as shown in Figure 11, with openings 37 at its upper and lower ends. The capacitor 11 is wound directly on the tubular conductor 36. Cooling by circulation of fluid, oil for example, is provided by means of an inner tube 38, kept concentric with respect to the tubular conductor 36 by rings 39. The oil can therefore pass in the direction indicated, rising in the annular space between the inner wall of the tubular conductor 36 and the outer wall of the inner tube 38.
The circulation of the fluid is easy to understand, the fluid rising in the annulus 40, as the arrows 41 in FIG. 11 indicate, and dissipating, by convection, the heat of the heated tubular conductor 36.
Experience shows that, compared to an ordinary passage insulator without fluid circulation, the modified passage insulator allows 30 to 35 percent more current to pass for the same temperature rise.
The same experience shows that a serious saving in copper is achieved. For example, an ordinary tubular conductor without fluid circulation has an inside diameter of 1-5 / 8 inch (41 mm.) And an outside diameter of 2-1 / 4 inch (57 mm) / 0n gives this insulator normal passage without circulation of fluid, the reference "A". Another passage insulator "B" is constructed as shown in Figure 11, with a conductor 36 having an inside diameter of 1-7 / 8 inch (48 mm) and an outside diameter of 2-1 / 4 inches. (57 mm), and contains inner tube 38.
The two insulators are subjected to identical tests. The results show that if its conductor has only 64% of the copper cross section of the first insulator, the cooled pass insulator has a temperature rise 8.5 C lower than that of the first insulator.
The following table gives the results obtained when the two passage insulators are traversed by the same current:
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EMI5.1
<tb> Isolator <SEP> A <SEP> Isolator <SEP> B
<tb>
<tb> no <SEP> cooled <SEP> cooled <SEP> by <SEP> cir-
<tb>
<tb>
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> culation
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Maximum <SEP> elevation <SEP> of <SEP> the <SEP> temperature
<tb>
<tb>
<tb> ture <SEP> of the <SEP> conductor <SEP> above <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb> that <SEP> of <SEP> oil <SEP> for <SEP> 1600 <SEP> Amps: <SEP> 32 0 <SEP> 23.5 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> of the <SEP> conductor <SEP> in
<tb>
<tb>
<tb> ohms <SEP> by <SEP> 1000 <SEP> feet <SEP> (305m.): <SEP> 0.00542 <SEP> 0.00849
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Weight <SEP> of the <SEP> driver <SEP> in <SEP> pounds
<tb>
<tb>
<tb> by <SEP> foot:
<SEP> 7.37 <SEP> 4.71
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feet <SEP> of the <SEP> conductor <SEP> in <SEP> kilo-
<tb>
<tb>
<tb> grams <SEP> per <SEP> meter: <SEP> 11.0 <SEP> 7.0
<tb>
The above description shows that the circulation of fluid along the wall of the inner conductor results in a considerable saving of copper or, in other words, allows a given quantity of copper to carry much more current for it. the same rise in temperature. The invention thus provides an improved and more efficient pass-through insulator, in which the risks of damaging the capacitor or the insulation surrounding the conductor are minimized, because the heat of the conductor is transferred by the fluid to the conductor. Cooled outer shell of the insulator, instead of being transferred directly to the capacitor or insulator.
These new advantages are obtained without losing any of the advantages previously provided by the use of a solid insulator, preferably of the capacitor type.
CLAIMS.
1. Passage insulator comprising a current carrying conductor, a single insulating mass, arranged in the immediate vicinity of the conductor inside a casing, one or more pipes for the circulation of fluid along a surface of the conductor, each pipe opening, by its opposite ends, into the space inside the casing, so that the circulation of fluid removes heat from the conductor, and the interior of the passage insulator being closed with respect to outside.