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"ENROULEMENTS DE TliAN-31X)IiLWÈURS AVEC ISOLATION GRADUEE"
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La présente invention, due à MU. DELASTHN et VIDÀLI #*#* relative à des perfectionnements apportés à l'isolation des earou- lewenta pour les transformatoura qui sont expos4u aux onde@ à front raidit telles que les ondes de ohoo ; } elle a (applique aux
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enroulements à couches concentriques superposées qui, comme on le
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saint, sont avantageuses au point de vue de la répartition des
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contraintes provoquées par ces ondes.
Suivant la théorie généralement admise et confirmée par
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8 étudea et 1'expérience pratique de la Société demanderesse la répartition des contraintes transversale$ et longitudinales est y
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avantageuse lorsque la capacité répartit d'une couche du bobinage par rapport à la terre diminue régulièrement, tandis que cette capacité par rapport à un écren électroatatique de répartition augmente suivant une loi linéaire, et cela à mesure que l'on 'éloigne de la borne d'entrée. cependant.l'application pratique de cette théorie pré- tente des grandes difficultés de réalisation, et l'invention consiste essentiellement à faciliter les réalisations en rempla- çant l'une de ces variations linéaires et progressives,
ou bien toutes les deux à la fois, par un échelonnement discontinu des dites capacité@ en appliquant une isolation convenablement graduée au moyen d'une superposition appropriée de fouilles isolantes de faible épaisseur.
L'invention indique à cet effet des dispositions cons- tructives et technologiques simples et efficaces qui t'appliquent plus particulièrement, mais non exclusivement, aux bobinages cons- titués par enroulement en couches de fils de section circulaire.
Ces perfectionnements apportent des résultats qui se rapprochent sensiblement de l 1 optimum de la tenue aux ondes choc, théoriquement réalisable dans le cas des dites variation réelle-' ment progressives, et ils faoilitont beaucoup la réalisation pra- tique des transformateurs industriels, tels que les transformateurs de distribution par exemple, tout en permettant l'équilibrage rigoureux des ampère-tours de leurs enroulements primaires et secondaires, ainai que l'emploi de prises intermédiaires pour le réglage de la tension.
On décrira quelques exemples de réalisation de l'inven- tion on se reportant au dessin annexé sur lequel la figure 1 est un schéma de principe, la figure 2 un schéma d'agencement d'un bobinage à plusieurs couches ne comportant pas d'écran de répar- tition ; la. figure 3 un schéma d'agencement comportant deux écrans, la figure 4, un schéma qui représente un bobinage ayant deux bornes d'entrée prévues pour des tensions différentes, les figure$
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5 et 6 représentent deux réalisations pratiques qui correspondent;
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respectivement aux eohémaa des figura) 8 <t 3, et la figure 7 Montré ocrent on peut effectuer la mise en place des feuille Isolantes intercalées suivant l'invention en nombre variables
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entre les 0<mohM successives, d*un bobinage.
Sur le schéma de principe de la figure Il on mit une couche du bobinais d'un tr41J1lJ,tormateur qui est placée entre la terre T et un écran électrostatique E de répartition) reliée à une borne d'entrée B. Suivant l'invention, cette couche est diva'.;
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en plusieurs, pur example en trois âcholons ai b et a qui sont séparés des sur:
%ooa B et T par des isolations d'épaisseurs ou de constantes diélectriques différentes convenablement graduées @ @ il en résulte que les capacités des divers échelons de la couche
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considérée par rapport" l'écran E, désignées par Col# C2 et Ce,39 diminuent suivant une loi linéaire, tandis que les capacité* par
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vpar rapport à la terre Te désignées/ 0 Ti 0 cTa et CT3 augmentent
T1 T3 T3 suivant la même loi... -
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Les #aâais de choc$ effectues pat," la demanderesse sur des bobinages échelonnés de cette ;
façon on confirme que l'on os tient effectivement une répartition avantageuse des contraintes
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tr8J1DversaleJ et des gradients longitudinaux, et que cette répar.. tition se rapproche sensiblement de la répartition idéale, obtenue dans le cas théorique (difficilement réalisable en pratique) où les dites capacités varient d'une façon continue et progressive.
Suivant une caractéristique de la présente invention, un tel échelonnement est réalisé au moyen d'un nombre convenable. ment varié de feuilles isolantes de faible épaisseur qui entourent * les échelons successifs des bobinages.
Sur la figure 2, on voit par exemple le cas de plusieurs couches concentriques I, II, III etc.., reliées en série entre le bornes d'entrée et de sortie. Dans ce cas particulier,on a suppo- sé que l'écran électrostatique E de la figure 1 n'est,.. utilisé de aorte que l'échelonnement n'est appliqué qu'à l'isolation:
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entre les coucha et par rapport * la terre T. Dana ce eu* (dont la réalisation pratique cet représenté plue en détail sur la figure 0). on peut subdiviser par exemple rauses les couches paS..
1'18 IX et IV, t et laisser non subdivisées les couches impair.. 10 III, V du bobinage.
L'isolement gradué est obtenue goum. représenté, au
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moyen de feuilles Isolantes 1 qui entourent les couchée sucoes- ulves ; une partie de ces fouilles passe, comme on le voit, entre les échelons adjacente a, b' o de façon à modifier périodiquement les nombres de couches isolantes tubulaires qui sont Interposées entre les différentes parties des couches du bobinage.
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La figure 3, dont la réalisation pratique est repre- *entée plus en détail sur la figure 6, est relative au cas o le bobinage qui est constitué par les couches concentriques I, II
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et III est disposé entre deux écrans électrostatiques E 1 et 1112 qui sont parallèles aux couches extérieures I et III. D=0,04 oas, toutes les couches sont de préférence subdivisées en échelons a, b, o. On y a supposé un nombre plus élevé de feuilles isolantes 1, et il est entendu que l'un des écrans, par exemple E2, peut être remplacé par la terre T (comme l'indique la figure i).
Dans le eau de la figure 4 relative aux appareils pou-
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vant fonctionner à deux hautes tensions différentes, c'est-à-dire ayant des bornes d'entr4a Bi et Ba' une partie de l'enroulement qui est représentée schématiquement en traits interrompus, peut
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se trouver sans inconvénient Men bout mortue o'est-à'-dire hors circuit ; on constate en effet que l'isolation graduée permet de résoudre aisément le problème des contraintes diélectriques due. aux transferts @ la borne B. étant celle de la tension la plus faible et la borne B2 étant*celle de la tension la plus élevée,
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les distancée d'isolement par rapport aux terres T. c et T1 rpré.
entées sur la figure 49 paauent progressivement de I di t'd 8 et la distance d2 correspondu la tension de choc qui apparaît par transfert aur'la borne BZ lors d'un esaai de choc sur la borne 111 i
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On voit que dans les dispositions suivant les figure*
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; 4 les couche* du fil conducteur sont séparées par une isola- ! tison qui varie par gradins entre les extrémités des couches super- ! posées, et que les couches extérieures peuvent être munies d'écrans électrostatiques de répartition.
Dans ces dispositions, les prises de réglage sont de préférence placées en cours de bobinage, soit sur deux couches consécutives non graduées, telles que les couches
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I et III de la figure 2 par exemple.s#taur une annule couche, sui- vant l'importance du pas de réglage. On les place de telle manière que, pour n'importe quelle prise utilisée, la . .répartition des
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ampère-tours par en, entre la haute et la basse tension soit en# ' ocre compatible avec une bonne tenue mécanique en court-circuit,
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et que pour chaque prise les efforts leotrodynam1queG produisent sur les enroulements au moins une légère compression.
Une réalisation pratique de l'enroulement suivant la
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fir6 2 est représentée d'une façon plus détaillée sur la figure 6. Lu couche I du fil à section circulaire est enroulée sur un tube isolant i6 et des cales tubulaires isolantes D sont disposées
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à ses extrémités pour assurer les distances de contournement suf- f1ntes ainsi qu'un appui mécanique d'une feuille isolante telle que i, en papier par exemple, fixée sur la couche I à l'aide d'un verni. adhésif approprié qui la recouvre, tel qu'un vernis phéno-
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liue ou vinylphénolique qui est polymérisé à chaud après le bobi-1 nage complet de l'enroulement.
Sur cette feuille isolante i5, on bobine le premier échelon II de la, couche II, et on entoure cet échelon par une feuille isolante i4, après quoi on bobine le deuxième échelon
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II sur le tube qui est formé par cette feuille ..9n: recouvre .1", " . ensuite leu deux échelons Iii et 11 ,e.tl1.;e lA$ et ainsi de suite, .. , 'LI':;'" . °,,ß " ': .
. " , /1!1' J'}"'r"') -/ #comme le montre à plus grande ,49H1'1 :"kt,,!,: ,;':;':' dernières spires 8 et 9 de l'échelon ;'4' ttt.1 encore a l'intérieur du tube qui est formé par la feuille riz enrouai
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lée sur cet échelons avec un recouvrement suffisant p, de préfèrent ce égal au moine à dit fois l'épaisseur de i4.La spire de transi- tion 10, passa entre les couches superposées'de ce recouvrement pour se poser ensuite sur la surface extérieure du dit tube (dont le prolongement initial est indiqua par les traits mixtes x et y) de sorte que les spires suivantes 11, 12 etc.,, qui constituent l'échelon voisin IIb sont enroulées, non pas à l'intérieur,
mais à l'extérieur du tube i dont le'diamètre se trouve ainsi légè- rement réduit,
Tous les autres passades des feuilles isolantes d'un échelon à un autre et d'un diamètre à l'autre, quel que soit le sens de ces passages s'effectuent de la même façon, On constate que, grâce à ce procédé caractéristique d'enroulement; en étages, les feuilles isolantes n'ont pas besoin d'êtra coupées dans le sens de leur largeur pour laisser passer le fil conducteur, lequel n'a pas besoin d'être coupé non plus.
La figure 6 représente d'une façon plus détaillée une réalisation pratique du bobinage avec écrans de répartition ± ut E2 à l'entrée et à la sortie de l'enroulement suivant la figure 3, Cela. peut être notamment le cas de transformateurs triphasés cou- plût en triangle. Comme on le voit, c'est un enroulement, à trois couches I, II, III, celles-ci sont toutes constituées ,par trois échelons a, b, o et logées entre les écrans de répartition E1, E2 et entre les terres T1 T2 ..Dans cet exemple, le nombre de fouilles isolantes i est plus grand que dans l'exemple des figures 2 et 5, car on a supposé des tensions plus élevées.
Dans les,exemples décrits plus haut, on a supposé un nombre d'échelons égal à trois. Bien que ce nombre soit générale- ment satisfaisant dans le cas des transformateure de distribution à moyenne tension, il est entendu que, suivant les applications et les conditions particulières, il peut varier dans les deux sens.
, Cette disposition n'est pas tributuire du diélectrique utilisé (huile minérale, pyralène etc..) pour autant que le choix de la substance de la feuille isolante soit technologiquement adopta