Transformateur à haute tension La présente invention a "pour objet un trans formateur à haute tension pour une installation de commutation à haute tension, par exemple une installation du type à cabine et à isolation d'air pour des tensions allant jusqu'à 11 kilo- volts.
Jusqu'ici, les transformateurs de courant destinés à être utilisés dans des installations de commutation du type mentionné ci-dessus com prenaient des enroulement primaires préalable ment enroulés et entièrement isolés d'un noyau mis à la masse et d'enroulements secondaires. Les extrémités des conducteurs de l'enroulement primaire faisaient saillie hors de l'isolation et étaient nues. Des connexions étaient établies à partir de ces conducteurs nus jusqu'à un con ducteur porté par un isolateur et aboutissant à une boîte de jonction de câbles et à un contact disposé dans un isolateur présentant un évide ment destiné à recevoir un isolateur de commu tateur venant s'adapter dans cet isolateur à la façon d'une broche dans une douille.
L'isolation de ces connexions présente de grandes difficultés et ces connexions sont gé néralement laissées nues, de sorte que des dis tances considérables dans l'air doivent être pré vues entre les primaires des différentes phases et entre les primaires et l'enveloppe d'acier de la cabine, et que de grandes distances jusqu'au noyau et à l'enroulement secondaire mis à la masse sont nécessaires. Cette disposition néces site par conséquent des centres de phase de grande dimension.
La présente invention permet de surmonter ces difficultés ou au moins d'amoindrir leurs effets, dans certains cas.
Le transformateur à haute tension faisant l'objet de la présente invention, comprenant un bloc isolant obtenu par moulage d'une résine synthétique à basse pression, dans lequel sont noyés les enroulements à haute tension et leurs connexions aux bornes à haute tension, est ca ractérisé en ce qu'il comprend au moins un manchon creux par phase moulé d'une seule pièce avec ledit bloc et contenant une des bor nes à haute tension.
Le transformateur spécifié ci-dessus peut être un transformateur de tension ou un trans formateur de courant, monophasé ou polyphasé.
Une résine synthétique pour moulage à basse pression est une résine synthétique sus ceptible de se solidifier dans un moule par polymérisation, sans application de pression et sans dégagement, au cours de l'opération de moulage, de composants volatils qui produirait des occlusions ou des défauts. Une telle matière peut être, par exemple, une résine synthétique du groupe des éthoxylènes.
L'invention a également pour objet un pro cédé pour la fabrication du transformateur dé- fini ci-dessus. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on moule à faible pression une pièce inter médiaire en résine synthétique, les enroulements secondaires et les noyaux magnétiques étant noyés dans ladite pièce intermédiaire, en ce qu'on met les -enroulement primaires à haute tension en place, et en ce qu'on moule ensuite à basse pression une couche d'enveloppement en résine synthétique autour de la pièce moulée intermédiaire, de manière à former un bloc mas sif dans lequel sont disposés les enroulements primaires et les connexions à leurs bornes à haute tension,
les manchons creux isolants pour les bornes à haute tension étant moulés d'une seule pièce avec ledit bloc au cours de la se conde desdites opérations de moulage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, quatre formes d'exécution et une variante du transformateur faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une vue en. élévation de bout d'un élément secondaire d'un transformateur de courant, cet élément étant formé au cours d'un premier stade de fabrication du transformateur.
Les fig. 2 et 3 sont respectivement une vue en élévation latérale et une vue en plan de l'élément représenté à la fig. 1.
Les fig. 4 et 5 sont respectivement une vue en élévation de bout et une vue en élévation latérale de la première forme d'exécution du transformateur achevé comprenant l'élément secondaire représenté aux fig. 1 à 3.
Les fig. 6 et 7 sont respectivement une vue en élévation de bout et une vue en élévation latérale d'une variante du transformateur de courant représenté aux fig. 1 à 5.
La fig. 8 est le schéma de la seconde forme d'exécution constituant un transformateur de tension triphasé branché en étoile et . à neutre isolé.
Les fig. 9 et 10 sont respectivement une vue en élévation latérale et une vue en élévation de bout du bloc comportant les enroulements à haute tension moulés du transformateur de la fig. 8.. Les fig. 11 et 12 sont respectivement une vue en élévation latérale et une vue en élévation de bout du transformateur de la fig. 8 à l'état achevé.
La fig. 13 est le schéma de la troisième forme d'exécution constituant un transforma teur de tension triphasé branché en V.
Les fig. 14 et 15 sont respectivement une vue en élévation latérale et une vue en élévation de bout du bloc moulé comportant les enrou lements à haute tension du transformateur de la fig. 13, et les fig. 16 et 17 sont respectivement une vue en élévation latérale et une vue en éléva tion de bout d'un élément moulé de la qua trième forme d'exécution constituant un trans formateur de tension monophasé.
La première forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 5 constitue un transformateur de courant triphasé isolé. Les enroulements de ce transformateur sont entièrement noyés dans un bloc isolant obtenu par moulage d'une résine synthétique à basse pression.
Pour fabriquer le transformateur représenté aux fig. 1 à 5, on procède comme suit : on enroule tout d'abord toroïdalement, pour cha que phase, sur deux noyaux creux cylindriques 11, deux enroulements secondaires 10, et on moule un bloc 12 entourant ces enroulements en une résine synthétique, ceci à basse pression et de manière à noyer les enroulements et les noyaux qui sont disposés côte à côte, leurs axes s'étendant tous dans un même plan. La dispo sition générale de l'élément secondaire ainsi produit est visible aux fig. 1 à 3.
Deux paires de bornes secondaires nues 13 pour chaque phase font saillie à partir d'une des faces du bloc, tandis que des tunnels transversaux 14 sont formés dans le bloc, à travers les centres des six noyaux 11. De plus, des nervures en saillie 15 sont moulées d'une seule pièce avec le bloc 12, à l'extérieur de celui-ci, entre les phases secondaires, dans le but de maintenir en position et de séparer les uns des autres les enroulements primaires.
Trois enroulements primaires haute tension 16 sont ensuite enroulés sur le bloc secondaire 12, en passant à travers les tunnels 14 et entre les nervures de maintien 15, comme représenté à la fig. 4. De préférence, avant d'être enroulés, les enroulements primaires constitués par des câbles de cuivre souples sont recouverts d'un ruban poreux imprégné d'une résine liquide mo- nomérique. Après que l'enroulement a été exé cuté, une extrémité nue de chaque enroulement primaire 16 est reliée par soudage à l'étain à un conducteur 17 qui constitue une borne à haute tension destinée à être reliée à une boite de jonction de câbles,
tandis que l'autre extré mité est soudée à l'étain à un raccord 18 qui constitue une autre borne à haute tension et un contact pour un commutateur.
L'élément ainsi contitué est alors supporté dans un moule, conjointement avec des pièces de remplissage en résine préalablement poly mérisée, les trois conducteurs 17 faisant saillie et les extrémités des contacts 18 étant suppor tées dans les parois du moule. Le moule est ensuite rempli d'une résine synthétique pour moulage à basse pression et cette matière est finalement polymérisée.
Des manchons 19 enveloppant la borne 17, qui forme broche de connexion, et des man chons creux 20 formant douille de connexion, dans chacun desquels est logé un contact 18, sont moulés sous forme de saillies faisant corps avec ledit bloc, ceci au cours de la même opé ration de moulage.
Dans le transformateur triphasé moulé com posite ainsi obtenu, les bornes des trois phases sont alignées de façon plus précise que cela ne serait normalement le cas si on utilisait trois transformateurs monophasés distincts.
Un transformateur monophasé comporte une épaisseur de paroi d'isolation qui, pour des raisons mécaniques, est souvent supérieure à l'épaisseur qui serait strictement nécessaire du point de vue électrique uniquement. Avec un transformateur moulé triphasé tel que celui re présenté aux fig. 4 et 5, les distances entre les centres de ses phases sont plus faibles que cela ne serait le cas si on utilisait trois transforma teurs monophasés distincts.
Les fig. 6 et 7 représentent une variante de la forme d'exécution qu'on vient de décrire. Sur la plupart des points, cette variante est sembla ble à la forme d'exécution représentée aux fig. 4 et 5 et les pièces semblables sont désignées par de mêmes signes de référence. Cependant, dans ladite variante, un conducteur formant prise de tension 21 est relié à chaque enroulement primaire 16, du côté du transformateur corres pondant aux connexions 17,. avant la seconde opération de moulage, et un orifice 22 est formé dans la matière moulée autour de l'ex trémité de chaque conducteur 21, pour permet tre de brancher un transformateur de tension au moyen de broches.
La deuxième forme d'exécution représentée aux fig. 8 à 12 constitue un transformateur de tension triphasé branché en étoile à neutre isolé, destiné à être utilisé dans une installation de commutation du type à cabine et à isolation d'air. Le circuit magnétique et les enroulements primaires de ce transformateur sont schémati quement représentés à la fig. 8.
Les trois enroulements de phase primaires à haute tension 30 sont enroulés par couches sur des tubes 31, en papier bakélisé, comme on peut le voir en particulier à la fig. 9. Les débuts de ces enroulements sont reliés à des attaches de cuivre 32 tandis que la fin de chaque enrou lement est reliée à une couche métallique 33 qui porte une broche de haute tension 34 fai sant saillie. Chaque enroulement 30 est impré gné sous vide de résine synthétique liquide monomérique et cette résine est ensuite polymé risée.
Les attaches de cuivre 32 des trois phases sont interconnectées par un fil de cuivre 35 soudé à l'étain et constituant une connexion de neutre et l'ensemble complet des trois enrou lements à haute tension est ensuite noyé dans un bloc unique 36 de résine synthétique obtenu par moulage à basse pression, des tunnels 37 étant ménagés pour recevoir les noyaux et les -enroulements à basse tension.
Les fig. 9 et 10 représentent l'élément moulé achevé comportant les enroulements à haute tension, les trois enroulements 30 étant disposés aux angles d'un triangle, leurs axes étant paral lèles. II est évident que ces enroulements pour raient également être disposés en ligne. Les trois manchons isolants 38 pour les bornes à haute tension 34 sont moulés d'une seule pièce avec le bloc isolant 36, au cours de l'opération de moulage de ce bloc, chaque manchon 38 étant creux. Une pièce métallique incrustée 39 est noyée dans chaque manchon 38,à son orifice extérieur, dans le but de recevoir un fusible à haute tension disposé dans cet orifice.
L'élément moulé terminé pour haute tension représenté aux fig. 9 et -10 est assemblé à un noyau magnétique triphasé 40 sur les branches duquel des enroulements à basse tension ou se condaires ont été préalablement enroulés. Ce noyau est ensuite pourvu de jougs faisant con tact en bout et de contacts pour basse tension 41. Le transformateur terminé est monté sur un chariot 42, comme représenté aux fig. 11 et 12, et il est protégé par un léger boîtier mé tallique 43, relié à la masse.
La troisième forme d'exécution représentée partiellement aux fig. 13 à 15 constitue un transformateur de tension triphasé analogue de façon générale à celui représenté aux fig. 8 à 12, les pièces semblables étânt désignées par les mêmes signes de référence. Cependant, ce transformateur est branché en V, comme repré senté schématiquement à la fig. 13, et il ne comprend que deux enroulements à haute ten sion 30, ces enroulements étant munis de noyaux magnétiques 50 distincts.
Les deux en roulements à haute tension 30 sont disposés côte à côte, leurs axes étant parallèles, et la broche de connexion à haute tension 34a re liant le point neutre 51 à un manchon pour borne de phase médian s'étend entre les deux enroulements, comme représenté à la fig. 15. Par ailleurs, la construction de cette troisième forme d'exécution est semblable à celle de la seconde représentée aux fig. 8 à 10.
Les fig. 16 et 17 représentent partiellement une quatrième forme d'exécution constituant un transformateur de tension monophasé à en roulement relié à la masse, destiné à être uti lisé dans une installation de commutation. Ce transformateur comprend un enroulement à haute tension 30 unique, construit comme les enroulements 30 des deuxième et troisième formes d'exécution. Comme dans ces formes d'exécution, l'une des extrémités de l'enroule- ment 30 est reliée à une couche extérieure 33 à laquelle est reliée une broche 34, mais l'autre extrémité dudit enroulement 30 est reliée à une attache de cuivre 60 qui s'étend jusqu'à l'ex térieur de l'élément et qui est destinée à être reliée à la masse.
L'enroulement tout entier est noyé dans un bloc 36 isolant en résine synthé tique moulée, un manchon isolant 38 unique pour une borne étant moulé d'une seule pièce avec ce bloc. Ledit manchon est pourvu d'une pièce métallique incrustée 39, noyée à son ori fice extérieur et destinée à recevoir l'une des extrémités d'un fusible à haute tension disposé dans ledit orifice. La connexion à la masse 60 fait saillie à l'extérieur du bloc isolant. Comme dans les. formes d'exécution précédemment dé crites, le bloc 36 est façonné de façon à pré senter un tunnel 37 qui s'étend coaxialement à l'intérieur de l'enroulement à haute tension et qui est destiné à recevoir un noyau magné tique et un enroulement à basse tension.
Dans une variante non représentée, trois enroulements monophasés tels que celui =qu'on vient de décrire sont noyés dans un bloc iso lant moulé unique, les trois manchons pour borne à haute tension étant moulés d'une pièce avec ce bloc et étant pourvus d'orifices destinés à recevoir des fusibles, et les trois connexions à la masse à partir des enroulements à haute ten sion s'étendant jusqu'à l'extérieur du bloc de façon à pouvoir être reliés à la masse.