CH618286A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne un condensateur à haute tension comprenant d'une part des éléments de condensateurs connectés entre eux et constitués par des électrodes et un film isolant disposé entre elles et imprégné d'un agent diélectrique, 'et un corps dans lequel sont emprisonnés lesdits éléments.

Elle concerne également un procédé de fabrication de ce type de condensateur.

Les éléments de condensateurs connus, constitués par un bobinage concentrique ou en zig-zag de couples d'électrodes -

film isolant sont habituellement maintenus et comprimés au moyen de flasques isolants et introduits, selon leur utilisation, dans des boîtiers conducteurs (par exemple lorsqu'ils sont destinés à la compensation de l'énergie réactive) ou dans des boîtiers isolants (par exemple lorsqu'ils sont destinés à l'équilibrage des chambres de disjoncteurs). Le boîtier est ensuite rempli du liquide diélectrique qui a également servi à l'imprégnation des éléments de condensateurs.

Le gros inconvénient de ces condensateurs provient de l'utilisation d'un liquide dans lequel sont immergés les éléments de condensateurs. Les questions de dilatation et la détérioration des joints entraînent des défauts d'étanchéité et des fuites préjudiciables au bon fonctionnement du condensateur et posent également le problème de la protection de l'environnement.

La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en réalisant un condensateur haut-tension ayant une bonne rigidité diélectrique, un faible taux de décharge partielle et un facteur de pertes diélectriques minimal, et pour lequel les risques de fuites de liquide diélectrique ont été supprimés.

Dans ce but le condensateur selon l'invention est caractérisé en ce que ledit corps est constitué par une masse isolante au moins partiellement solidifiée contenant un agent diélectrique liquide en phase dispersée.

Le procédé de fabrication de ce condensateur est caractérisé en ce que les éléments de condensateurs préalablement séchés sous vide sont introduits dans un moule, en ce qu'on remplit au moins partiellement l'espace entre les éléments de condensateurs et les parois internes du moule par une charge de particules solides isolantes, en ce qu'on place le contenu du moule sous vide, en ce qu'on introduit sous atmosphère contrôlée une masse fluide isolante au moins partiellement solidifiable destinée à remplir les espaces intercalaires, en ce qu'on laisse se solidifier ladite masse fluide isolante.

La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation et au dessin annexé qui illustre en coupe un condensateur haute tension extrait du moule qui a servi à sa fabrication (figure unique).

Le condensateur représenté se compose d'un bloc solide 1 de forme prismatique ou cylindrique obtenu par solidification au moins partielle d'une masse fluide isolante au moins partiellement durcie, dans laquelle on a introduit, avant la solidification, une liquide diélectrique en phase dispersée. Dans le but de limiter les contraintes mécaniques, d'augmenter la conductibilité thermique et de minimiser la quantité durcissable par un apport de matière comparativement peu coûteuse, on peut introduire dans le moule une charge minérale constituée par des grains de quartz ou d'alumine, ou toutes autres matières peu coûteuses ayant une granulométrie suffisante, par exemple 100 |xm à 1,2 mm de diamètre, et compatibles avec le composé durcissable.

A l'intérieur de ce bloc solide sont empilés les éléments de condensateurs 2, connectés électriquement au moyen de lamelles de connexion 3. Les éléments se composent d'enroulements plats de bandes métalliques servant d'électrodes séparées par un support diélectrique généralement constitué par plusieurs feuilles isolantes superposées telles que feuilles de papier, films synthétiques ou une combinaison de ces matériaux. Des flasques isolants 4 et 5 maintenus par des clavettes isolantes 6 et 7 compriment les éléments de condensateurs 2 en les maintenant en position pendant la solidification du composé durcissable. Les flasques et clavettes peuvent être remplacés par un bandage longitudinal en fibres de verre qui s'imprègne et sera pris dans la masse durcissable. Deux contact 8 et 9 assurent le raccordement électrique du condensateur au circuit dans lequel il est utilisé.

Le composé durcissable utilisé est de préférence une résine choisie parmi le groupe de résines suivantes: résine polysty-

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rène, résine silicone, résine polyester, résine époxy, résine polyéthylène, et résine polyuréthane.

Le procédé de fabrication comporte une première phase consistant à préparer les éléments de condensateurs et une seconde phase ayant pour résultat l'occlusion de ces éléments s dans une masse diélectrique au moins partiellement solide.

Les éléments de condensateurs constitués par des enroulements ou des zig-zag de couples d'électrodes - film isolant,

sont longitudinalement comprimés au moyen de flasques isolants et reliés entre eux, en série ou en parallèle au moyen de io contacts pressés ou soudés, par exemple en cuivre étamé ou en aluminium. Ce groupe d'éléments empilés constitue une unité de capacité. Une phase de dégazage sous vide poussé à 10~3 mm de mercure et de chauffage permet d'évacuer la quasi-totalité de l'eau résiduelle contenue dans les éléments de con- 15 densateurs. Tout en maintenant lesdits éléments sous vide, on peut imprégner leur support diélectrique à l'aide d'un agent diélectrique tel que par exemple de l'huile minérale, de l'huile synthétique òu du diphényle chloré, destinés à remplir les lames d'air et les vacuoles interdiélectriques. Il est également 2" possible d'utiliser un agent déionisateur, par exemple de la résine-base sans accélérateur, pour imprégner les éléments.

Les éléments imprégnés sont ensuite remis sous pression atmosphérique pour une opération d'ajustage de la capacité de l'unité par pontage ou interruption des contacts. Cependant, 25 l'opération d'imprégnation préalable n'est pas indispensable. En effet, selon les agents diélectriques et les résines choisis, les condensateurs réalisés présentent de très bonnes caractéristiques diélectriques lorsqu'on place directement les éléments dans les moules sans imprégnation préalable. L'unité ainsi 30 préparée est ensuite placée dans un moule où elle est lavée au moyen d'un gaz diélectrique qui expulse l'air des alvéoles existantes dans l'unité de capacité. Le gaz d'imprégnation utilisé à cet effet peut appartenir au groupe suivant: tétrachlorure de carbone, trichlorométhane, hexafluorure de soufre, 3s difluoro-dichlorométhane, tétrafluoro-méthane et azote.

L'unité de capacité est dégazée une nouvelle fois sous vide poussé et sous température. Un malaxeur directement relié au moule prépare le mélange de résine et de liquide diélectrique approprié. Le liquide diélectrique utilisé est de préférence le 40 même que celui qui imprègne le support diélectrique des éléments de condensateurs. La résine contenant le liquide diélectrique en phase dispersée est introduite dans le moule, de préférence sous pression de gaz isolant. On peut également, comme mentionné précédemment, remplir au moins partiellement l'espace entre l'unité de capacité et les parois du moule d'une charge minérale. Cette matière peut être introduite dans le moule immédiatement après la mise en place de l'unité de capacité, ou bien être mélangée à la résine et au liquide diélectrique dans le malaxeur. Bien entendu, les particules minérales doivent être préalablement séchées au four, lavées par un gaz diélectrique et dégazées avant d'être mises en contact avec les autres composants de la masse isolante.

Après un cycle thermique nécessaire à la polymérisation de la résine, qui s'opère de préférence sous atmosphère de gaz diélectrique, le condensateur est extrait du moule et disposé dans une capsule adaptée à l'utilisation future du condensateur.

La capsule, qui constitue l'abillage des modules bruts varie selon les utilisations des condensateurs. Le module peut être gainé par un produit synthétique, par exemple du P.V.C, (chlorure de polyvinyle) du téflon ou de l'EPDM (caoutchouc terpolymère éthylène-propylène-diène) lorsqu'il est monté dans une installation blindée.

Il peut également être gainé et muni de jupes en produit synthétique, par exemple de la résine époxy, du téflon ou de l'EPDM, en vue d'une utilisation dans des installations intérieures et extérieures. Il peut également être utilisé à l'état brut ou inséré ou collé dans un fût de protection en porcelaine ou en verre.

L'expérience a démontré que la quantité de liquide diélectrique en phase dispersée doit être adaptée selon les produits choisis. A titre d'exemple, elle ne doit pas dépasser 25 % du poids de la résine lorsque le liquide diélectrique est de l'huile minérale. On atteint un optimum pour un pourcentage compris entre 5 et 15 %.

Le condensateur à haute tension décrit ci-dessus supprime les risques d'auto-détérioration et les risques de pollution de l'environnement qui sont inhérents aux condensateurs haute tension à bain d'huile. L'huile étant extrêmement fluide et les écarts de température auxquels les condensateurs sont soumis étant très importants, on peut affirmer que dans la pratique, les risques de fuite ne sont pas négligeables. Le condensateur selon l'invention supprime ces risques et répond par ailleurs à toutes les prescriptions nationales et internationales en matière de condensateurs haute tension.

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1 feuille dessins

Claims (12)

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1. Condensateur à haute tension, comprenant d'une part des éléments de condensateurs connectés entre eux et constitués par des électrodes et un film isolant disposé entre elles et imprégné d'un agent diélectrique, et un corps dans lequel sont emprisonnés lesdits éléments, caractérisé en ce que ledit corps est constitué par une masse isolante au moins partiellement solidifiée contenant un agent diélectrique liquide en phase dispersée.

2. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse isolante au moins partiellement solidifiée provient d'une résine durcissable.

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REVENDICATIONS

3. Condensateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la résine durcissable est choisie parmi le groupe de composés suivants: résine polystyrène, résine silicone, résine polyester, résine époxy, résine polyéthylène, résine polyuréthane.

4. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent diélectrique est choisi parmi le groupe de composés suivants: huile minérale, huile synthétique, diphényle chloré.

5. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent diélectrique est un agent de déionisation.

6. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps comporte, outre la masse isolante, une charge de particules solides isolantes.

7. Condensateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites particules solides isolantes sont des grains de matière minérale.

8. Procédé de fabrication d'un condensateur à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de condensateurs préalablement séchés sous vide sont introduits dans un moule, en ce qu'on remplit au moins partiellement l'espace entre les éléments de condensateurs et les parois internes du moule par une charge de particules solides, en ce qu'on place le contenu du moule sous vide, en ce qu'on introduit sous atmosphère contrôlée une masse fluide isolante au moins partiellement solidifiable destinée à remplir les espaces intercalaires, en ce qu'on laisse se solidifier ladite masse fluide isolante.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments de condensateurs sont imprégnés d'un agent diélectrique après avoir été séchés et avant d'être introduits dans le moule.

10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'introduction dans le moule de la masse isolante au moins partiellement solidifiable se.fait sous une pression de gaz isolant.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le gaz isolant est choisi parmi le groupe de composés suivants: tétrachlorure de carbone, trichlorométhane, hexafluorure de soufre, difluoro-dichloromélhane, tétrafluorométhane, azote.

12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la masse fluide isolante est une résine durcissable dont la polymérisation est effectuée au cours d'un cycle thermique comportant une phase de chauffage suivie d'une phase de refroidissement du moule.