CH668332A5 - Condensateur. - Google Patents
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Description
DESCRIPTION
La présente invention se rapporte à un condensateur.
Les condensateurs à haute tension usuels ont jusqu'à présent été fabriqués de la façon décrite ci-après, avec référence à la figure 1. On prépare d'abord des éléments de condensateur A par superposition, en alternance, de couches d'électrode et de couches diélectriques, en papier isolant ou film de matière plastique, et enroulement de la feuille stratifiée obtenue. On loge une pluralité de tels éléments de condensateur dans un boîtier 4 en acier et on les raccorde les uns aux autres et à des bornes isolantes 7 à haute tension au moyen de conducteurs 6. Finalement, les éléments sont imprégnés sous vide avec une huile isolante 8 pour haute tension et ils sont scellés.
Dans de tels condensateurs à haute tension, les couches diélectriques doivent posséder une caractéristique d'isolement très élevée, car cela intervient beaucoup dans la durée de vie du condensateur. Dans les condensateurs usuels à haute tension, on imprègne les couches diélectriques avec une huile isolante pour haute tension, afin de ■ former des couches isolantes entre les couches d'électrode. Toutefois, même avec cette disposition, les condensateurs ne sont pas totalement exempts de ruptures d'isolement ou d'élévation anormale de température.
S'il se produit un tel incident, la température du condensateur lui-même s'élève à une valeur anormale et les éléments de condensateur et l'huile isolante se dilatent sous l'effet de la chaleur. Cela peut entraîner une rupture ou une explosion du boîtier en acier et une pollution de l'environnement par des projections d'huile isolante. En outre, cela peut provoquer un incendie, puisqu'une huile isolante est un liquide combustible ayant un point d'éclair compris entre 130 et 200°C.
Si un incendie éclate dans un endroit fréquenté, par exemple des bâtiments de grande hauteur, des passages souterrains, des hôpitaux ou des écoles, il peut y avoir un grand nombre de victimes. Par conséquent, des caractéristiques d'incombustibilité et de résistance aux explosions sont exigées pour tous les équipements électriques. On a réalisé des dispositifs sans huile pour tous les appareillages électriques à l'exception des condensateurs à haute tension.
Compte tenu de ce qui précède, la présente titulaire a proposé, dans la demande de brevet japonais N° 59-3993, un condensateur à haute tension comprenant des éléments de condensateur dont les couches diélectriques sont disposées entre les couches d'électrode et imprégnées de résine synthétique, les éléments de condensateur étant contenus dans un boîtier étanche moulé en résine synthétique, le boîtier étant rempli d'hexafluorure de soufre gazeux (SF6) comme isolant. Même avec ce condensateur, la pression du gaz peut augmenter et provoquer l'explosion du boîtier, si le dispositif de protection fonctionne mal de sorte que le condensateur lui-même chauffe jusqu'à une valeur excessive.
La présente invention a pour but un condensateur qui peut être fabriqué facilement et qui est exempt de risques d'incendie et d'explosion. L'invention a également pour but un condensateur qui assure une bonne dissipation de la chaleur. Ces buts sont atteints par le condensateur selon l'invention, qui est défini par la revendication 1. On n'utilise pas de gaz ou de liquide comme milieu isolant. A la place, on imprègne non seulement les couches diélectriques dans les éléments de condensateur avec une résine synthétique, pour augmenter la valeur de l'isolement, mais les éléments de condensateur sont également isolés avec une résine synthétique, en ce que leur périphérie extérieure est moulée en résine synthétique. Cela procure des condensateurs qui ne présentent pas de risque d'incendie ou d'explosion dus à un défaut d'isolement.
En outre des couches de relaxation en matière élastique sont prévues à des distances radiales régulières dans chaque élément de condensateur, afin d'éviter la fissuration des couches diélectriques et le décollement à la jonction entre les couches d'électrode et les couches diélectriques.
Enfin, plusieurs passages pour l'air sont ménagés dans la couche isolante autour des éléments du condensateur pour dissiper la chaleur de chacun des éléments du condensateur et empêcher leur température de s'élever anormalement.
Sans utilisation d'huile ou d'un milieu gazeux isolant, on obtient ainsi des condensateurs de grande qualité, ininflammables et résistant à l'explosion.
D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description ci-après de ses formes de réalisation, non limitatives, représentées sur les dessins annexés, dans lesquels:
la figure 1 est une coupe d'un condensateur à haute tension, suivant l'art antérieur;
la figure 2 est une coupe d'un condensateur conforme à la présente invention;
la figure 3 est une coupe horizontale suivant la ligne X-X de la figure 2;
la figure 4 est une vue d'un autre mode de réalisation, semblable à la figure 3 ;
les figures 5 à 8 sont des vues en plan d'exemples d'éléments de condensateurs;
la figure 9 est une coupe de la couche diélectrique;
la figure 10 est une coupe de l'élément de condensateur, non enroulé;
la figure 11 est une vue en coupe d'encore un autre mode de réalisation analogue à celui de la figure 3, mais comportant plusieurs passages pour l'air, et la figure 12 est une vue en coupe d'un mode de réalisation analogue à celui de la figure 4, mais comportant plusieurs passages pour l'air.
On se reporte maintenant aux dessins.
La figure 9 illustre une couche diélectrique a qui comprend un matériau isolant 2, poreux et à haute capacité d'imprégnation, par exemple une toile tissée ou non tissée, aux deux faces duquel est fixé un film 1 en résine synthétique, par exemple polyester ou polypropy-lène. Les éléments de condensateur A, illustrés par les figures 5 et 6, sont préparés par superposition des couches diélectriques (a) et des couches d'électrode (b), en alternance, comme représenté sur la figure 10, et enroulement de la feuille stratifiée ainsi obtenue.
On dispose une pluralité d'éléments de condensateur A le long d'un câblage 6', comme représenté sur la figure 2. Les intervalles C et la périphérie B sont remplis d'un matériau électriquement isolant et à haute capacité d'imprégnation, par exemple une bande en fibres de verre, un tissu de verre, une natte de verre, du verre fragmenté, une étoffe non tissée ou un papier, de manière à obtenir une configuration périphérique prédéterminée. L'ensemble des éléments de condensateur est ensuite placé dans une matrice métallique, comme représenté sur la figure 2, et soumis à un séchage à chaud et à un séchage sous vide, puis à une imprégnation avec une résine synthéti5
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que telle qu'une résine êpoxy sous vide poussé. La partie poreuse des couches diélectriques (a) et le matériau isolant sont imprégnés avec la même résine, en même temps. Pour obtenir une meilleure imprégnation, la température de la résine synthétique doit être maintenue à 100°C et sa viscosité abaissée à 20 cPo environ, et le vide poussé 5 doit être maintenu pendant plus de trois heures. Cela assure aux couches diélectriques (a) de bonnes caractéristiques d'isolement. En outre, l'enveloppe extérieure est moulée en résine sysnthétique, solidairement aux éléments de condensateur.
Bien que, dans le mode préféré de réalisation, l'imprégnation des 10 éléments de condensateur et la formation de la couche isolante autour des éléments de condensateur soient effectuées simultanément, on peut imprégner les éléments de condensateur, les monter dans un moule métallique et former une couche isolante autour des éléments de condensateur. Ce procédé est avantageux en ce qu'on 15 peut utiliser des résines synthétiques différentes, en particulier une résine possédant une très bonne imprégnabilité et une faible viscosité, pour les éléments de condensateur, et une résine possédant une bonne résistance mécanique et une forte viscosité, pour la couche isolante.
Dans la préparation d'un élément de condensateur (A) par superposition des couches d'électrode (b) et des couches diélectriques (a), comme représenté sur les figures 7 et 8, on doit interposer à intervalles réguliers (t) des couches de relaxation 9 en matériau élastique, par exemple liège «Hycar», éponge de liège et panneau aggio- 25 méré. Les couches situées entre les couches de relaxation 9 sont reliées électriquement en parallèle les unes aux autres. Les couches de relaxation absorbent la force de contraction lors du durcissement de la résine sysnthétique, ce qui évite la fissuration des couches diélectriques et le décollement à la jonction entre la couche d'électrode et la couche diélectrique et empêche ainsi la dégradation de l'isolement. La distance (t) entre les couches de relaxation 9 peut être déterminée de façon appropriée. Par exemple, si l'épaisseur (T) de l'élément de condensateur est de 50 mm, la distance (t) doit être de 10 à 20 mm pour une meilleure facilité de travail, la valeur la plus faible étant la meilleure.
Le mode de réalisation de la figure 11 est analogue à celui de la figure 3, si ce n'est que plusieurs passages pour l'air de section carrée 10 sont ménagés dans la couche isolante autour des éléments de condensateur, dans le sens axial. De façon analogue, le mode de réalisation de la figure 12 est identique à celui de la figure 4, si ce n'est que plusieurs passages pour l'air 10' de section elliptique sont ménagés dans la couche isolante, dans le sens axial. Les passages pour l'air peuvent présenter toute section désirée.
Les passages pour l'air 10 ou 10' peuvent être formés lors du moulage de la couche isolante. Comme représenté sur la figure 11, les passages pour l'air peuvent être formés de façon qu'une partie de la périphérie extérieure des éléments du condensateur soit exposée aux passages d'air afin de les refroidir directement. L'air peut circuler dans les passages par ventilation naturelle ou forcée. Les passages pour l'air refroidissent les éléments du condensateur, ce qui prolonge leur durée de vie.
20.
R
3 feuilles dessins
Claims (3)
1. Condensateur qui comprend une pluralité d'éléments de condensateur (A) comportant chacun des couches d'électrode (b) et des couches diélectriques (a) superposées en alternance et enroulées, les éléments de condensateur (A) étant recouverts d'une couche d'un matériau électriquement isolant (B, C) imprégné avec une résine synthétique, les couches diélectriques (a) étant imprégnées avec une résine synthétique, caractérisé en ce que des passages axiaux pour l'air (10, 10') sont ménagés dans ladite couche isolante.
2. Condensateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de condensateur (A) comportent chacun une pluralité de couches de relaxation (9) en matériau élastique, disposées à des distances radiales régulières (t) les unes des autres.
2
REVENDICATIONS
3. Condensateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les passages axiaux (10) pour l'air sont ménagés de façon qu'une partie de la périphérie extérieure des éléments de condensateur (A) soit exposée dans les passages axiaux.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |