CH694878A5 - Cryostat pour transformateur supraconducteur. - Google Patents

Description

  



   



   La présente invention concerne de manière générale des transformateurs.  Plus particulièrement, l'invention concerne un cryostat destiné à  être utilisé avec un transformateur supraconducteur qui limite les  pertes du transformateur provoquées par des courants parasites et  qui maintient les bobines du transformateur supraconducteur dans  des conditions cryogéniques.  Technique anterière  



   Un transformateur comprend généralement des bobines de cuivre primaire  et secondaire isolées, enroulées autour d'un noyau ferromagnétique  de manière à être couplées à ce dernier par des moyens magnétiques.  L'efficacité et la performance d'un transformateur sont limitées  par la résistance électrique des bobines et les pertes de magnétisation  (par hystérésis) du noyau. Les pertes résultant des bobines et du  noyau sont couramment appelées pertes "dans le fil" et "dans le noyau".  Les pertes dans    le fil résultent de la résistance électrique des  bobines des transformateurs tandis que les pertes dans le noyau résultent  de l'hystérésis magnétique des stratifications métalliques du noyau  du transformateur. 



   Les pertes dans le fil et les pertes dans le noyau génèrent soit  directement, soit indirectement de la chaleur qui doit être dissipée,  sinon, le transformateur subit une surchauffe et une combustion.  De manière générale, la chaleur est dissipée à travers les surfaces  de la structure du transformateur, c'est-à-dire à travers le boîtier  du transformateur, ou à travers des radiateurs et des ailettes de  refroidissement situés dessus. Etant donné que des tensions et courants  supérieurs sont transformés, une quantité de chaleur supérieure est  générée par les pertes dans le fil et le noyau. Des distances d'isolation  électrique et des sections transversales de fil plus importantes  nécessitent plus d'espace.

   Par conséquent, pour la transformation  de puissances supérieures, les dimensions et le poids des transformateurs  augmentent et il faut que les surfaces de refroidissement soient  plus importantes. 



   Les limitations de performance des transformateurs classiques sont  surmontées par des transformateurs supraconducteurs. Les transformateurs  supraconducteurs subissent des pertes inférieures à celles d'un transformateur  classique et sont donc plus efficaces et produisent moins de chaleur.  De plus, un transformateur supraconducteur est plus compact et plus  léger qu'un transformateur classique. De manière générale, un transformateur  supraconducteur comprend    des bobines supraconductrices primaire  et secondaire qui sont enroulées autour d'un noyau ferromagnétique  de manière à être couplées à ce dernier. 



   Les bobines supraconductrices sont placées à l'intérieur d'un cryostat  de manière à les maintenir à des températures supraconductrices.  Le cryostat comprend généralement un réservoir d'isolation thermique  qui est rempli de réfrigérant cryogénique de manière à maintenir  les bobines à des températures supraconductrices. Bien que le réservoir  soit isolé, un transfert de chaleur à l'intérieur du réservoir peut  se produire. Une unité de réfrigération est connectée au réservoir  afin de dissiper cette chaleur et de refroidir le réservoir. Toutefois,  comme on le sait bien, des températures basses nuisent à l'efficacité  d'un appareil réfrigérant à éliminer de la chaleur. Par exemple,  dans l'environnement à basse température qui existe à l'intérieur  du réservoir cryogénique, une pénalité d'environ 10 à 25 watts est  induite.

   Autrement dit, 10 à 25 watts de puissance nominale électrique  vont être nécessaires pour éliminer 1 watt à 77 degrés Kelvin. 



   Le facteur de pénalité de dissipation thermique accroît la nécessité  de minimiser la totalité de l'afflux de chaleur dans le réservoir  cryogénique de manière à diminuer la quantité de chaleur qui doit  être dissipée par l'appareil réfrigérant. Par exemple, on a tenté  de réduire la perte de chaleur se produisant le long des connexions  électriques en plaçant ces connexions à l'intérieur du réservoir  de manière à minimiser les transitions chaud/froid. Même si la    quantité de chaleur générée est faible, il est couteux d'effectuer  une dissipation dans l'environnement à basse température du réservoir  cryogénique en raison du facteur de pénalité. 



   Des pertes dans le noyau produisent une quantité importante de chaleur  qui doit être dissipée. En raison du facteur de pénalité de dissipation  de chaleur, ces pertes dans le noyau vont décaler les gains d'efficacité  de performance provenant des bobines supraconductrices. Pour cette  raison, des cryostats destinés à des transformateurs supraconducteurs  ont été dotés d'un isolant thermique qui isole le noyau du réfrigérant  cryogénique. Par exemple, le brevet US N DEG  5 107 240, délivré  à Tashiro, décrit un transformateur supraconducteur dans lequel le  noyau est isolé du cryostat. Le cryostat comprend un boîtier extérieur  ayant une première et une seconde parois extérieures qui sont reliées  l'une à l'autre par une tige centrale de telle sorte que les parois  extérieures et la tige centrale forment le noyau du transformateur.

    La partie intérieure du cryostat est isolée du noyau par un revêtement  polymère en fibres renforcées à doubles parois dans lequel un espace  de dépression est défini entre les parois doubles. Le revêtement  polymère contient le réfrigérant cryogénique dans lequel sont immergées  les bobines supraconductrices. L'espace de dépression entre les parois  doubles du revêtement polymère isole le noyau du réfrigérant cryogénique.  De plus, le revêtement polymère évite la formation de courants de  Foucault dans les parois du réservoir cryogénique. 



     La paroi extérieure et la tige centrale du cryostat selon Tashiro  comprennent le noyau du transformateur. Outre le fait de transporter  le flux principal du transformateur, la paroi extérieure doit également  offrir une intégrité structurelle au cryostat, ce qui nécessite le  fait que la paroi extérieure soit plus épaisse. Cela donne une aire  plus importante pour la formation de courants de Foucault et cela  augmente la chaleur générée perdue. Afin d'isoler le noyau de manière  appropriée, l'espace de dépression entre les parois du revêtement  intérieur doit être agrandi. L'expansion de l'espace de dépression  diminue le volume du cryostat de telle sorte qu'une quantité inférieure  de réfrigérant cryogénique puisse être contenue à l'intérieur, ce  qui réduit la capacité du cryostat à conserver des températures cryogéniques.

                                                    



   L'isolant thermique selon Tashiro n'est pas porteur et est incapable  de supporter le différentiel de pression entre l'intérieur du cryostat  et l'espace de dépression. Ainsi, la paroi extérieure et le revêtement  intérieur doivent être tous deux dimensionnés pour supporter suffisamment  le différentiel de pression. Le revêtement intérieur selon Tashiro  est également limité en ce qu'il est construit à partir d'un matériau  polymère. Le revêtement intérieur forme l'interface froide du cryostat.  S'ils ne sont pas correctement choisis et conçus pour supporter ces  conditions, les polymères peuvent développer des micro-craquelures  qui peuvent conduire le réfrigérant cryogénique, ou des gaz chauffés,  à fuir dans l'espace de dépression et à détruire la propriété     d'isolation thermique de l'espace de dépression entre les surfaces  froide et chaude.

   De plus, les polymères sont perméables aux gaz  de telle sorte que, même si des micro-craquelures ne se créent pas,  l'intégrité de l'espace de dépression peut être compromise par une  diffusion de gaz. 



   Selon Tashiro, on fait en sorte que les connexions électriques aux  cOtés d'alimentation et de charge du transformateur soient externes  au cryostat. Les transformateurs sont généralement construits sous  forme d'unités triphasées, des connexions électriques existant entre  les phases pour la formation du couplage souhaité, et des connexions  internes existant entre des enroulements ainsi qu'un commutateur  à prises de réglage pour la régulation des tensions. Ces connexions  doivent de préférence être réalisées à l'intérieur du cryostat car  chaque transition entre des températures cryogénique et ambiante  augmente les pertes de chaleur parasite. De plus, des connexions  internes peuvent être rendues plus compactes dans le milieu cryogénique  dense électriquement isolé. 



   Actuellement, il n'existe aucun cryostat qui reçoive de manière interne  les enroulements et les connexions électriques pour un transformateur  triphasé tout en isolant thermiquement le noyau des enroulements.  Ainsi, la nécessité d'avoir ce cryostat existe.   Exposé de l'invention  



   Un cryostat pour un transformateur supraconducteur est prévu, lequel  comprend un isolant thermique porteur    non conducteur et est adapté  pour être utilisé avec un transformateur supraconducteur triphasé.  De plus, le cryostat évite la formation de courants parasites en  boucle fermée. Le cryostat contient les ensembles d'enroulements  et d'autres équipements électriques associés du transformateur. On  préfère que le cryostat reçoive un transformateur triphasé qui comprend  trois ensembles d'enroulements et un commutateur à prises de réglage  pour la régulation de la tension. Cela permet à toutes les connexions  électriques entre des phases et au commutateur à prises de réglage  d'être fabriqués sans transitions thermiques ni pertes de chaleur  parasites associées à des cryostat à réservoirs multiples. 



   Le cryostat comprend généralement un réservoir cryogénique ayant  une paroi extérieure, un revêtement non conducteur, et une couche  isolante d'isolant thermique porteur disposée entre ces derniers.  Le réservoir comprend un réfrigérant cryogénique liquide ou gazeux  dans lequel sont immergés les composants du cryostat. Une pluralité  de passages permettent le passage des branches du noyau de fer du  transformateur à travers le réservoir. Les surfaces des passages  entourent et forment un trajet en boucle fermée autour du noyau.  Afin d'éviter l'écoulement de courant électrique dans ces boucles  fermées, les parois intérieure et extérieure des passages sont construites  à partir d'un matériau non conducteur, ou à partir d'un matériau  conducteur présentant des inserts non conducteurs discrets interrompant  les boucles.

   L'espace compris entre les parois intérieure et extérieure  sert    également de couche isolante pour empêcher la dissipation  de la chaleur du noyau dans le réfrigérant cryogénique. 



   La paroi extérieure du réservoir est construite à partir d'un matériau  métallique, tel que de l'acier de construction, de l'acier inoxydable  ou de l'aluminium, qui fournit non seulement une protection contre  les défauts d'origine électrique internes graves, mais qui capture  également un flux magnétique parasite. Toutefois, un problème que  présente l'utilisation d'un matériau métallique est que le réservoir  forme des trajets de courant fermés. Le flux magnétique du noyau  va induire un courant dans ces boucles fermées. Afin d'éviter cela,  les boucles sont électriquement divisées dans le dessus et le fond  du cryostat, qui entourent les colonnes du noyau. En variante, le  dessus et le fond du cryostat sont construits à partir d'un matériau  électriquement isolé. 



   L'isolant thermique est disposé entre la paroi extérieure du réservoir  et le revêtement. De préférence, cette couche isolante comprend un  isolant porteur sous vide qui est maintenu sous dépression. La paroi  métallique extérieure du réservoir et l'isolant porteur supportent  le poids des composants du transformateur et du réfrigérant cryogénique.  La surface métallique extérieure du réservoir permet également de  maintenir des conditions de dépression car elle n'est pas perméable  aux gaz. Cela est particulièrement important étant donné que les  parois extérieures du réservoir se trouvent généralement à température  ambiante, ou au-dessus de celle-ci. 



     Contrairement à cela, des composites dans des conditions ambiantes  présentent des degrés de perméation aux gaz nettement supérieurs,  ce qui conduit à la dégradation de la dépression interne durant la  durée de vie souhaitée du transformateur s'élevant à 30 ans. 



   Les parois extérieures chaudes du cryostat sont recouvertes sur leur  partie intérieure d'un matériau d'isolation thermique porteur, par  exemple des panneaux en fibre de verre fabriqués à partir de fibres  de verre sèches précomprimées, qui sont par la suite recouvertes  d'un revêtement mince, non porteur et etanche sous dépression. Des  charges internes dues au poids et/ou à la pression du milieu cryogénique  sont transférées aux parois extérieures chaudes. Le revêtement est  étanche sous dépression et est de préférence construit à partir d'un  composite fibreux, fabriqué sur place, sans aucun moule supplémentaire  autre que les parois extérieures du boîtier métallique ni l'isolant  porteur. Un procédé de fabrication du revêtement interne s'effectue  par l'intermédiaire d'une infiltration de résine assistée par dépression.

    A des températures cryogéniques, la vitesse de perméation aux gaz  d'un composite est réduite de quelques degrés d'amplitude, ce qui  permet à la dépression dans l'isolant porteur d'avoir une durée de  vie longue. En variante, le revêtement intérieur peut être construit  à partir de métal ayant une résistance électrique suffisamment élevée,  par exemple de l'acier inoxydable de quelques millimètres d'épaisseur.  Le revêtement métallique comprend des fentes qui empêchent la formation  de boucles fermées. 



     La combinaison d'un boîtier métallique extérieur et d'un revêtement  composite non conducteur présente plusieurs avantages. Des pertes  de courant de Foucault associées à des surfaces métalliques froides  exposées au champ magnétique parasite à variation temporelle provenant  des enroulements sont supprimées. La combinaison du boîtier métallique  et du revêtement composite non conducteur permet de fabriquer le  revêtement directement dans le boîtier métallique, ce qui élimine  la nécessité d'un moule. De plus, des protections diélectriques peuvent  être intégrées au processus de stratification composite sous la forme  de fibres de verre ou de fibres de carbone en treillis métallique  ou métallisées.

   Enfin, l'isolant porteur, fabriqué à partir de fibres  de verre, des poudres conditionnées de manière dense ou des matériaux  similaires présentant une faible conductivité thermique ainsi qu'une  surface interne très grande vont agir en tant que pompe de cryo-adsorption,  ce qui améliore de manière significative la durée de vie d'isolation  sous dépression.  Description sommaire des dessins  



   Les caractéristiques et avantages de l'invention susmentionnés, ainsi  que d'autres, vont apparaître aux yeux de l'homme du métier à partir  de la description détaillée qui suit, dont:      la fig. 1 est  une vue en élévation latérale du cryostat de l'invention;     la  fig. 2 est une vue découpée du cryostat de l'invention;       la  fig. 3 est une vue prise le long de la ligne 3-3 de la fig. 1;     la fig. 4 est une vue agrandie de la zone encerclée de la fig.  2;     la fig. 5 est une vue en élévation latérale représentant  un transformateur logé à l'intérieur du cryostat de l'invention;     la fig. 6 est une vue de dessous du cryostat de l'invention;  et     la fig. 7 est une vue de dessous du cryostat de l'invention.   Manière de réaliser l'invention  



   Un cryostat selon l'invention va être décrit en se référant aux fig.  1 à 7. Le cryostat 10 reçoit les ensembles d'enroulements 30 et d'autres  équipements électriques associés d'un transformateur supraconducteur  et les maintient dans des conditions cryogéniques. On préfère que  le cryostat de l'invention reçoive la totalité des trois phases du  transformateur qui comprend les trois enroulements et un commutateur  à prises de réglage 28 pour la régulation de la tension. Cela permet  à toutes les connexions électriques entre des phases et le commutateur  à prises de réglage d'être fabriquées sans transition thermique ni  perte de chaleur associée aux cryostats à réservoirs multiples. 



   Comme le montrent les fig. 1 à 4, le cryostat 10 comprend un réservoir  12 ayant une paroi extérieure 18, un revêtement non conducteur 22  et une couche isolante porteuse 20 disposée entre la paroi 18 et  le revêtement 22. La paroi extérieure 18 du réservoir 12    est construite  à partir d'un matériau métallique, tel que de l'acier de construction,  de l'acier inoxydable ou de l'aluminium, qui offre une protection  contre des défauts d'origine électrique graves et/ou des captures  et des déviations de flux magnétique parasite généré par le noyau  du transformateur supraconducteur. De plus, un matériau métallique  est non perméable aux gaz à des températures ambiantes, ce qui permet  de maintenir une dépression comme cela va être décrit plus en détail  ci-dessous.

   Le revêtement 22 comprend de préférence un revêtement  polymère mince et/ou composite fibreux. Des protections diélectriques  sous la forme de fibres de carbone en treillis métallique ou de fibres  de verre métallisées peuvent être intégrées dans le revêtement composite.  La couche isolante 20 comprend un matériau d'isolation thermique  porteur qui présente une résistance à la compression suffisante pour  transmettre la pression interne agissant sur le revêtement 22 à la  paroi extérieure 18, et qui présente une conductivité thermique aussi  faible que 2 mW/m/K. 



   Le revêtement composite non conducteur 22 empêche la formation de  courants de Foucault dans les parois internes du réservoir 12. La  combinaison du boîtier métallique extérieur 18 et du revêtement composite  non conducteur 22 fournit plusieurs avantages. Des pertes de courant  de Foucault, associées au champ magnétique parasite à variation temporelle  provenant des enroulements et agissant sur des surfaces métalliques  en contact avec le réfrigérant, sont supprimées. Des pertes de courant  de Foucault dans les surfaces métalliques extérieures en contact  avec l'air ambiant    vont être constatées, mais ont une conséquence  moindre étant donné qu'elles sont dissipées à des températures ambiantes.

    De plus, les éléments de dilatation flexibles peuvent être formés  d'un seul tenant avec le revêtement pour compenser la dilatation  thermique du revêtement. 



   Le revêtement intérieur 22 est disposé à l'intérieur du réservoir  12 de telle sorte qu'un espace existe entre la paroi extérieure 18  et le revêtement 22. Une couche d'isolation 20 est disposée dans  l'espace entre la paroi extérieure 18 et le revêtement 22. Afin de  réduire la conductivité thermique de la couche 20, on préfère que  la couche isolante 20 soit maintenue dans des conditions de dépression.  Toutefois, le fait de maintenir la couche isolante 20 dans des conditions  de dépression crée un différentiel de pression entre l'intérieur  du réservoir 12 et l'espace entre la paroi extérieure 18 et le revêtement  22. Ce différentiel de pression exerce des forces sur le revêtement  22 qui ont tendance à le pousser vers l'extérieur en direction de  la paroi 18.

   La présente invention utilise un isolant porteur qui  est en mesure de supporter le différentiel de pression entre la dépression  et l'intérieur du réservoir. Par exemple, la couche 20 peut comprendre  des panneaux en fibre de verre sous vide empilés qui présentent une  résistance structurelle suffisante et une conductivité thermique  aussi faible que 2 mW/m/K. 



   La couche isolante thermique 20 peut être maintenue à une dépression  dans la plage de 0,001 bar à 0,00001 bar. A des températures ambiantes,  des    polymères et des composites polymères ont un degré de perméation  aux gaz de plusieurs ordres de grandeur supérieurs à ceux de métaux,  qui sont pratiquement non perméables aux gaz. Le gaz qui se diffuse  dans la couche 20 doit être extrait ou pompé afin d'éviter que la  conductivité thermique n'augmente. Par exemple, la conductivité thermique  de la couche 20 peut augmenter d'au moins un ordre de grandeur en  quelques heures si les gaz diffusés ne sont pas supprimés. Si l'on  suppose une durée de vie typique pour les transformateurs, qui est  d'environ 30 ans, le pompage est très peu souhaitable en raison des  couts qui lui sont associés.

   Afin d'éviter la nécessité de recourir  à une pompe, environ un tiers du matériau poreux d'isolation thermique  de la couche 20 est en contact avec le revêtement 22. Le revêtement  22 est maintenu à des températures cryogéniques. Ainsi, une partie  de la couche 20 est suffisamment froide pour agir comme pompe d'adsorption  cryogénique. Tout gaz qui peut encore s'échapper dans la couche 20  va être adsorbé de cette manière au niveau des surfaces internes  très grandes du matériau poreux d'isolation. 



   Contrairement aux parties externes du réservoir 12, qui se trouvent  à des températures ambiantes, un matériau composite peut être utilisé  pour le revêtement intérieur 22. Le revêtement 22 est maintenu à  ou près de températures cryogéniques auxquelles le degré de perméation  aux gaz d'un composite est réduit de plusieurs ordres de grandeur.  Ainsi, l'utilisation d'un composite est réduit de plusieurs matériau  composite pour le revêtement intérieur ne va pas nuire à l'intégrité  du vide dans la couche isolante    porteuse 22. De plus, le revêtement  composite peut être formé d'un seul tenant avec une feuille métallique  non perméable aux gaz. 



   Comme le montre la fig. 5, le noyau métallique 32 d'un transformateur  supraconducteur triphasé s'étend à travers le cryostat 10. Le réservoir  12 contient un réfrigérant cryogénique liquide ou gazeux 34 dans  lequel est immergé un commutateur à prises de réglage 28. De plus,  tous les fils électriques 29 entre les enroulements et allant des  enroulements au commutateur à prises de réglage 28 sont logés à l'intérieur  du réservoir 12. Monté au-dessus du réservoir 12 se trouve un couvercle  14 qui peut être retiré dès qu'on le souhaite pour effectuer un entretien  sur le cryostat 10. Le couvercle 14 est de préférence construit à  partir d'un matériau d'isolation non conducteur et porteur. 



   Comme le montrent le mieux les fig. 2 et 3, des passages 24 s'étendent  à travers le cryostat 10 et reçoivent les branches 36 à travers le  réservoir 12. Deux de ces passages 24 au moins s'étendent à travers  le cryostat 10. Les trois passages représentés sur les fig. 2 et  3 représentent les exigences dans le cas d'un transformateur triphasé.  Les passages 24 sont définis par des ouvertures dans le couvercle  14 et le fond 15 et des tubes intérieurs 26 qui sont à des températures  ambiantes. Comme le montrent les fig. 2 et 3, les tubes 26 sont cylindriques,  mais les tubes 26 peuvent toutefois être d'une forme quelconque tant  qu'ils se connectent et s'étendent entre les ouvertures prévues dans  le couvercle 14 et le fond 15. Disposés    autour des tubes intérieurs  26 se trouvent des tubes extérieurs 23, qui font partie du revêtement  intérieur 22.

   L'espace entre les tubes 23 et 26 est rempli d'isolant  thermique sous vide 38. La dissipation de la chaleur du noyau dans  le réfrigérant cryogénique 34 est ainsi empêchée de manière efficace.  Des enroulements supraconducteurs 30 sont disposés autour des tubes  23 de manière à comprendre les colonnes du noyau 36, moyennant quoi  un courant est induit à l'intérieur des enroulements 30. 



   Dans un mode de réalisation de l'invention, l'isolant thermique 38  autour des colonnes de noyau 36 est le même que le revêtement 20.  Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'isolant thermique  sous vide 38 autour des colonnes 36 est un isolant à couches multiples  fabriqué à partir de nombreuses feuilles de polymère aluminisé qui  renvoient de la chaleur. Cet isolant est plus compact, ce qui permet  aux enroulements 30 d'avoir un diamètre plus petit. 



   En raison de l'absence de perméabilité aux gaz du métal, on souhaite  utiliser un matériau métallique pour la paroi extérieure 18 du cryostat  10. Cependant, un problême que pose l'utilisation d'un matériau métallique  est qu'un flux magnétique parasite provenant du noyau 32 va induire  des courants de court-circuit dans la paroi 18 le long de l'ensemble  des boucles électriques qui se ferment autour des colonnes 36, ce  qui peut détruire le transformateur. Par exemple, comme le montre  la fig. 6, la surface inférieure 15 du réservoir 12 forme des trajets  fermés 41 autour des passages 24. Le flux magnétique circulant à  travers les    branches 36 va induire un courant parasite dans ces  trajets 41. Comme le montre la fig. 7, des bandes non conductrices  16 sont insérées dans des fentes entre les passages 24 pour diviser  électriquement les boucles 41.

   Comme le montre la fig. 1, les bandes  16 peuvent également être placées dans le réservoir 12 pour interrompre  les boucles fermées dans les parois latérales 18. En variante à l'utilisation  des bandes 16, le fond 15 du réservoir 12 peut être construit à partir  d'un matériau électriquement non conducteur. 



   La conception de la présente invention permet de fabriquer le cryostat  10 à moindre cout. En particulier, le boîtier métallique agit en  tant que moule, ce qui permet de fabriquer le revêtement intérieur  22 directement dans le boîtier métallique, et de supprimer ainsi  la réalisation d'un processus de moulage séparé. Tout d'abord, le  boîtier métallique est formé en soudant ou en alésant une pièce unique  de matériau métallique, ce qui peut être accompli par n'importe quel  procédé traditionnel. Un fond en fibre de verre, ayant des ouvertures  prévues pour les tubes 23, est ensuite formé à l'intérieur du boîtier  métallique. La couche isolante porteuse 20 est ensuite placée au-dessus  des surfaces intérieures du réservoir métallique, y compris le fond  en fibre de verre.

   Par exemple, la couche isolante porteuse 20 comprend  des panneaux en fibre de verre poreux qui sont placés sur les surfaces  intérieures du boîtier. Ensuite, des feuilles de polymère en résine  minces sont posées sur la couche 20 pour éviter que les matériaux  fibreux provenant du revêtement 22, quels qu'ils soient, ne    pénètrent  dans la couche 20. Le revêtement 22 est ensuite formé en déposant  du bois de balsa et des fibres de verre sèches sur les panneaux en  fibre recouverts de la feuille 20, puis grâce à une infiltration  de résine assistée par dépression. 



   Bien que la présente invention ait été décrite ci-dessus par rapport  aux modes de réalisation particuliers, il apparaîtra à l'homme du  métier que de nombreuses modifications et variantes peuvent être  apportées à ces conceptions sans s'écarter de l'esprit et des attributs  essentiels de la présente invention. 



   En conséquence, il faut faire référence aux revendications jointes,  plutOt qu'à la description qui précède, qui indiquent la portée de  l'invention. Les descriptions fournies sont uniquement données à  des fins d'illustrations et ne sont pas destinés à limiter l'invention.

Claims (20)

1. Cryostat (10) pour transformateur supraconducteur, ledit transformateur ayant un noyau (32) muni d'une pluralité de branches (36) et un ensemble de bobines supraconductrices (30) disposé autour de chaque branche, chacun desdits ensembles de bobine transformant le courant à une phase distincte, le cryostat comprenant: une coque extérieure (18) non perméable au gaz et un revêtement interne (22) disposé à l'intérieur de la coque extérieure, où le revêtement et la coque définissent un réservoir (12) pour contenir un réfrigérant cryogénique (34) et pour contenir les ensembles de bobine (30); une couche isolante (20) de cadre porteur, disposée entre la coque extérieure (18) et le revêtement (22);

et une première pluralité de tubes (23) s'étendant à travers du réservoir, autour de chacun desdits tubes étant enroulés des ensembles de bobines (30), où les branches (36) du noyau (32) passent à travers les tubes de telle sorte que les ensembles de bobines (30) contiennent les branches.

2. Cryostat selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque extérieure (18) comprend un cadre métallique porteur.

3. Cryostat selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement interne (22) est construit à partir d'un matériau composite fibreux.

4. Cryostat selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une feuille métallique est formée d'un seul tenant avec le revêtement (22) de façon à réduire la vitesse de perméation de gaz du revêtement interne.

5.

Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement (22) comprend une protection diélectrique formée d'un seul tenant avec celui-ci.

6. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche isolante (20) est construite à partir d'un matériau d'isolation électriquement non conducteur et porteur.

7. Cryostat selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche isolante est choisie dans un groupe constitué par des panneaux en fibre de verre, de la poudre et des microsphères.

8. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une dépression est maintenue entre la coque extérieure (18) et le revêtement interne (22).

9.

Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coque extérieure (18) comprend des bandes d'isolation électrique (16) pour empêcher la formation de courants de Foucault causés par le flux magnétique parasite en provenance du noyau.

10. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde pluralité de tubes (26) montés à l'intérieur de la première pluralité de tubes (23) de façon à définir un espace entre eux, dans lequel lesdites branches (36) passent à travers lesdits seconds tubes (26).

11. Cryostat selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un isolant thermique (38) est disposé à l'intérieur de l'espace entre la première pluralité de -tubes (23) et la seconde pluralité de tubes (26).

12.

Cryostat selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'isolant thermique (38) disposé entre les tubes comprend un panneau en fibre de verre sous vide, de la poudre sous vide ou des microsphères sous vide.

13. Cryostat selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'isolant thermique (38) disposé entre les tubes comprend un isolant multicouche construit à partir de feuilles de polymère aluminisé.

14. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement interne (22) comprend des éléments de dilatation thermique flexibles formés d'un seul tenant à l'intérieur du matériau composite.

15. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coque extérieure (18) est métallique.

16.

Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche isolante (20) est poreuse.

17. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche isolante (20) est en contact thermique avec ledit revêtement (22).

18. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement interne est électriquement non conducteur.

19. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (12) comprend une pluralité de composants électriques.

20. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (12) comprend une pluralité de connexions électriques internes du transformateur.