EP0923785B1 - High voltage/low voltage transformer with thermoplastic air-core insulation - Google Patents
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- EP0923785B1 EP0923785B1 EP96930212A EP96930212A EP0923785B1 EP 0923785 B1 EP0923785 B1 EP 0923785B1 EP 96930212 A EP96930212 A EP 96930212A EP 96930212 A EP96930212 A EP 96930212A EP 0923785 B1 EP0923785 B1 EP 0923785B1
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
- H01F27/327—Encapsulating or impregnating
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- H01F2027/328—Dry-type transformer with encapsulated foil winding, e.g. windings coaxially arranged on core legs with spacers for cooling and with three phases
Definitions
- the present invention relates to transformers and relates more particularly to transformers dry.
- Transformers used in distribution of energy to the public have a rated power included between 5 kVA and 2500 kVA.
- Immersed type transformers insulated in a dielectric liquid (mainly oil) represent the vast majority of usage and the current offer.
- mineral oil is a inexpensive material, good insulator and good coolant for winding cooling.
- the oil mineral has the disadvantage of being a good fuel, which is harmful in the event of an internal arc in the transformer.
- Solid insulation devices or devices dry have grown strongly after the ban use of polychlorobenzene. They are mostly used in establishments open to the public (buildings, workshops), to reduce the risk of fire. Their distribution use remains marginal because significant additional cost compared to oil appliances mineral.
- the invention aims to remedy the drawbacks aforementioned dry transformers by creating a transformer of this type which while being of a bulk and a reduced cost price compared to transformers dry products have similar performances or even improved.
- a transformer with dry insulation comprising at least one high winding voltage and at least one low voltage winding fitted on at least one column of a magnetic circuit, characterized in that its high voltage winding is contained in a thermoplastic resin insulation coating coated with a surface layer of thermoplastic resin electrically conductive for fixing the potential, compatible with the insulating coating and its winding low voltage is coated in an electrically conductive resin.
- Figs. 1A to 1E the various mounting phases of a three-phase transformer dry insulation according to the invention.
- FIG. 1A shows a winding low voltage 1 placed on a column 2 of the magnetic circuit a three-phase transformer shown more fully in Figures 1D and 1E.
- FIG. 1A To carry out the arrangement of FIG. 1A, we begins by assembling according to a usual process the laminated column 2 of the magnetic circuit of the transformer by stacking pre-cut steel sheets at conventional silicon. On the central part of the column 2, i.e. outside the end portions 2A and 2B beveled, for the subsequent meeting of column 2 with circuit closing yokes magnetic, a sleeve 3 of polymer resin is molded.
- This operation is carried out by injection, or by hot strip compression, if the polymer used is thermoplastic.
- the material used can also be a thermosetting resin. It is important that the material be conductive of heat and this as much as possible. AT for this purpose, it may contain in adequate proportion a carbon load, for example, which has the advantage additional to make it also weakly conductive electricity, according to a variant preferred of the invention which will be explained later.
- This conductor 5 can be in the form of wide strips or flat in aluminum or copper. he is conventionally wrapped in oiled insulating paper.
- connection bars 6 Each of its ends extends outside by conventional connection bars 6.
- the low voltage winding thus produced is then encapsulated in a layer 7 of polymer resin dielectric a few millimeters thick, by example of 3mm.
- This resin envelope 7 is produced by hot pressing of superimposed sheets of material thermoplastic, also thermally conductive in order to promote heat exchange with the surrounding air.
- This resin is also slightly conductive electricity, which improves the overall safety of the device to be produced, by earth potential at point 7A shown in figure 1A.
- the sleeve 3 although being an intermediate entity which will disappear as such in the realization completed shown in Figure 1A, nevertheless fulfills several essential roles.
- the sleeve 3 fulfills a major role heat exchanger which promotes the cooling of column 2 or winding 5 by conduction of the heat through the thermally conductive material of which said sleeve is made up.
- projections 8 in the form of longitudinal ribs forming spacers for the coil high voltage shown in Figure 1B and which will be placed around the low voltage stage of FIG. 1A.
- These ribs are also used to define channels 9 for circulation of a coolant by convection such as air between the low voltage stage and the high voltage stage as can be seen for example at Figure 1C.
- the outer surface of the dielectric polymer resin coating 7 comprises four ribs 8 distributed at 90 ° one with respect to the other along the periphery of the coating envelope 7.
- the envelope of coating or encapsulation resin 7 present preferably some ability to conduct electricity, especially when formed from a resin polymer charged with electrically conductive particles or a naturally conductive polymer resin electricity.
- all of the resin parts polymer including sleeve 3 and protective cover 7 can safely be slightly conductive, since the electrical voltage of the conductor 5 at the level of the low voltage stage of a transformer does not exceed usually not 400 to 500 volts.
- the compression rings 4 are in fact end plates intended to laterally contain the metallic conductor wound 5 in multi-layer turns and are shaped to take into account the helical winding of this last. It is necessary that the end turns of each layer of the preformed conductor winding 5 continuously wear against these flanges over all their length. This implies a re-entrant ramp shape or outgoing from the bearing face of each ring 4 according to the orientation of the coil winding propeller.
- Such rings have an advantage here major, i.e. forming a mass of stuffing at the ends sleeve 3 which allows compression molding sheets of thermoplastic resin 7 satisfactorily. Otherwise, the volume to be filled with the molded resin would require an injection operation which is not not generally intended for massive parts and which is much less economical than compression.
- the low voltage stage shown in Figure 1A is of course produced in as many copies as the transformer to be built has phases.
- Figures 1B to 1E schematically show the stages of construction of a three-phase dry transformer.
- the metallic conductor 11 (Fig.1D) is usually made of copper or aluminum and the insulating sheath is generally an enameling or a covering in an insulator generally made of paper, to insulate between they contiguous turns.
- the winding thus obtained is coated with injection or compression into a resin layer electrically insulating thermoplastic 12 (Fig. 2).
- the coating 12 has on its lateral surface holes 14 for the passage of connection terminals 15 of the winding.
- the holes 14 for the passage of the terminals of high voltage winding connection are provided in a side strip 16 of insulating thermoplastic resin electricity, compatible with thermoplastic resin of the insulation coating 12 and in excess thickness by compared to this one.
- the side strip 16 is made by molding in one piece with the coating 12. It can also be produced by compression at hot on coating 12.
- This resin forming a surface layer 18 (Fig. 2) is loaded with carbon particles for the conduct electricity and it is the same nature that the insulating polymer forming the coating 12.
- the interfaces with the insulators can be free from vacuoles.
- the high voltage coil is then finished.
- the thicknesses of insulation on the winding are sufficient to hold the maximum dielectric stresses that can be applied between the winding and the electrically conductive layer 18 connected to earth, or between the internal connections of the winding and the electrically conductive layer 18 connected to the earth, between the terminals 15 of the winding and the layer electrically conductive 18 connected to earth.
- the orifices 14 formed around the conductors of outlet 15 are intended to allow the connection of the high voltage coil to the network, or to connect the coil high voltage to other high voltage coils of so as to make an electrical coupling as it will be described with reference to FIG. 1E, and to be connected to the high voltage coil, adjustable connectors such as the set of conductors 20 appearing in FIG. 1B in a hole 22 of square shape made in the strip side 16 between the holes 14 for passage of the conductors of the high voltage winding.
- the high voltage winding 10 is then placed on the low voltage winding 1 as shown in Figure 1C.
- the low voltage winding 1 mounted on its column 2 is introduced into the upper winding tension 10.
- the ribs 8 present on the periphery of the conductive coating 7 of the low-voltage winding allow to center the high voltage stage on the axis of the magnetic column 2 of the low voltage winding and provide an ambient air cooling channel 9 between the low voltage 1 and high voltage 10 windings, the ribs 8 thus forming spacers between the two windings.
- Such stages are used to achieve a three-phase transformer such as that shown in Figures 1D and 1E.
- Cylinder heads 24 and 26 are also produced made of laminated magnetic sheet.
- the cylinder heads 24 and 26 being put in place so as to cooperate with vertical columns 2 bearing each a low voltage winding 1 and a winding high voltage 10, form a closed magnetic circuit comprising a central column and two lateral columns.
- the lateral columns 2 have beveled ends 2A, 2B, while that the central column has 2C, 2D ends in symmetrical tips.
- Cylinder heads 24 and 26 are shaped complementary to the ends of columns 2 with which they are assembled.
- each of cylinder heads 24 and 26 have a coating 28, 30 of resin thermoplastic.
- the coatings 28 and 30 which are represented in Figure 1E and which also appear in Figures 2,5 and 6 have the main function of ensuring the mechanical holding together of the sheets forming the cylinder heads 24 and 26 and the assembly of these cylinder heads with the corresponding ends of columns 2.
- Resin forming the coatings 28 and 30 preferably has the same chemical base than that used for coating columns 2 so as to obtain a good weld between the two materials.
- the second function of cylinder head coating is to protect them against external aggressions.
- the coating of cylinder heads 24 and 26 also has the following additional functions.
- the coating 28 of the upper cylinder head has zones 32 in excess thickness for the fixing of low voltage connection conductors 6 and for the output of the low voltage connection terminals the transformer.
- the coating 28 of the upper cylinder head 24 forms also base for the low voltage terminals of the transformer.
- This coating finally ensures an increase in the cylinder head heat exchange area beneficial for cooling if the resin used is thermally conductive.
- the whole including the magnetic circuit including the cylinder heads upper and lower 24 and 26 are coated with a coating and whose columns 2 each carry a winding low voltage 1 and a high voltage winding 10, is then mounted on a frame 34.
- the main function of frame 34 is the positioning of the transformer relative to the ground.
- the axis of the transformer windings is preferably close to vertical to improve transformer cooling by convection natural ambient air.
- the frame 34 can also be used to reinforce the timing of the windings. This setting is necessary for to oppose the electro-dynamic forces which are exerted on windings, in particular during short circuits, network.
- FIG. 7 there is shown a bar of rectilinear coupling such as the bar 35 of FIG. 1E.
- This high voltage coupling bar has a core conductive 37 coated with a thermoplastic resin insulation 38, coated with an electrically conductive thermoplastic resin 39.
- an electrically conductive thermoplastic resin prelayer 40 intended to avoid partial discharges risking to appear between the metal of the core 37 and the insulation of the coating 38 if the metal-insulator interface is not perfect or if there is a risk of deterioration of it due to thermal or mechanical constraints.
- the busbar 36 shown in Figure 8 is a bar comprising elbows 42 intended for it pass over straight bars 35 as clearly shown in Figure 1E.
- the constitution of the coupling bar 36 is otherwise the same as that of the coupling bars 35.
- Each coupling bar each has its ends, a connecting member 43.44 of the core 37 of the bar with a connection terminal of a winding high tension.
- the connecting member 43.44 is surrounded by a 45,46 head in molded thermoplastic resin in one piece with the insulating coating 38 and having dimensions adapted to the orifices 14 for passage terminals 15 for connecting a high-voltage winding formed in the coating 12 of said winding.
- Each of heads 45,46 further includes a coating 47,48 in electrically conductive thermoplastic resin molded from single piece with electrically conductive coating 39 of the whole bar.
- the accessible area of coupling rods 35.36 present a potential referenced to mass provided that the mounting ensures electrical continuity between the electrically conductive layers 39, 47, 48 of the bars and the electrically conductive layers 18 of the high windings tension 10.
- each bar has one of its ends, a connecting member 50 with the outside consisting of a junction plug and at both ends a connection member 52 with a terminal of a winding high voltage, this member comprising a spring socket.
- the coating 28.30 of each of the transformer upper and lower heads 24.26 three-phase according to the invention has on its faces facing the winding assemblies constituting the transformer, pads 54 for positioning the windings compared to cylinder heads.
- the coating 28.30 of the cylinder heads 24 and 26 covers a few millimeters long, the sleeve 3 molding the magnetic columns 2.
- the orifices 22 formed in the side bands 16 of the coatings of the high voltage windings 10 carried by each column of the transformer are intended for the output high voltage winding adjustment terminals 20 correspondents.
- These orifices are advantageously closed off each by an insulating plug 64 coated with a layer 65 of electrically conductive material for fixing potential in contact with the electrically conductive coating layer 18 corresponding high-voltage winding to ensure continuity of the electrically conductive fixing layer of potential.
- the invention is applied to a three-phase transformer, it is of course possible to apply it to the realization a single-phase transformer comprising at least one set of low-voltage windings, high-voltage carried by a column of a closed magnetic circuit.
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Description
La présente invention est relative aux transformateurs et se rapporte plus particulièrement aux transformateurs secs.The present invention relates to transformers and relates more particularly to transformers dry.
Les transformateurs utilisés en distribution d'énergie au public ont une puissance assignée comprise entre 5 kVA et 2500 kVA.Transformers used in distribution of energy to the public have a rated power included between 5 kVA and 2500 kVA.
Ils servent à abaisser le niveau de tension du réseau d'un niveau "moyenne tension" compris entre 5 et 36 kV à un niveau basse tension inférieur à 500 V pour la fourniture en énergie électrique des clients domestiques.They are used to lower the voltage level of the network of "medium voltage" level between 5 and 36 kV at a low voltage level below 500 V for the supply of electrical energy to domestic customers.
Les transformateurs de type immergé, à isolation dans un liquide diélectrique (huile principalement) représentent la grosse majorité de l'utilisation et de l'offre actuelle. En effet, l'huile minérale est un matériau peu cher, bon isolant et bon caloporteur pour le refroidissement des enroulements. Cependant, l'huile minérale a comme inconvénient d'être un bon combustible, ce qui est dommageable en cas d'arc interne dans le transformateur.Immersed type transformers, insulated in a dielectric liquid (mainly oil) represent the vast majority of usage and the current offer. Indeed, mineral oil is a inexpensive material, good insulator and good coolant for winding cooling. However, the oil mineral has the disadvantage of being a good fuel, which is harmful in the event of an internal arc in the transformer.
Pour pallier le risque de feu inhérent à l'huile minérale, des liquides diélectriques à haut point de feu ont été développés. Le polychlorobenzène a été le plus utilisé, mais il a été ensuite interdit d'emploi à cause de sa non biodégrabilité et de la nocivité de certains produits de décomposition au feu. Les esters ou les huiles aux silicones seraient les meilleurs prétendants au remplacement du polychlorobenzène dans les transformateurs. Cependant, ces produits ne font pas encore l'unamité, et leur utilisation est très marginale. Leur avenir commercial est certainement compromis par la sévérité croissante des lois réglementant l'emploi des diélectriques liquides à cause des risques de pollution froide.To mitigate the risk of fire inherent in oil mineral, high fire point dielectric liquids have been developed. Polychlorobenzene was the most used, but was later banned because of its non-biodegradability and the harmfulness of some fire decomposition products. Esters or oils silicone would be the best contenders for replacement of polychlorobenzene in transformers. However, these products are not yet popular, and their use is very marginal. Their future commercial is certainly compromised by severity growing laws regulating the use of dielectrics liquids due to the risk of cold pollution.
Les appareils à isolation solide ou appareils secs se sont développés fortement après l'interdiction d'emploi du polychlorobenzène. Ils sont surtout utilisés dans les établissements recevant du public (immeubles, ateliers), pour réduire les risques d'incendie. Leur utilisation dans la distribution reste marginale à cause du surcoût important par rapport aux appareils à l'huile minérale.Solid insulation devices or devices dry have grown strongly after the ban use of polychlorobenzene. They are mostly used in establishments open to the public (buildings, workshops), to reduce the risk of fire. Their distribution use remains marginal because significant additional cost compared to oil appliances mineral.
Les transformateurs secs actuels comportent d'importantes lames d'air assurant une fonction d'isolation entre enroulements et entre enroulements et masse, ce qui accroít leur encombrement, leur masse et donc leur coût. Pour pallier ce problème, certains constructeurs utilisent une métallisation superficielle des enroulements, qui leur permet de réduire l'encombrement. Cette technique a l'inconvénient d'être chère et délicate de mise en oeuvre.Current dry transformers include large air gaps providing an insulation function between windings and between windings and ground, this which increases their bulk, their mass and therefore their cost. To overcome this problem, some manufacturers use a surface metallization of the windings, which allows them to reduce clutter. This technique has the disadvantage of being expensive and delicate to Implementation.
Il existe aujourd'hui deux grandes familles de transformateurs secs : les enrobés et les imprégnés. Les modes de fabrication de ces appareils sont certes différents, mais les matériaux d'isolation utilisés ont en commun d'être thermodurcissables et de nécessiter une polymérisation à chaud, ce qui induit un coût de fabrication élevé.Today there are two large families of dry transformers: asphalt and impregnated. The manufacturing methods of these devices are certainly different, but the insulation materials used have common to be thermosetting and to require a hot polymerization, which induces a manufacturing cost Student.
L'invention vise à remédier aux inconvénients précités des transformateurs secs en créant un transformateur de ce type qui tout en étant d'un encombrement et d'un prix de revient réduit par rapport aux transformateurs secs connus présente des performances analogues voire améliorées.The invention aims to remedy the drawbacks aforementioned dry transformers by creating a transformer of this type which while being of a bulk and a reduced cost price compared to transformers dry products have similar performances or even improved.
Elle a donc pour objet un transformateur à isolation sèche comprenant au moins un enroulement haute tension et au moins un enroulement basse tension montés sur au moins une colonne d'un circuit magnétique, caractérisé en ce que son enroulement haute tension est contenu dans un enrobage d'isolation en résine thermoplastique revêtu d'une couche superficielle en une résine thermoplastique électroconductrice de fixation du potentiel, compatible avec l'enrobage isolant et son enroulement basse tension est enrobé dans une résine électroconductrice.It therefore relates to a transformer with dry insulation comprising at least one high winding voltage and at least one low voltage winding fitted on at least one column of a magnetic circuit, characterized in that its high voltage winding is contained in a thermoplastic resin insulation coating coated with a surface layer of thermoplastic resin electrically conductive for fixing the potential, compatible with the insulating coating and its winding low voltage is coated in an electrically conductive resin.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention:
- l'enrobage de l'enroulement haute tension comporte dans sa surface latérale des orifices pour le passage des bornes de connexion de l'enroulement;
- lesdits orifices pour le passage des bornes de connexion de l'enroulement haute tension sont ménagés dans une bande latérale de résine thermoplastique isolante de l'électricité compatible avec la résine thermoplastique de l'enrobage d'isolation et en surépaisseur par rapport à celle-ci;
- le transformateur comprenant des barres de couplage haute tension, chaque barre de couplage comporte une âme conductrice enrobée d'une résine thermoplastique isolante, revêtue d'une résine thermoplastique électro-conductrice;
- entre l'âme conductrice de la barre de couplage et l'enrobage isolant de celle-ci est insérée une précouche de résine thermoplastique électroconductrice destinée à éviter les décharges partielles risquant d'apparaítre entre le métal de l'âme et l'isolant de l'enrobage si l'interface métal-isolant n'est pas parfait ou s'il y a un risque de détérioration de celui-ci en raison de contraintes thermiques ou mécaniques;
- chaque barre de couplage comporte à chacune de ses extrémités un organe de raccordement de l'âme de la barre avec une borne de connexion d'un enroulement haute tension, l'un des organes de raccordement formant borne de raccordement avec l'extérieur, lesdits organes de raccordement étant chacun entourés d'une tête en résine thermoplastique moulée d'une seule pièce avec le revêtement isolant de la barre et ayant des dimensions adaptées aux orifices pour le passage des bornes de connexion de l'enroulement haute tension ménagés dans l'enrobage isolant dudit enroulement, la tête comportant en outre un revêtement en résine thermoplastique électroconductrice moulé d'une seule pièce avec le revêtement électroconducteur de l'ensemble de la barre;
- ledit au moins un enroulement basse tension est bobiné directement sur un manchon en résine électro-conductrice enrobant la colonne correspondante du circuit magnétique;
- le circuit magnétique comporte en outre des culasses réunissant les colonnes du circuit magnétique, lesdites culasses étant également revêtues d'un enrobage de résine;
- l'enrobage en résine de l'une au moins des culasses du circuit magnétique comporte des zones en surépaisseur pour la fixation des conducteurs de connexion des enroulements basse tension et pour la sortie des bornes de connexion basse tension du transformateur;
- entre les bobinages haute tension et basse tension, sont ménagés des canaux de circulation d'un fluide de refroidissement définis par des saillies venues de matière avec l'un au moins des enrobages desdits enroulements;
- des orifices supplémentaires pour la sortie de bornes de réglage sont ménagés dans la bande latérale de l'enrobage de l'enroulement haute tension, ces orifices étant obturés chacun par un bouchon isolant revêtu d'une couche de matière électroconductrice de fixation du potentiel en contact avec la couche électroconductrice de revêtement du bobinage haute tension pour assurer la continuité de la couche électroconductrice de fixation du potentiel.
- the coating of the high-voltage winding has in its lateral surface orifices for the passage of the connection terminals of the winding;
- said orifices for the passage of the connection terminals of the high-voltage winding are formed in a lateral strip of electrically insulating thermoplastic resin compatible with the thermoplastic resin of the insulation coating and in excess thickness with respect thereto ;
- the transformer comprising high voltage coupling bars, each coupling bar comprises a conductive core coated with an insulating thermoplastic resin, coated with an electrically conductive thermoplastic resin;
- between the conductive core of the coupling bar and the insulating coating thereof is inserted a precoat of electroconductive thermoplastic resin intended to avoid partial discharges which risk appearing between the metal of the core and the insulator of the '' coating if the metal-insulator interface is not perfect or if there is a risk of deterioration thereof due to thermal or mechanical stresses;
- each coupling bar comprises at each of its ends a member for connecting the core of the bar with a connection terminal for a high-voltage winding, one of the connection members forming a connection terminal with the outside, the said connection members each being surrounded by a head of thermoplastic resin molded in one piece with the insulating coating of the bar and having dimensions adapted to the orifices for the passage of the connection terminals of the high-voltage winding formed in the an insulating coating of said winding, the head further comprising a coating of electroconductive thermoplastic resin molded in one piece with the electroconductive coating of the entire bar;
- said at least one low-voltage winding is wound directly on a sleeve of electroconductive resin coating the corresponding column of the magnetic circuit;
- the magnetic circuit further comprises yokes joining the columns of the magnetic circuit, said yokes also being coated with a resin coating;
- the resin coating of at least one of the yokes of the magnetic circuit includes areas with extra thickness for fixing the connection conductors of the low voltage windings and for the output of the low voltage connection terminals of the transformer;
- between the high voltage and low voltage windings are formed channels for the circulation of a cooling fluid defined by protrusions made from one material with at least one of the coatings of said windings;
- additional orifices for the output of adjustment terminals are provided in the lateral strip of the coating of the high-voltage winding, these orifices each being closed by an insulating plug coated with a layer of electrically conductive material for fixing the potential in contact with the electroconductive coating layer of the high voltage winding to ensure the continuity of the electroconductive potential fixing layer.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- les Fig. 1A à 1E sont des vues schématiques en perspective montrant les phases de montage d'un transformateur triphasé sec suivant l'invention;
- la Fig.2 est une vue en coupe à plus grande échelle du transformateur sec de la Fig.1E;
- la Fig.3 est une section suivant la ligne 3-3 de la Fig.2;
- la Fig.4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig.2;
- la Fig.5 est une vue en perspective de la culasse supérieure du transformateur de la Fig.1E pourvue d'un enrobage isolant;
- la Fig.6 est une vue en perspective de la culasse inférieure du transformateur de la Fig.1E pourvue d'un enrobage isolant;
- la Fig.7 est une vue en coupe d'une barre droite de couplage entre bobinage haute tention des transformateurs de la Fig.1; et
- la Fig.8 est une vue en coupe d'une barre coudée de construction analogue à celle de la Fig.7.
- Figs. 1A to 1E are schematic perspective views showing the assembly phases of a dry three-phase transformer according to the invention;
- Fig.2 is a sectional view on a larger scale of the dry transformer of Fig.1E;
- Fig.3 is a section along line 3-3 of Fig.2;
- Fig.4 is a sectional view along line 4-4 of Fig.2;
- Fig.5 is a perspective view of the upper yoke of the transformer of Fig.1E provided with an insulating coating;
- Fig.6 is a perspective view of the lower yoke of the transformer of Fig.1E provided with an insulating coating;
- Fig.7 is a sectional view of a straight bar for coupling between high voltage winding of the transformers of Fig.1; and
- Fig.8 is a sectional view of a bent bar of construction similar to that of Fig.7.
Sur les Fig.1A à 1E, on a représenté les diverses phases de montage d'un transformateur triphasé à isolement sec suivant l'invention.In Figs. 1A to 1E, the various mounting phases of a three-phase transformer dry insulation according to the invention.
Sur 1a figure 1A, on a représenté un bobinage
basse tension 1 placé sur une colonne 2 du circuit magnétique
d'un transformateur triphasé représenté plus complétement
aux figures 1D et 1E.FIG. 1A shows a winding
Pour réaliser l'agencement de la figure 1A, on
commence par assembler selon un procédé habituel la
colonne feuilletée 2 du circuit magnétique du transformateur
par empilage de feuilles prédécoupées en acier au
silicium classiques. Sur la partie centrale de la colonne
2, c'est à dire en debors des parties d'extrémité 2A et 2B
conformées en biseau, en vue de la réunion ultérieure de
la colonne 2 avec des culasses de fermeture du circuit
magnétique, on moule un manchon 3 en résine polymère.To carry out the arrangement of FIG. 1A, we
begins by assembling according to a usual process the
Cette opération est réalisée par injection, ou par compression de bandes à chaud, si le polymère utilisé est thermoplastique.This operation is carried out by injection, or by hot strip compression, if the polymer used is thermoplastic.
Toutefois, la matière utilisée peut aussi être une résine thermodurcissable. Il importe que la matière soit conductrice de la chaleur et ce le plus possible. A cette fin, elle peut contenir en proportion adéquate une charge de carbone, par exemple, ce qui présente l'avantage supplémentaire de la rendre également faiblement conductrice de l'électricité, en accord avec une variante préférée de l'invention qui sera expliquée par la suite.However, the material used can also be a thermosetting resin. It is important that the material be conductive of heat and this as much as possible. AT for this purpose, it may contain in adequate proportion a carbon load, for example, which has the advantage additional to make it also weakly conductive electricity, according to a variant preferred of the invention which will be explained later.
Après mise en place d'anneaux de compression 4
(Fig.4) aux extrémités du manchon 3 en résine polymère, on
bobine à même la surface du manchon un conducteur électrique
métallique 5 qui formera l'enroulement basse tension
du transformateur comme cela est représenté en particulier
sur la figure 1D et également sur les figures 2,3 et 4.After fitting compression rings 4
(Fig. 4) at the ends of the
Ce conducteur 5 peut se présenter sous forme de
larges bandes ou de méplat en aluminium ou en cuivre. Il
est de façon classique enveloppé d'un papier huilé isolant.This
Chacune de ses extrémités se prolonge à l'extérieur par des classiques barres de connexion 6.Each of its ends extends outside by conventional connection bars 6.
L'enroulement basse tension ainsi réalisé est ensuite encapsulé dans une couche 7 de résine polymère diélectrique de quelques millimètres d'épaisseur, par exemple de 3mm. Cette enveloppe de résine 7 est réalisée par compression à chaud de feuilles superposées de matière thermoplastique, thermoconductrice elle aussi afin de favoriser l'échange thermique avec l'air environnant. Cette résine est également légèrement conductrice de l'électricité, ce qui permet d'améliorer la sécurité globale de l'appareil à réaliser, par mise au potentiel de la terre au point 7A représenté à la figure 1A.The low voltage winding thus produced is then encapsulated in a layer 7 of polymer resin dielectric a few millimeters thick, by example of 3mm. This resin envelope 7 is produced by hot pressing of superimposed sheets of material thermoplastic, also thermally conductive in order to promote heat exchange with the surrounding air. This resin is also slightly conductive electricity, which improves the overall safety of the device to be produced, by earth potential at point 7A shown in figure 1A.
Ceci termine la fabrication d'un enroulement basse tension du transformateur selon l'invention.This completes the manufacture of a winding low voltage of the transformer according to the invention.
Le manchon 3, bien qu'étant une entité intermédiaire
qui disparaítra en tant que telle dans la réalisation
achevée représentée à la figure 1A, remplit néanmoins
plusieurs rôles essentiels.The
D'abord, grâce à sa rigidité, il assure le
nécessaire maintien mécanique de l'empilage des tôles
formant la colonne 2 alors que de façon classique, cette
cohésion est assurée au moyen de boulons et d'écrous.First, thanks to its rigidity, it ensures the
necessary mechanical maintenance of the stacking of
Ensuite, le manchon 3 remplit un rôle majeur
d'échangeur thermique qui favorise le refroidissement de
la colonne 2 ou de l'enroulement 5 par conduction de la
chaleur au travers de la matière thermoconductrice dont
est constitué ledit manchon.Then, the
En outre, si on le rend également légèrement
conducteur de l'électricité, on peut améliorer la sécurité
d'utilisation de l'appareil final par simple mise à la
terre du manchon. Cette disposition est facilitée si,
comme on le comprend, on prévoit de faire dépasser le
manchon 3 de l'extrémité de l'enroulement 5 afin d'avoir
ensuite un enroulement 5 complètement enrobé.Also, if we also make it slightly
conductor of electricity, we can improve safety
of use of the final device by simple setting
sleeve earth. This provision is facilitated if,
as we understand, we plan to exceed the
Par ailleurs, comme déjà indiqué, il sert de
support d'enroulement pour le conducteur électrique
métallique 5 destiné à être mis sous tension. Ainsi, entre
autres avantages, l'isolant en papier huilé qui enveloppe
le conducteur 5, ne risque plus d'être blessé au cours du
bobinage. Jusqu'ici en effet, on était amené à éviter-ce
risque en interposant entre les colonnes du circuit
magnétique et les enroulements basse tension bobinés
autour de ces colonnes, des réglettes entretoises en bois
qui éloignaient le conducteur des angles vifs parfois
blessants du circuit magnétique.Furthermore, as already indicated, it serves as
winding support for the electrical conductor
metallic 5 intended to be energized. So between
other advantages, the oiled paper insulation that envelops
Comme le montre la figure 1A, sur la surface
extérieure de la résine polymère électroconductrice
d'enrobage 7 sont prévues des saillies 8 en forme de
nervures longitudinales formant entretoises pour la bobine
haute tension représentée à la figure 1B et qui va être
placée autour de l'étage basse tension de la figure 1A.As shown in Figure 1A, on the surface
exterior of the electrically conductive polymer resin
coating 7 are provided
Ces nervures, de 3 à 50 mm de hauteur par
exemple, servent également à définir entre elles des
canaux 9 de circulation d'un fluide de refroidissement par
convection tel que de l'air entre l'étage basse tension et
l'étage haute tension comme on peut le voir par exemple à
la figure 1C.These ribs, 3 to 50 mm high by
example, are also used to define
Dans le présent exemple, la surface extérieure
de l'enrobage en résine polymère diélectrique 7 comporte
quatre nervures 8 réparties à 90° l'une par rapport à
l'autre selon la périphérie de l'enveloppe d'enrobage 7.In this example, the outer surface
of the dielectric polymer resin coating 7 comprises
four
Ainsi qu'on l'a déjà indiqué plus haut, l'enveloppe de résine d'enrobage ou d'encapsulation 7 présente de préférence une certaine capacité à conduire l'électricité, notamment lorsqu'elle est formée d'une résine polymère chargée de particules conductrices de l'électricité ou d'une résine polymère naturellement conductrice de l'électricité.As already indicated above, the envelope of coating or encapsulation resin 7 present preferably some ability to conduct electricity, especially when formed from a resin polymer charged with electrically conductive particles or a naturally conductive polymer resin electricity.
Grâce à un tel agencement, on obtient un effet
antistatique pour éviter que des poussières, inévitablement
présentes dans l'air viennent se déposer sur la paroi
des canaux de refroidissement 9. Il est également possible
de mettre l'enveloppe en résine 7 à la masse en la reliant
électriquement à la terre, comme représenté en 7A, ce qui
permet d'améliorer la sécurité du transformateur en cas de
défaillance ou de dégradation locale du papier huilé
d'isolation du conducteur métallique 5 sous tension. Thanks to such an arrangement, an effect is obtained
antistatic to prevent dust, inevitably
present in the air are deposited on the
En fait, l'ensemble des parties en résine
polymère comprenant le manchon 3 et l'enveloppe de protection
7 peut sans danger être légèrement conducteur,
puisque la tension électrique du conducteur 5 au niveau de
l'étage basse tension d'un transformateur ne dépasse
habituellement pas 400 à 500 volts.In fact, all of the resin parts
Les anneaux de compression 4 sont en fait des
flasques d'extrémité destinés à contenir latéralement le
conducteur métallique bobiné 5 en spires multi-couches et
sont conformés pour tenir compte du bobinage hélicoïdal de
ce dernier. Il est nécessaire que les spires d'extrémité
de chaque couche de l'enroulement préformée du conducteur
5 portent de façon continue contre ces flasques sur toute
leur longueur. Ceci implique une forme en rampe rentrante
ou sortante de la face d'appui de chaque anneau 4 selon
l'orientation de l'hélice d'enroulement des spires.The compression rings 4 are in fact
end plates intended to laterally contain the
metallic conductor wound 5 in multi-layer turns and
are shaped to take into account the helical winding of
this last. It is necessary that the end turns
of each layer of the preformed conductor winding
5 continuously wear against these flanges over all
their length. This implies a re-entrant ramp shape
or outgoing from the bearing face of each
C'est la raison pour laquelle on dispose de deux anneaux concentriques à rampes inversées pour les enroulements à deux couches habituellement utilisés.This is the reason why we have two concentric rings with inverted ramps for windings two layers usually used.
De tels anneaux présentent ici un avantage
majeur, à savoir former une masse de bourrage aux extrémités
du manchon 3 qui autorise le moulage par compression
de feuilles de résine thermoplastique 7 de façon satisfaisante.
Sinon, le volume à remplir par la résine moulée
rendrait nécessaire une opération d'injection qui n'est
pas généralement destinée aux pièces massives et qui est
bien moins économique que la compression.Such rings have an advantage here
major, i.e. forming a mass of stuffing at the
L'étage basse tension représenté à la figure 1A est bien entendu réalisé en autant d'exemplaires que le transformateur à construire comporte de phases.The low voltage stage shown in Figure 1A is of course produced in as many copies as the transformer to be built has phases.
Les figures 1B à 1E montrent schématiquement les étapes de construction d'un transformateur sec triphasé.Figures 1B to 1E schematically show the stages of construction of a three-phase dry transformer.
Sur la figure 1B, on montre un bobinage haute tension destiné à coopérer avec le bobinage basse tension de la figure 1A. In Figure 1B, we show a high winding voltage intended to cooperate with the low voltage winding of Figure 1A.
Pour réaliser ce bobinage haute tension 10, on commence par bobiner un conducteur électrique revêtu d'une gaine isolante pour constituer un enroulement formé de spires coaxiales de forme circulaire, ovale ou polygonale sur une ou plusieurs couches. Le conducteur métallique 11 (Fig.1D) est généralement en cuivre ou en aluminium et la gaine isolante est généralement un émaillage ou un guipage dans un isolant généralement en papier, pour isoler entre elles les spires contigües.To make this high-voltage winding 10, we begins by winding an electrical conductor coated with a insulating sheath to constitute a winding formed of coaxial turns of circular, oval or polygonal shape on one or more layers. The metallic conductor 11 (Fig.1D) is usually made of copper or aluminum and the insulating sheath is generally an enameling or a covering in an insulator generally made of paper, to insulate between they contiguous turns.
L'enroulement ainsi obtenu est enrobé par injection ou par compression dans une couche de résine thermoplastique isolante de l'électricité 12 (Fig.2).The winding thus obtained is coated with injection or compression into a resin layer electrically insulating thermoplastic 12 (Fig. 2).
L'enrobage 12 comporte à sa surface latérale des
orifices 14 pour le passage des bornes de connexion 15 de
l'enroulement.The
Les orifices 14 pour le passage des bornes de
connexion de l'enroulement haute tension sont ménagés dans
une bande latérale 16 de résine thermoplastique isolante
de l'électricité, compatible avec la résine thermoplastique
de l'enrobage d'isolation 12 et en surépaisseur par
rapport à celui-ci.The
De façon avantageuse, la bande latérale 16 est
réalisée par moulage en une seule pièce avec l'enrobage
12. Elle peut également être réalisée par compression à
chaud sur l'enrobage 12.Advantageously, the
Sur la couche d'enrobage 12 est en outre plaquée
par compression à chaud, une couche 18 de quelques millimètres
d'épaisseur d'une résine thermoplastique électro-conductrice
recouvrant toutes les surfaces de l'enroulement
haute tension aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur
de celui-ci.On the
Cette résine formant une couche superficielle 18
(Fig.2) est chargée de particules de carbone pour la
rendre conductrice de l'électricité et elle est de même
nature que le polymère isolant formant l'enrobage 12. This resin forming a surface layer 18
(Fig. 2) is loaded with carbon particles for the
conduct electricity and it is the same
nature that the insulating polymer forming the
Ainsi, les interfaces avec les isolants peuvent être rendus exempts de vacuoles.Thus, the interfaces with the insulators can be free from vacuoles.
La bobine haute tension est alors terminée.The high voltage coil is then finished.
Il reste à préciser que les épaisseurs d'isolants
sur l'enroulement sont suffisantes pour tenir les
contraintes diélectriques maximales pouvant être appliquées
entre le bobinage et la couche électro-conductrice
18 reliée à la terre, ou entre les connexions internes du
bobinage et la couche électro-conductrice 18 reliée à la
terre, on entre les bornes 15 du bobinage et la couche
électroconductrice 18 reliée à la terre.It remains to be specified that the thicknesses of insulation
on the winding are sufficient to hold the
maximum dielectric stresses that can be applied
between the winding and the electrically
La bande latérale 16 en résine thermoplastique
formée d'un empilage de matière thermoplastique isolante
semblable ou identique à celle de l'enrobage isolant 12 et
d'une couche superficielle 18 électro-conductrice, recouvre
les connexions internes et les bornes 15, de l'enroulement.
Les orifices 14 ménagés autour des conducteurs de
sortie 15 sont destinés à permettre le raccordement de la
bobine à haute tension au réseau, ou à raccorder la bobine
à haute tension à d'autres bobines à haute tension de
façon à réaliser un couplage électrique tel qu'il sera
décrit en référence à la figure 1E, et à raccorder sur la
bobine à haute tension, une connectique réglable telle que
l'ensemble de conducteurs 20 apparaissant sur la figure 1B
dans un orifice 22 de forme carrée réalisé dans la bande
latérale 16 entre les orifices 14 de passage des conducteurs
de connexion de l'enroulement haute tension.The
Le bobinage haute tension 10 est ensuite placé sur le bobinage basse tension 1 de la manière représentée à la figure 1C.The high voltage winding 10 is then placed on the low voltage winding 1 as shown in Figure 1C.
A cet effet, le bobinage basse tension 1 monté
sur sa colonne 2 est introduit dans le bobinage haute
tension 10. Les nervures 8 présentes sur le pourtour du
revêtement conducteur 7 du bobinage basse tension, permettent
de centrer l'étage haute tension sur l'axe de la
colonne magnétique 2 du bobinage basse tension et de
ménager un canal 9 de refroidissement par l'air ambiant
entre les bobinages basse tension 1 et haute tension 10,
les nervures 8 formant ainsi entretoises entre les deux
bobinages.For this purpose, the low voltage winding 1 mounted
on its
On a ainsi constitué un étage haute tension - basse tension couplé.We thus created a high voltage stage - low voltage coupled.
De tels étages sont utilisés pour réaliser un transformateur triphasé tel que celui représenté aux figures 1D et 1E.Such stages are used to achieve a three-phase transformer such as that shown in Figures 1D and 1E.
A cet effet, on assemble trois étages basse
tension - haute tension et on assemble les colonnes 2 de
ces étages par des culasses supérieure et inférieure 24 et
26 de la manière représentée clairement à la figure 2.For this purpose, we assemble three low floors
voltage - high voltage and we assemble the
Les culasses 24 et 26 sont elles aussi réalisées en tôle magnétique feuilletée.Cylinder heads 24 and 26 are also produced made of laminated magnetic sheet.
Les culasses 24 et 26 étant mises en place de
manière à coopérer avec des colonnes verticales 2 portant
chacune un enroulement basse tension 1 et un enroulement
haute tension 10, forment un circuit magnétique fermé
comprenant une colonne centrale et deux colonnes latérales.The cylinder heads 24 and 26 being put in place
so as to cooperate with
En vue de leur assemblage, les colonnes latérales
2 présentent des extrémités biseautées 2A, 2B, tandis
que la colonne centrale présente des extrémités 2C, 2D en
pointes symétriques. Les culasses 24 et 26 sont conformées
de façon complémentaire aux extrémités des colonnes 2 avec
lesquelles elles sont assemblées.With a view to their assembly, the
Comme représenté à la figure 1E, chacune des
culasses 24 et 26 comporte un enrobage 28, 30 de résine
thermoplastique. Les enrobages 28 et 30 qui sont représentés
à la figure 1E et qui apparaissent également aux
figures 2,5 et 6, ont pour fonction principale d'assurer
le maintien mécanique entre elles des tôles formant les
culasses 24 et 26 et l'assemblage de ces culasses avec les
extrémités correspondantes des colonnes 2. La résine
formant les enrobages 28 et 30 a de préférence la même
base chimique que celle utilisée pour l'enrobage des
colonnes 2 de façon à obtenir une bonne soudure entre les
deux matériaux.As shown in Figure 1E, each of
L'enrobage des culasses a pour seconde fonction de protéger celles-ci contre les agressions externes.The second function of cylinder head coating is to protect them against external aggressions.
L'enrobage des culasses 24 et 26 a en outre les
fonctions annexes suivantes.The coating of
Il assure le positionnement des bobinages haute
tension et basse tension 1 et 10 par rapport aux culasses
24 et 26.It ensures the positioning of the high windings
tension and
Il assure également le maintien mécanique des conducteurs basse tension 6 entre les sorties des enroulements basse tension et les bornes basse tension du transformateur.It also ensures the mechanical maintenance of low voltage conductors 6 between the outputs of the windings low voltage and the low voltage terminals of the transformer.
A cet effet, l'enrobage 28 de la culasse supérieure
comporte des zones 32 en surépaisseur pour la
fixation des conducteurs de connexion à basse tension 6 et
pour la sortie des bornes de connexion basse tension
correspondantes du transformateur.For this purpose, the
L'enrobage 28 de la culasse supérieure 24 forme
également socle pour les bornes basse tension du transformateur.The
Il assure bien entendu également le maintien
mécanique des barres de couplage basse tension qui sont
également protégées par les zones en surépaisseur 32
précitées.It of course also ensures the maintenance
mechanics of low voltage coupling bars which are
also protected by the
Cet enrobage assure enfin une augmentation de la surface d'échange thermique de la culasse bénéfique pour le refroidissement si la résine utilisée est thermoconductrice.This coating finally ensures an increase in the cylinder head heat exchange area beneficial for cooling if the resin used is thermally conductive.
Ainsi qu'on peut le voir à la figure 1E, l'ensemble
comprenant le circuit magnétique dont les culasses
supérieure et inférieure 24 et 26 sont revêtues d'un
enrobage et dont les colonnes 2 portent chacune un enroulement
basse tension 1 et un enroulement haute tension 10,
est ensuite monté sur un châssis 34. La fonction principale
du châssis 34 est le positionnement du transformateur
par rapport au sol. L'axe des enroulements du transformateur
est de préférence proche de la verticale pour améliorer
le refroidissement du transformateur par convection
naturelle de l'air ambiant.As can be seen in Figure 1E, the whole
including the magnetic circuit including the cylinder heads
upper and lower 24 and 26 are coated with a
coating and whose
Le châssis 34 peut également servir à renforcer
le calage des enroulements. Ce calage est nécessaire pour
s'opposer aux forces électro-dynamiques qui s'exercent sur
les enroulements, en particulier lors de courts-circuits,
en réseau.The
On peut alors monter les barres de couplage 35 et 36 des enroulements haute tension de la manière représentée à la figure 1E.We can then mount the coupling bars 35 and 36 high voltage windings as shown in Figure 1E.
Sur la figure 7, on a représenté une barre de
couplage rectiligne telle que la barre 35 de la figure 1E.
Cette barre de couplage haute tension comporte une âme
conductrice 37 enrobée d'une résine thermoplastique
isolante 38, revêtue d'une résine thermoplastique électro-conductrice
39.In Figure 7, there is shown a bar of
rectilinear coupling such as the
Entre l'âme conductrice 37 de la barre de
couplage et l'enrobage isolant 38 de celle-ci, est insérée
une précouche de résine thermoplastique électro-conductrice
40 destinée à éviter les décharges partielles
risquant d'apparaítre entre le métal de l'âme 37 et
l'isolant de l'enrobage 38 si l'interface métal-isolant
n'est pas parfait ou s'il y a un risque de détérioration
de celui-ci en raison de contraintes thermiques ou mécaniques.Between the
La barre conductrice 36 représentée à la figure
8, est une barre comportant des coudes 42 destinés à lui
permettre de passer au-dessus des barres rectilignes 35
ainsi que le montre clairement la figure 1E.The
La constitution de la barre de couplage 36 est
par ailleurs la même que celle des barres de couplage 35.The constitution of the
Chaque barre de couplage comporte à chacune de
ses extrémités, un organe de raccordement 43,44 de l'âme
37 de la barre avec une borne de connexion d'un enroulement
haute tension. L'organe de raccordement 43,44 est
enrouré d'une tête 45,46 en résine thermoplastique moulée
d'une seule pièce avec le revêtement isolant 38 et ayant
des dimensions adaptées aux orifices 14 pour le passage
des bornes 15 de connexion d'un enroulement haute tension
ménagé dans l'enrobage 12 dudit enroulement. Chacune des
têtes 45,46 comporte en outre un revêtement 47,48 en
résine thermoplastique électro-conductrice moulé d'une
seule pièce avec le revêtement électro-conducteur 39 de
l'ensemble de la barre.Each coupling bar each has
its ends, a connecting member 43.44 of the
Grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, la
surface accessible des barres de couplage 35,36 présente
un potentiel référencé à la masse à condition que le
montage permette d'assurer la continuité électrique entre
les couches électro-conductrices 39,47,48 des barres et
les couches électro-conductrices 18 des bobinages haute
tension 10.Thanks to the arrangement which has just been described, the
accessible area of coupling rods 35.36 present
a potential referenced to mass provided that the
mounting ensures electrical continuity between
the electrically
Par ailleurs, chaque barre comporte à l'une de
ses extrémités, un organe de connexion 50 avec l'extérieur
constitué par une fiche de jonction et à ses deux extrémités
un organe de connexion 52 avec une borne d'un bobinage
haute tension, cet organe comprenant une douille à ressort.In addition, each bar has one of
its ends, a connecting
En considérant plus particulièrement les figures
6 et 7, on constate que l'enrobage 28,30 de chacune des
culasses supérieure et inférieure 24,26 du transformateur
triphasé suivant l'invention, comporte sur ses faces
tournées vers les ensembles de bobinage constituant le
transformateur, des plots 54 de positionnement des bobinages
par rapport aux culasses.Considering more particularly the figures
6 and 7, it can be seen that the coating 28.30 of each of the
transformer upper and lower heads 24.26
three-phase according to the invention, has on its faces
facing the winding assemblies constituting the
transformer,
Par ailleurs, l'enrobage 28,30 des culasses 24
et 26 recouvre sur quelques millimètres de long, le
manchon 3 moulant les colonnes magnétiques 2.Furthermore, the coating 28.30 of the cylinder heads 24
and 26 covers a few millimeters long, the
Au droit de ce recouvrement s'opère une soudure
étanche entre l'enrobage 28,30 et le manchon 3 lors du
moulage de l'enrobage 28,30 sur le manchon 3.To the right of this overlap there is a welding
watertight between the coating 28.30 and the
Cette soudure permet :
- le maintien mécanique des culasses 24,26 sur les colonnes 2,
- la protection contre les agressions externes du circuit magnétique constitué des culasses 24,26 et des colonnes 2.
- mechanical maintenance of the cylinder heads 24, 26 on the
columns 2, - protection against external aggressions of the magnetic circuit consisting of the
24, 26 and of theyokes columns 2.
En se reportant à nouveau à la figure 1E, on
voit que les orifices 22 ménagés dans les bandes latérales
16 des enrobages des bobinages haute tension 10 portés par
chaque colonne du transformateur sont destinés à la sortie
des bornes de réglage 20 des enroulements haute tension
correspondants. Ces orifices sont avantageusement obturés
chacun par un bouchon 64 isolant revêtu d'une couche 65 de
matière électro-conductrice de fixation de potentiel en
contact avec la couche électro-conductrice 18 de revêtement
du bobinage haute tension correspondant pour assurer
la continuité de la couche électro-conductrice de fixation
du potentiel.Referring again to Figure 1E, we
sees that the
Bien que dans l'exemple qui vient d'être décrit l'invention soit appliquée à un transformateur triphasé, il est bien entendu possible de l'appliquer à la réalisation d'un transformateur monophasé comportant au moins un ensemble d'enroulements basse-tension, haute-tension porté par une colonne d'un circuit magnétique fermé.Although in the example just described the invention is applied to a three-phase transformer, it is of course possible to apply it to the realization a single-phase transformer comprising at least one set of low-voltage windings, high-voltage carried by a column of a closed magnetic circuit.
Claims (12)
- Transformer with air-core insulation comprising at least one primary coil and at least one secondary coil mounted on at least one column of a magnetic circuit, characterised in that its high voltage coil (10) is contained in a thermoplastic resin insulating encapsulation (12) coated with a surface layer (18) in an electroconductive thermoplastic resin for fixing the potential compatible with the insulating encapsulation and its low voltage coil (1) is encapsulated in an electroconductive resin (7).
- Transformer according to Claim 1, characterised in that the encapsulation of the high voltage coil has passages (14) in its side area for terminals (15) to pass through for connecting the coil.
- Transformer according to Claim 2, characterised in that the said passages (14) for the high voltage coil connection terminals (15) to pass through are made in an electrical insulating thermoplastic resin side strip (16) compatible with the thermoplastic resin of the insulating encapsulation (12) and thicker than it, and acting as covering for the internal connections of the high voltage coil.
- Transformer according to one of the Claims 1 to 3, comprising high voltage coupling rods (35, 36), characterised in that each coupling rod has a conductive core (37) encapsulated in an insulating thermoplastic resin (38), coated with an electroconductive thermoplastic resin (39).
- Transformer according to Claim 4, characterised in that between the conductive core (37) of the coupling bar and the latter's insulating encapsulation (38) a primer coat (40) of electroconductive thermoplastic resin (40) is put on designed to prevent partial discharges which might occur between the metal of the core and the insulating material of the encapsulation if themetal/insulation material interface is not perfect or if there is a risk of damage due to heat or mechanical stresses.
- Transformer according to one of the Claims 4 and 5, characterised in that each coupling rod (35, 36) has at each of its ends a part (43, 44) for connecting the core (37) of the rod with a terminal connecting a high voltage coil, the said connection part being surrounded by a thermoplastic resin head (45, 46) moulded in one piece with the insulating coating (38) of the rod and with dimensions suitable for the passages (14) for the terminals (15) connecting the high voltage coil to pass through, made in the encapsulation of the said coil, the head (45, 46) having in addition an electroconductive thermoplastic resin coating (47, 48) moulded in one piece with the electroconductive coating (39) of the rod assembly,
- Transformer according to one of the Claims 1 to 6, characterised in that at least one low voltage coil (1) is wound directly on an electroconductive resin sleeve (3) encapsulating the corresponding column (2) of the magnetic circuit.
- Transformer according to one of the Claims 1 to 7, characterised in that the magnetic circuit has in addition yokes (24, 26) joining the columns (2) of the magnetic circuit, the said yokes being also coated with a resin encapsulation (28, 30).
- Transformer according to Claim 8, characterised in that the resin encapsulation (28) of at least one of the yokes (24) of the magnetic circuit has thicker areas (32) for fixing leads for connecting the coils and for the outlet of the terminals (6) for low voltage connection of the transformer.
- Transformer according to one of the Claims 8 and 9, characterised in that the resin for coating the yokes (24, 26) is a thermoconductive resin.
- Transformer according to one of the Claims 1 to 10, characterised in that between the high voltage and low voltage windings there are channels (9) for cooling fluid to circulate, defined by the projections (8) which are made in one piece with at least one of the encapsulations (7 or 12) of the said coils.
- Transformer according to any one of the Claims 3 to 11, characterised in that extra passages (22) for the setting terminals (20) to exit are made in the side strip of the encapsulation (16) of the high voltage coil, each of these passages being blanked off by an insulating plug (64) covered with a coat (65) of electroconductive material for fixing the potential in contact with the electroconductive coat (18) covering the high voltage coil (10) to ensure continuity of the electroconductive coat for fixing the potential.
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