Brevet FR2020581A1 — publié le 19700717

La présente invention concerne un changeur de prises en charge pour transformateurs et bobines de réactance avec un enroulement de préréglage et un enroulement de réglage fin en montage de transfert ou uniquement un enroulement de réglage fin en montage inverseur, ledit changeur comportant au moins un présélecteur unipolaire. Sur les transformateurs et bobines de réactance dont la tension est réglée en charge, on utilise généralement le montage inverseur ou le montage de transfert pour établir les connexions électriques entre les enroulements principal et de réglage. Dans le montage inverseur, les vecteurs de la tension de l'enroulement de réglage sont branchés en série soit additive, soit soustractive avec la tension de l'enroulement principal, Zr interversion des connexions. L'enroulement de réglage est toujours relié galvaniquement en cas d'emploi d'un présélecteur bipolaire. La figure I illustre un tel principe de présélection. Le présélecteur bipolaire 3 branche l'enroulement de réglage 2 en série soustraetive (cf. position du présélecteur représentée) ou additive avec l'enroulement principal 1. Tous les enroulements étant branchés en permanence, indépendamment de la position du présélecteur, et parcourus par le courant de charge, il apparaît, notamment sur la position limite, des pertes relativement importantes auxquelles il faut remédier. Le circuit inverseur présente toutefois l'avantage de ne produire aucune décharge avec formation de gaz dans l'huile entourant le présélecteur. Le montage de transfert représenté à la figure 2 ne présente pas les inconvénients du montage inverseur. L'enroulement de réglage 2 est relié dans ce cas soit à l'extrémité de l'enroulement principal 1, soit à l'enroulement de préréglage 4 ou à une prise de ces derniers. L'enroulement de réglage est déconnecté sur la position médiane, ou position d'inversion du présélecteur ; il n'est plus relié galvaniquement aux enroulements principal et de prérégLage, et son potentiel s'établit librement, en fonction de son couplage capacitif . Au début de l'inversion, le contact du présélecteur n'est pas parcouru par un courant de charge, mais uniquement par un faible courant capacitif. 11 apparaît aux bornes du contact de présélecteur en cours d'ouverture une tension de déplacement, résultant de la variation de potentiel subie par l'enroulement de réglage fin déconnecté, en fonction du couplage capacitif. Cette tension se traduit par des décharges entre les contacts du présélecteur qui se séparent. Ces décharges s'éteignent toutefois lors du passage par zéro du courant capacitif, qui présente une pulsation à la fréquence du réseau.Tant que les contacts qui s'écartent ne sont pas encore suffisamment éIoignés, la rigidité diélectrique,insuffisante et la haute tension appliquée produisent toutefois de nouveaux claquages sur la distance d'isolement et la capacité se recharge. Ce phénomène se produit à des fréquences élevées et avec des courants intenses, et se maintient Jusqu a ce que les contacts du présélecteur se soient suffisamment écartés. Les décharges produisent un dégagement gazeux notable dans l'huile du changeur de prises en charge et les courants intenses, une érosion sensible des contacts. En vs de manoeuvre fréquente du changeur,de prises en charge, le dégagement gazeux risque de produire l'enclenchement du relais de protection Buchholz, avec mise hors service du transformateur ou de la bobine de réactance. La rigidité des distances d'huile est en outre réduite de façon inadmissible au voisinage du changeur de prises en charge. L'invention vise à supprimer efficacement ce dégagement gazeux. Selon une particularité essentielle de l'invention, au,moins une résistance de passage connue est disposée et calculée de façon à limiter le courant de décharge, produit dans la position d'ouverture du présélecteur par suite de la tension de déplacement capacitive aux bornes des contacts du présélecteur, a une valeur inoffensive quant à la formation de gaz et à l'usure des contacts. Selon une autre particularité de l'invention, la résistance de passage est, dans le cas d'un changeur de prises en charge comportant deux présélecteurs en série, disposée entre les contacts centraux fixes des présélecteurs et réalisée de façon eue les contacts du présélecteur le plus proche de llenroulement de réglage fin soient décalés par rapport à ceux-de l'autre présélecteur, afin de s'ouvrir en premier et de se fermer en dernier. La résistance de passage est de préférence caleulée de façon à être égale ou supérieure à l'impédance caractéristique maximale résultant, pour les connexions,possibles des présélecteurs, de l'inductance et de Ia capacité équivaIentes 9 la fréquence propre minimale du phénomène transitoire. Selon une autre particularité de l'invention, les deux présélecteurs sont disposés dans deux plans superposés. Selon une autre particularité de l'invention, un contact auxiliaire est affecté à chaque contact principal du présélecteur en cas d'utilisation d'un présélecteur unique. Chaque contact auxiliaire est relié a une résistance de passage et les voies des contacts principal et auxiliaire se recouvrent de façon connue. I1 est recommandé, dans cette forme de réalisation aussi,- de calculer la résistance de passage pour qu'elle soit égale ou supérieure à l'impédance caractéristique résultant de l'inductance et de la capacité équivalente de la fréquence propre minimale du phénomène -transitoire. D'autres objets et avantages de l'-invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels - la figure 1, précédemment décrite, représente le principe de présélection en montage inverseur - la figure 2-, précédemment décrite, représente le principe de présélection en montage de transfert - la figure 3 représente le schéma d'un changeur de prises en charge selon l'invention, avec deux présélecteurs - la figure 4 représente le schéma d'un changeur de prises en charge selon l'invention > avec un seul prédéterminateur à contact auxiliaire - la figure 5 représente un exemple deréalisation à contact auxiliaire mobile ;; et - la figure 6 représente un exemple de réalisation a contact auxiliaire fixe. L'enroulement-de la figure 3 est subdivisé, de lâ façon habituelle pour le montage de transfert, en un enroulement principal 1, un enroulement de préréglage 4 et un enroulement de réglage fin 2. Ce dernier est relié à l'extrémité inférieure de l'enroulement de préréglage 4. En service normal, le courant de charge est transmis d'une prise 6 de ltenroulement de réglage fin 2 au neutre 7 du transformateur ou de -la bobine de réactance. L'enroulement de préréglage'4 (ou ses diverses prises non représentées) est branché et coupé par les prdsélecteurs 31 et 32 en série, dont les contacts centraux sont relies par la résistance de passage 5 et dont les contacts extériéurs sont reliés directement. En service normal (cf. position des deux présélecteurs 31, 32 à la figure 3), le courant de charge circule dans la connexion à faible résistance entre deux contacts extérieurs des présélecteurs 31-; 32. Avant le début de l'inversion (position des présélecteurs selon figure 3), le neutre de l'enroulement est relié à l'extrémité 41 de l'enroule- ment de préréglage 4, où le courant de charge est prélevé. Le courant de charge ne circule par suite plus dans les présélecteurs 310 32 et l'enroulement de réglage fin 2. Après l'ouverture du présélecteur 32 (cf. position des présélecteurs à la figure 3a), la résistance de passage 5 s'oppose à la circulation des courants pratiquement dapacitifs dans les contacts de présélecteur. Lorsque le présélecteur 31 s'ouvre (position des présélecteurs selon figure 3b), le potentiel de l'enroulement de réglage fin 2 s'établit en fonction du rapport des capacités 8 et 9 représentées à la figure 3. La tension de déplacement appliquée produit un claquage répété de la distance d'isolement entre les contacts du présélecteur 31 qui s'écartent, ces phénomènes transitoires se produisant à haute fréquence .Des mesures appropriées permettent de déterminer une inductance équívalente L et une capacité équivalente C, à la fréquence fondamentale de ce phénomène, et par suite de calculer l'impédance caractéristique Z = #ttC. La résistance de passage 5 se comporte comme une résistance d'amortissement dans le circuit susceptible d'asciller ; le choix d'une valeur au moins égale à Z permet de réduire notablement la production de gaz par les claquages. La même résistance de passage 5 est utilisée pour les deux positions des prédéterminateurs dans l'exemple des figures 3, 3a et 3b. Elle ddit donc être choisie de façon à satisfaire aux deux conditions d'amortissement. les conditions d'amortissement peuvent aussi être satisfaites séparément grâce aux contacts auxilsires 10, 11 du présélecteur 33 de la figure 4. I1 est ainsi possible de supprimer le second présélecteur encore utilisé dans l'exemple de réalisation selon la figure 3. Chaque contact auxiliaire 10, Il doit toutefois être muni de sa propre résistance de passage 51, 52. Les figures 5 et 6 représentent des formes de réalisation des contacts auxiliaires 10, 11 et la disposition correspondante des résistances 51, 52. Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, les doigts de contact 18 du présélecteur relient la bague 17, sur laquelle est fixée la connexion 13 de l'enroulement de réglage fin 2, et la pièce de contact 12, que le conducteur 14 relie à l'enroulement de préréglage 4. Le doigt de contact 16, dont l'autre extrémité est isolée galvaniquement de la bague 17 par la pièce isolante 15 mais reliée à cette bague par la résistance de passage 51, constitue le contact auxiliaire qui quitte en dernier la pièce de contact 12 quand le pont de contact s'ouvre et branche ainsi le circuit résistant. Le contact auxiliaire est donc mobile. La figure 6 représente un exemple de réalisation analogue, dans lequel le contact auxiliaire 19 est toutefois fixe. Lors de l'ouverture du pont de contact, les doigts de contact 18 établissent une liaison galvanique par l'intermédiaire du-circuit résistant, avant L'ouverture définitive du preselecteur. La disposition de résistances décrite est de même utilisable pour le montage inverseur mentionné en introduction, à condition de remplacer le présélecteur bipolaire par un présélecteur unipolaire. Elle est évidemment utilisable aussi quand le présélecteur comporte plus de deux positions. L'invention présente l'avantage d'éviter des détériorations du changeur de prises en charge, des transformateurs et des bobines de réactance par dégagement gazeux et de permettre l'utilisation de présélecteurs unipolaires, beaucoup moins coûteux que les présélecteurs bipolaires. REVENDICATIONS 1. Changeur de prises en charge pour transformateurs et bobines de réatance avec un enroulement de préréglage et un enroulement de réglage fin en montage de transfert ou un seul enroulement de réglage fin en montage inverseur, ledit changeur, qui comporte au moins un présélecteur unipolaire, étant caractérisé par au moins une résistance de passage connue, disposée et calculée de façon à limiter le courant de décharge, produit dans la position d'ouverture du présélecteur par la tension de déplacement capacitive aux bornes des contacts du présélecteur à une valeur inoffensive quant à la formation de gaz et à l'usure des contacts. 2. Changeur de prises en charge selon la revendication 1, comportant deux présélecteurs en série et caractérisé en ce que la résistance de passage est disposée entre les contacts centraux fixes des présélecteurs et les contacts du présélecteur le plus proche de l'enroulement de réglage fin sont décalés par rapport a ceux de l'autre présélecteur de façon qu'ils s'ouvrent en premier et se ferment en dernier lors de la commutation. 3. Changeur de prises en charge selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la résistance de passage est égale ou supérieure à l'impédance caractéristique maximale, résultant de l'Inductance et de Ia capacité équivalentes à la fréquence propre minimale du phénomène, transitoire, pour les connexions possibles des présélecteurs. 4. Commutateur de prises en charge selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux présélecteurs sont superposés dans deux plans. 5. Changeur de prises en charge selon la revendication 1, ne comportant qu'un présélecteur et caractérisé en ce qu'un contact auxiliaire est affecté à chaque contact principal du présélecteur, les deux contacts sont reliés par une résistance de passage et les voies des contacts principal et auxiliaire se recouvrent. 6. Changeur de prises en charge selon les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que les résistances de passage sont égales ou supérieures à l'impédance caractéristique résultant de l'inductance et de la capacité équivalentes à la fréquence propre minlmale du phénomène transitoire.