Brevet FR2116390A1 — publié le 19720713

i 2116390 La présente invention a pour objet les appareils du type " Transformateurs de tension " dont le noyau magnétique est en forme de barre . Généralement dans un transformateur de tension l'enroulement 5 basse tension est organisé autour du noyau magnétique, un isolant se trouvant entre l'enroulement et le noyau. L'enroulement haute tension est disposé autour de l'enroulement basse tension et se trouve ainsi plus proche du bâti extérieur que l'enroulement basse tension. La cuve est remplie avec une huile isolante. 10 Un transformateur de ce type présente l'inconvénient d'être relativement volumineux, tout d'abord parce qu'il est équipé d'un noyau magnétique fermé et en second lieu parce que l'isolement entre la carapace extérieure et l'enroulement haute tension, qui lui est prdche, doit être important pour assurer une isolation suffisante. En outre l'huile 15 remplissant la cuve constitue aussi un inconvénient, parce que l'huile augmente le poids du transformateur et parce qu'en cas d'incendie elle provoque une propagation rapide du feu. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Selon la présente invention en effet le transformateur de tension 20 comporte une cuve pouvant contenir les éléments du transformateur , un isolateur de forme conique supportant les enroulements, ledit isolateur conique étant fixé à la cuve par sa grande base, un noyau magnétique en forme de barre fixé selon l'axe de l'appareil dans l'isolateur supportant l'enroulement, ledit noyau étant relié électriquement de telle manière qu'il 25 se trouve maintenu au même potentiel que le primaire haute tension qui l'entoure et qui est lui-même entouré par le secondaire basse tension . On constate que, selon une caractéristique principale les positions réciproques de l'enroulement primaire haute tension et de l'en -roulement secondaire basse tension sont interchangés par rapport aux po-30 sitions réciproques normalement adoptées. Selon l'invention en effet c'est l'enroulement secondaire basse tension qui est maintenant placé proche de la paroi interne de la cuve, ce qui a pour conséquence avantageuse de nécessiter entre la cuve et cet enroulement basse tension un isolement plus faible que dans le cas 35 général. D'autre part le noyau magnétique en forme de barre est porté au même potentiel que l'enroulement primaire haute tension qui l'entoure, ledit noyau étant isolé de la cuve par l'isolateur qui le supporte et qui supporte l'enroulement . Par ailleurs il est avantageusement prévu de munir l'intérieur 40 de la cuve d'un écran magnétique fixé à celle-là et entourant les enrou 71 40021 2 2116390 lements, -un tel dispositif complétant le circuit magnétique. Il est aussi prévu de remplir la cuve de gaz plutôt que d'huile. Pour faciliter la compréhension de l'invention on va décrire un mode de réalisation d'un transformateur de tension donné à titre d'exem-5 pie seulement, sans aucun caractère limitatif, représenté par les dessins ci-joints dans lesquels : La figure 1 est une vue en élévation partiellement coupée jusqu'au centre sur un secteur du 1/4- de la circonférence. La figure 2 est une vue perspective en coupe partielle de 10 l'extrémité du transformateur objet de la figure 1 . La figure 3 est une vue perspective partiellement coupée aussi de l'isolateur d'extrémité supportant l'enroulement tel que représenté sur la figure 1. La figure 4- est une vue en plan de l'écran d'isolement haute 15 tension représenté dans la figure 1 . Tel que représenté sur les figures 1 et 2 le transformateur de tension, objet de l'invention, comporte une cuve cylindrique 10 constituée par une partie supérieure 1 et une partie inférieure 3, celle-ci étant une coquille intégralement fermée. 20 Un isolateur 9 en forme de cône constituant le support des spires, qui est.fait de préférence avec une résine polyéthylène, est boulonné au niveau de son embase entre les couronnes 5 et 11 des parties , haute et basse, du coffre respectivement désignées par 3 et 1 . L'isolateur 9 supportant les spires est représenté en détail 25 dans la fig.3 . Cet isolateur est ouvert à son extrémité supérieure, la plus large ; au niveau du trou ménagé à son extrémité la plus basse et la plus étroite une bague 15 résistant à la haute tension est encastrée dans l'isolateur. La partie supérieure de la pièce hémisphérique 17 traverse la bague 15 et est maintenue en place par l'écrou fileté 19 vissé 30 sur cette pièce 17, comme représenté. Le noyau magnétique 23 en forme de barre cylindrique creuse est ajusté sur l'entretoise centrale 21 qui le supporte et dont l'extrémité inférieure est vissée dans la borne terminale 17 . Le noyau 23 est séparé de la pièce 17 par un anneau isolant 25 traversé par l'axe 21 . 35 Un manchon isolant 21 est ajusté sur le noyau 23 et un enroulement de protection 29 est bobiné autour du manchon 27 . L'enroulement primaire du transformateur est formé de plusieurs sections 31 qui sont successivement placées sur l'enroulement de protection 29 . Ces sections sont supportées par la paroi interne de 40 l'isolateur conique 9 au moyen des entretoises annulaires 33 . L'enrou 71 40021 3 2116390 lement secondaire 35 est placé sur la section extérieure 31 , un manchon isolant 37 ayant été intercalé entre les enroulements. L'extrémité supérieure de la cuve 1 est formée d'une couronne 39 sur laquelle est boulonnée l'embase d'un second isolateur conique 5 41. Cet isolateur 41 est semblable à l'isolateur 9 et une bague de protection 45 est également prévue similaire à la bague 15. Une broche de contact 47 est vissée dans l'anneau résistant 45 ; l'extrémité supérieure de la broche 47 dépasse à l'extérieur de l'isolateur 41, et est destinée à être connectée au circuit haute tension . 10 Un élément conducteur 49 , en forme de coupelle formant liai son électrique entre la broche 47 et l'axe 21 est vissée à l'extrémité supérieure filetée de cet axe 21. Les éléments de contact 51 situés entre la coupelle 49 et l'extrémité intérieure de la broche 47 complètent le circuit allant de la 15 broche 47 à l'axe 21 et de là au noyau 23 . Comme le potentiel du noyau 23 est le même que celui de l'enroulement primaire 31, l'isolement du noyau 23 par rapport à cet enroulement primaire n'offre aucune difficulté . La tension à la surface du. noyau 23 pouvant être irrégulière et présenter des pointes, ce qui nor-20 malement provoquerait un risque d'effet corona entraîïiant un arc de décharge d'où la destruction de l'isolant électrique, l'enroulement 29 porté par l'isolateur 27 assure une répartition uniforme du potentiel évitant ce risque de décharge. Un manchon isolant haute tension 53 ayant quatre supports 55 25 ( voir figure 4 ) entoure les parties haute tension telles que le conducteur 49 et est fixé à l'entretoise 21 au moyen du support 57 qui , ainsi que montré dans la figure 1, est fileté sur l'entretoise 21 .et comporte une embase sur laquelle les quatre pattes 55 sont fixées. La cuve 10 est pourvue extérieurement d'ailettes 59 facilitant 30 le refroidissement du transformateur. Un gaz isolant tel que le sulfure hexafluoride ( SF 6 ) est introduit dans la cuve 10 à travers le tube 61 et en est extrait à travers le tube 63 : La cuve 10 porte une borne blindée 65 pour le primaire haute tension et une borne secondaire 67 assurant la connection avec l'enroulement secondaire 35 . 35 Plusieurs plaques de blindage magnétique 69, chacune de for me rectangulaire allongée, sont fixées à l'intérieur de la cuve 10, séparées l'une de l'autre, sur toute la circonférence. Ces plaques de blindage magnétique 69 constituent le circuit de retour du flux magnétique et assurent un bon rendement . 40 Ces plaquer 69 sont maintenues en position par les boulons 71 40021 4 2116390 73 et les écrous 71 . Tel que le transformateur est représenté, la cuve 10 est destinée à être maintenue verticalement de telle manière que les sections 31 de l'enroulement primaire aussi bien que l'enroulement secondaire 35 5 soient supportés par l'isolateur support de spires 9 . Dans le cas où la cuve 10 ne doit pas être montée verticalement un autre isolateur support de spires est prévu symétrique de l'isolateur 9, à l'autre extrémité de la cuve et est organisé pour supporter l'autre extrémité des enroulements et autres éléments. 10 Ainsi qu'on le voit, le montage et le maintien en place des enroulement est facilité par la présence de l'isolateur conique 9 supportant les spires. Par ailleurs étant donné que grâce à un tel montage . l'enroulement primaire haute tension est adjacent au noyau central 23, qui se trouve au même potentiel que cet enroulement primaire, il suffit 15 d'une légère isolation entre ces deux parties. De même étant donné que, du même fait, c'est l'enroulement secondaire basse tension 35 qui se trouve proche de la cuve 10 il suffit d'un petit espace entre ces deux éléments pour assurer l'isolement nécessaire à ce niveau. 20 Par ces moyens le transformateur est compact, et comme les barres de blindage magnétique 69 sont prévues, la perte- de flux est réduite . L'invention peut être utilisée pour la construction de transformateur de tension de petit volume et de faible poids, pour une même 25 puissance. 71 40021 5 2116390 REVENDICATIONS 1°) - Un transformateur de tension comprenant une cuve abritant les éléments du transformateur et un noyau en forme de barre autour duquel sont installés les enroulements primaires et secondaires, 5 caractérisé par le fait que l'enroulement primaire haute ten sion est placé adjacent au noyau qui est maintenu à la même tension que cet enroulement, l'enroulement secondaire basse tension, enveloppant celui-ci, se trouvant proche de la paroi interne de la cuve. 2°) - Transformateur de tension conforme à la revendication 1, 10 caractérisé par.le fait que le noyau magnétique est situé sur l'axe de l'appareil et est fortement isolé de la cuve étant supporté par un isolateur fixé à la cuve . 3°) - Transformateur de tension conforme à la revendication 2, caractérisé par le fait que l'isolateur supportant le noyau cen- 15 tral est de forme conique , sa grande base étant fixée à la cuve, cet isolateur supportant au moins l'enroulement primaire. 4-°) - Transformateur de tension conforme à la revendication 3, caractérisé par le fait que la cuve est remplie d'un gaz isolant . 20 5°) - Transformateur de tension conforme à la revendication 3 ou à la revendication 4, caractérisé par le fait que des éléments de blindage magnétique entourant les enroulements sont fixés sur la paroi interne de la cuve . 25 6°) - Transformateur de tension conforme à la revendication 5, caractérisé par le fait que les éléments de blindage magnétique sont constitués par un grand nombre de plaques magnétiques rectangulaires allongées placées à l'intérieur de la cuve régulièrement espacées l'une de l'autre sur toute la circonférence. 30 7°) - Transformateur de tension conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cuve est constituée en deux compartiments formant deux parties séparées axiallement par l'isolateur dont l'embase est fixée entre les flasques de ces deux parties de la cuve. 35 8°) - Transformateur de tension conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le noyau magnétique en forme de barre est porté par une borne sphérique filetée qui est introduite dans un anneau de protection fixé dans le trou de l'isolateur . 71 40021 6 2116390 9°) - Transformateur de tension conforme à la revendication 8, caractérisé par le fait que le noyau est creux et reçoit un axe-support qui est fixé sur l'isolateur .