Brevet FR2126212A1 — publié le 19721006

La présente invention concerne un condensateur électrique dont le diélectrique se compose de bandes de papier ou bien de bandes de papier et de matière plastique et qui est imprégné d'un agent d'imprégnation qui remplit les cavités 5 existant entre les électrodes et les bandes de matière isolante. l'imprégnation de condensateurs électriques sert à augmenter la résistance à la tension du diélectrique du condensateur et à empêcher, dans le cas de condensateurs pour courant alternatif, des décharges électriques se produisant dans 10 les cavités du condensateur et réduisant sa durée de service. En outre, il s'est avéré que, pour des champs d'intensités élevées et même dans des condensateurs complètement imprégnés, il peut se produire, dans des cavités remplies d'un agent d'imprégnation liquide, des décharges électriques, à 15 savoir une tension d'autant plus basse dans le diélectrique stratifié et avec une intensité d'autant plus grande que le rapport entre les constantes diélectriques de l'agent d'imprégnation et du papier ou de la matière plastique est plus faible et que les cavités remplies sont plus grandes. 20 Cela est notamment le cas de condensa teurs à régénération dont les électrodes placées sur des bandes de papier sont pourvues- par métallisation d'une surface plus ou moins rugueuse. Les saillies de la surface de papier favorisent la formation des cavités entre les électrodes et les bandes de matière 25 isolante adjacentes ainsi que la formation de décharges par l'action de pointe des saillies de la surface de papier métallisé pénétrant dans l'agent d'imprégnation. Du fait que des condensateurs pour tension alternative du type à régénération sont généralement impré-30 gnés d'une huile minérale dont la constante diélectrique est à peu près égale au tiers de la constante diélectrique du papier, il peut se produire dans les zones remplies d'huile des condensateurs des champ*, d'intensités élevées qui engendrent des tensions de décharge -relativement basses. 35 On sait réduire des intervalles à remplir d'huile, dans des condensateurs à tension alternative et à régénération, par laquage des papiers des condensateurs ou bien en utilisant des papiers particulièrement lisses au moins d'un côté en contribuant ainsi à augmenter la tension de décharge 40 et à réduire les pertes. Cette conception a été imposée par l'utilisation de diélectriques mixtes sur des bandes de papier 72 04724 2 2126212 et de matière plastique particulièrement lisses et satinées ; cela a permis d'obtenir des condensateurs présentant une grande résistance à la tension et de faibles pertes diélectriques pour un volume réduit. La grande résistance à la tension des bandes 5 en matière plastique ne peut cependant être exploitée,, dans le cas de condensateurs comportant un diélectrique mixte se composant d'une combinaison en série de bandes de papier et de matières plastique, qu'en utilisant un papier qui est également particulièrement résistant à la tension. 10 Les inconvénients des condensateurs comportant un diélectrique formé de bandes de papier et de matière plastique particulièrement lisses se manifestent lors du dégazage et de l'imprégnation et ils sont basés sur le fait que les périodes de dégazage et d'imprégnation sont d'autant plus 15 longues que les intervalles à partir desquels des gaz et des vapeurs doivent être extraits et au travers desquels doit passer le fluide d'imprégnation du condensateur sont étroits. Enfin^ les intervalles peuvent encore être rétrécis lorsqu'on utilise des bandes de matière plastique se rétrécissant longitudinalement 20 c: ou s l'effet d'un échauffement et gonflant par contact avec l'agent d'imprégnation, en produisant même dans certaines circonstances deo obturations complètes sur les surfaces frontales de 1'enroulement . Dans ce cas, il n'est possible de réaliser complètement le dégazage et l'imprégnation qu'en utilisant des procédés spé-25 ciaux qui augmentent sensiblement les frais de fabrication par rapport aux autres cas. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus et concerne à cet effet un condensateur du type ci-dessus caractérisé en ce qu'il comporte au moins une 30 bande de papier présentant de chaque côté une profondeur moyenne de rugosités qui est au moins égale à 10 fo de l'épaisseur nominale du papier, une densité brute d'au moins 1,2 à 1,31 g/cm3 pour une épaisseur de papier de 8 à 20 microns et une résistance au claquage d'au moins 100 kV/mm (les mesures étant faites suivant 35 les normes mais avec une tension continue appliquée à deux couches de papier). Il s'est avéré qu'en utilisant un enroulement de condensateur formé de bandes de papier du type précité et de bandes de matière plastique gonflant dans l'agent 40 d'imprégnation sous l'effet de la chaleur9 il était possible d'enrouler les bandes de façon optimale et avec une tension élevée 72 04724 3 2126212 et également de les sécher et de les imprégner correctement par les procédés classiques» à savoir sans augmentation des temps de fabrication par rapport à des enroulements condensateurs ne comportant que des bandes de papier. 5 Par suite de la rugosité bi-latérale des bandes de papier utilisées dans les condensateurs de l'invention, les intervalles contenant l'agent d'imprégnation, comportent après séchage une largeur suffisante pour permettre une imprégnation complète avant que la pénétration de l'agent d'imprégnation soit 10 empêchée par le gonflement des bandes en matière plastique. L'imprégnation de l'enroulement d'un condensateur et le gonflement des bandes de matière plastique se produisent à des températures de 100 à 120 degrés. Des papiers de condensateurs classiques 15 du commerce présentant un degré de satinage C possèdent cependant des surfaces rugueuses et une grande porosité et ils peuvent par conséquent également être séchés et imprégnés correctement d'une manière classique en présence de feuilles de matière plastique sujettes à un gonflement . La densité brute de telles sortes de 20 papiers est cependant seulement d'environ 1g/cm3 et la résistance au claquage est d'environ 60 1s V"/mm. Des condensateurs fabriqués à partir de telles bandes de papier et de matière plastique ont par conséquent, dans le cas d'une constante diélectrique plus faible et d'une plus grande épaisseur du papier, une capacité spécifique 25 plus faible que les condensateurs suivant l'invention fabriqués avec la nouvelle sorte de papier. Il est évident que la nouvelle sorte de papier présentant une forte densité et une grande résistance au claquage est utilisable non seulement pour la fabrication de con-50 densateurs imprégnés du type à régénération et à bandes en matière plastique gonflante, mais également pour la fabrication de tous les types de condensateurs imprégnés qui comportent des-bandes à surface lisse, par exemple des bandes de matière plastique non gonflante ou bien des feuilles d'aluminium autoportantes, consti-55 tuant les électrodes du condensateur. L'utilisation du papier à rugosité bi-latérale suivant l'invention permet d'obtenir, également dans ce type de condensateur, une grande résistance au claquage en même temps qu'une bonne capacité d'imprégnation. Bien entendu, l'invention n'est pas 40 limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 72 04724 4 2126212 REVENDICATIONS 1°) Condensateur électrique dont le diélectrique se compose de bandes de papier ou bien de bandes de papier et de matière plastique et qui est imprégné d'un agent 5 d'imprégnation qui remplit les cavités existant entre les électrodes et les bandes de matière isolante, condensateur caractérisé en ce qu'il comporte au moins une bande de papier présentant une profondeur moyenne de rugosité bi-latérale d'au moins 10 % de l'épaisseur nominale du papier, une densité brute d'au moins 10 1, 2 à 1, 31 g/cm3 pour une épaisseur de papier de 8 à 20 microns et une rigidité diélectrique d'au moins 100 kV/mm. 2°) Condensateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ses électrodes sont formées de feuilles métalliques autoportantes. 15 co Condensateur suivant la revendication 1, comportant des électrodes à régénération, caractérisé en ce que lea électrodes sont formées par métallisation sur des bandes de papier. 4°) Condensateur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une feuille 20 de matière plastique existant dans son diélectrique est capable de gonflement.