Brevet FR2126188A1 — publié le 19721006

- i - 2126183 L'invention concerne un procédé, pour la fabrication de condensateurs électriques avec un diélectrique se composant d'au moins une "bande de papier imprégnée d'un diélectrique supplémentaire et d'au moins une bande de matière 5 synthétique se contractant sous l'action de la chaleur et/ou gonflant sous l'action de l'agent d'imprégnation. Les armatures des condensateurs peuvent alors être constituées par des couches métalliques déposées par vaporisation et pouvant être éliminées par brûlage ou par des feuilles métalliques. 10 Dans de tels condensateurs, il est connu de remplir avec un agent d'imprégnation les cavités du papier et les intervalles entre les couches de papier et de matière synthétique après l'enroulement ou l'empilage des éléments des condensateurs et après le séchage préalable et le dégazage, 15 ce remplissage ayant pour but d'augménter la résistance au claquage du papier et d'éviter les décharges électriques dans les intervalles et les cavités des éléments des condensateurs. Le séchage et le dégazage des éléments des condensateurs sont effectués sous vide ( ^^1 Q~ mm de mercure) 20 à des températures de 100 à 135a-C. Les gaz et les vapeurs sortent alors des éléments des condensateurs de façon essentiellement parallèle aux surfaces des bandes en matière isolante et des armatures des condensateurs, c'est à dire suivant le même chemin que celui que doit parcourir l'agent d'imprégnation pour péné-25 trer dans les intervalles et les cavités existant entre les couches des éléments des condensateurs. Cette pénétration de l'agent d'imprégnation peut être rendue plus difficile ou même empêchée du fait que les bandes de matière synthétique existant dans un élément de 30 condensateur se contractent en direction longitudinale à la température de sécharge élevée à une valeur de 1QO à 135°C. Les intervalles entre les couches de matière synthétique ou de papier sont ainsi rétrécis, ce qui rend plus difficile la sortie de gaz et de vapeurs ainsi que la pénétration de llagent d'im— 35 prégnation, . A cela s'ajoute encore que lors du contact de la feuille de matière synthétique avec un agent d^imprégnâtion amenant la feuille à gonfler à partir de son bord, il se produit un rétrécissement supplémentaire. des intervalles sur les faces frontales des éléments de condensateurs qui, long-hO temps avant 11imprégnation intégrale, peut conduire à vune 72 02717 - 2 - 2126188 fermeture étanche des intervalles et des cavités entre les couches des éléments de condensateurs. Les mesures pouvant éviter cela, telles que, par exemple, le refroidissement des éléments de condensateurs et de l'agent d'imprégnation à une température à 5 laquelle le gonflement de la matière synthétique a lieu de façon suffisemment lente et l'empilage des bandes de condensateurs à une pression d'application inférieure à la pression usuelle sont longues et onéreuses. Elles ne sont pas applicables dans tous les cas. lO Une autre voie pour éviter l'action de la chaleur et de l'agent d'imprégnation sur des éléments de condensateurs contenant des bandes de matière synthétique rétractables et gonflables ainsi que des bandes de papier imprégné consiste, suivant un nouveau procédé, conformément à 1'invention, en ce qu'on impré-% 15 gne les bandes de papier à mettre en oeuvre dans les éléments de condensateurs avant l'empilage ou l'enroulement de ces éléments. On peut effectuer cette imprégnation préalable sur des bandes de papier métallisées ou exemptes de métal, ainsi que sur des bandes de papier enroulées ou déroulées. 20 On effectue ensuite l'empilage ou l'enroule ment des éléments de condensateurs en bandes de papier pré-imprégnées et en bandes de matière synthétique gonflables sous la pression d'application là plus élevée possible. On favorise ainsi le remplissage des cavités existant encore à l'intérieur 25 des éléments de condensateurs par l'agent d'imprégnation en excès provenant du papier pré—imprégné et par la feuille de matière synthétique gonflée. Après l'empilage ou l'enroulement, on chauffe encore sous vide les éléments de condensateurs pour extraire les inclusions de gaz existant encore, avant la fer*e 30 ture des intervalles et des cavités et pour effectuer le gonflage lorsqu'on fait usage de feuilles gonflables. Si pour effectuer l'imprégnation préalable du papier, on fait usage d'un agent d'imprégnation solide à la température ambiante (cire dure) il peut être judicieux d'im-35 prégher encore après coup sous vide les éléments de condensateurs empilés ou enroulés avec un agent d'imprégnation liquide à là température ambiante (huile minérale) de ne procéder au chauffage des éléments de condensateurs qu'après l'imprégnation après coup. Pour le traitement des éléments de condensa-40 teurs après achèvement de l'imprégnation, il est recommandé 72 02717 - 3 - 2126188 de prévoir une température supérieure à la température de service ultérieure. On a effectué des essais compartifs avec des enroulements de condensateurs de 60 mm de large, ces enroulements 5 étant constitués avec des bandes de papier de 8 ^ d'épaisseur métallisées au zinc, les bandes de polypropylène de 6^ d'épaisseur étant enroulées entre les bandes de papier, les dits enroulements ayant tin diamètre de 30 mm. De façon éprouvée et après l'exécution du procé-10 dé conforme à l'invention, de tels enroulements de condensateurs sont imprégnés avec une cire dure (point d'égouttage 95°C) et imprégnés après coup avec une vaseline (point d'égouttage 52°C). Pour mettre en application le procédé conforme à l'invention, les bandes de papier métallisées sont d'abord 15 enroulées individuellement sur des cylindres, sécbées de façon connue et imprégnées à 115°C avec de la cire dure. Après leur ; refroidissement, les bandes de papier pré-imprégnées sont préfaçonnées, conjointement avec des bandes de polypropylène, sur une machine d'enroulement de condensateurs usuelle pour former 20 des enroulements de condensateurs et des ponts de contact sont métallisés sur leurs surfaces frontales suivant le procédé de métallisation par projection au pistolet. Après la métallisation des ponts des condensateurs, une partie des enroulements de condensateurs est traitée sous vide à 105°C pendant 2k heures et 25 une autre partie est traitée pendant 15 heures dans de l'air en circulation. Une autre série d'enroulements de condensateurs a été fabriquée à partir de bandes de papier métallisées similaires mais non pré-imprégnées et de bandes de polypropylène, ces 30 condensateurs ayant été séchés suivant des procédés connus et imprégnés avec les mêmes agents d'imprégnation. L'imprégnation de ces enroulements de condensateurs avec une cire dure (point d'égouttage 95°C) a été effectuée, par exemple après un ' - - * * * • 1 * séchage de 2k heures et un dégazage scus vide (L 10~ mm de mer-35 cure) à 115°C et l'imprégnation après coup a été effectuée avec de la vaseline à 70°C. Lors de la mesure de la tension de résistance au claquage (c'est à dire de la tension pour laquelle il se produit des décharges d'auto-régénération dans les enroulements des 4o condensateurs) des deux séries d'enroulements de condensàteurs 72 02717 - 5 - 2126188 revendication; s 1°/ Procédé pour la fabrication de condensateurs électriques contenant au moins une couche de papier imprégnée avec un agent d'imprégnation et au moins line couche de matière 5 synthétique se contractant sous l'action de la chaleur et/ou gonflant sous l'action de l'agent d'imprégnation, procédé caractérisé en ce qu'on effectue l'imprégnation du papier avant l'empilage des éléments de condensateurs et on soumet ces éléments, après l'empilage , à un traitement thermique, ayant lieu le cas 10 échéant sous vide, provoquant le processus soit de contraction soit de gonflement des couches de matière synthétique. 2°/ Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue l'empilage par enroulement de bandes. 3°/ Procédé suivant l'une quelconque des reven-15 dications 1 & 2, caractérisé en ce qu'on imprègne le papier sous forme de bandes enroulées librement. k°/ Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3j caractérisé en ce qu'on le met en application pour fabriquer des éléments isolants vis à vis de tensions électriques.