Brevet FR2230057A1 — publié le 19741213

La présente invention a pcur objet les condensateurs et plus précisément un élément de condensateur de puissance fonctionnant sous des tensions alternatives et capable d'autorégSnération après son claquage. On fabrique généralement les éléments de condensateur de puissance à partir d'un diélectrique à couches multiples avec des armatures exécutées soit en feuilles minces d'aluminium, soit en couches métallisées minces obtenues en déposant un métal par évaporation sous vide. Un inconvénient majeur de certains des éléments de conden sateurs indiqués, exécutés notamment en feuilles minces d'aluminium, est qu'ils deviennent hors d'usage en cas de défaillances ou d'endommagements locaux du diélectrique. En outre, ils ne sont pas autorégénérateurs. Un inconvénient majeur des autres éléments exécutés avec des couches métallisées tient à la mauvaise conductibilité calorifique de l'élément ou du paquet de condensateur. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients susdits. On s'est donc proposé de créer un élément de condensateur de puissance qui soit autorégénérateur, qui présente une bonne conductibilité calorifique et qui permette un contact fiable avec les armatures. On y parvient par le fait que dans un élément de condensateur de puissance suivant l'invention comprenant des couches de diélectrique et des armatures, l'une des armatures est une couche métallisée déposée à la surface d'une des couches de diélectrique, l'autre armature étant constituée de deux armatures en feuills métalliqu minc disposées séparément avec un interstice isolant à la surface de la couche non métallisée de diélectrique, la couche métallisée étant placée avec recouvrement relativement aux deux armatures en feuillesmétalliquesmincea Quand on exécute un élément de condensateur avec deux couches de diélectrique on dispose les deux armatures en feuilles métalliques minces entre les couches de diélectrique d'un méme c8té de la couche de diélectrique non métallisée et du côté opposé par rapport à lacouche métallisée. Pour augmenter la rigidité diélectrique entre les armatures en feuilles métalliques minces lorsqu'on cherche à créer un condensateur à haute tension avec un élément constitué notamment de trois couches de diélectrique il est avantageux de disposer les armatures en feuilles métalliques minces aux faces opposées d'une couche du diélectrique non métallisé de l'élEmeat. Un élément de condensateur de puissance exécuté en conformité avec l'invention permet de résoudre avec succès les problèmes posés dans ce qui précède ; pareille conception du condensateur permet de réaliser d'une part un élément autorégénérateur3 propriété généralement caractéristique des condensateurs à armatures à couches métallisées, et d'obtenir d'autre part une bonne conductibilité électrique et un contact sûr avec les armatures ce qui est propre aux condensateurs à armatures en feuilles métalliques minces. Ainsi un condensateur comportant un tel élément se compose en fait de deux condensateurs réunis en série dont chacun a une armature à feuille mince métallique et une armature à couche métallisée. La couche métallisée sert de sûreté entre les deux condensateurs. Les conditions d'autorégénération dans les condensateurs constitués d'éléments, suivant l'invention, sont plus favorables que dans les condensateurs communes en papier métallisé. En effet, les armatures à feuilles métalliques minces contribuent à dissiper plus rapidement la chaleur dégagée à l'emplacement du claquage. En outre, le claquage simultané de deux condensateurs réunis en série étant peu probable, si l'un des condensateurs devient le siège d'un claquage, le second constitue une impédance branchée en série qui limite le courant de court-circuit. L'élément de condensateur de conception proposée peut autre mis en oeuvre dans des condensateurs pour convertisseurs de courant à thyristors ainsi que dans des condensateurs de puissance d'autres types. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation d'un élément de condensateur et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un élément de condensateur à feuille métallique mince émergente pour le cas où il est indispensable de disposer deux couches de diélectrique entre les armatures ; - la figure 2 représente schématiquement un élément de condensateur suivant la figure 1, mais avec une armature en feuille métallique mince noyée (en retrait); - la figure 3 représente schématiquement un élément de condensateur à diélectrique à couches multiples (six couches) à feuille métallique émergente;; - la figure 4 représente schématiquement un élément de condensateur suivant la figure 3, mais avec une feuille métallique mince noyée (en retrait). L'examen de la figure 1 montre qu'on enroule l'élément de condensateur avec une couche unique de diélectrique 1 qui comporte un revêtement métallique (couche métallisée) obtenu par évaporation d'un métal sous vide, deux armatures métalliques, notamment à feuilles minces d'aluminium 3 et une couche intermédiaire (non métallisée) de diélectrique 4. La cotche métallisée 2 déposée sur la couche de diélectrique 1 se trouve aux bords légèrement en retrait ce qui confère la rigidité diélectrique requise entre les armatures en feuilles métalliques minces 3 et la couche métallisée 2. Les armatures à feuilles métalliques minces 3 sont disposées entre les couches de diélectrique 1 et 4 dans un même plan avec interstice isolant entre elles pour conférer la rigidité diélectrique et émergent légèrement par rapport aux bords de l'élément du condensateur. Un élément de condensateur peut être réalisé également avec une feuille métallique mince noyée, clest-à-dire de la manière représentée sur la figure 2, sans que les armatures à feuilles métalliques minces 3 dépassent les bords de l'élément. Si l'on exécute un élément de condensateur avec trois couches de diélectrique ou davantage on dispose également les armatures à feuilles métalliques minces 3 (figure 3) par rapport à la couche métallisée 2 comme indiqué sur les figures l et 2, toutefois les armatures à feuilles métalliques minces 3 sont encore isolées les unes des autres par une couche non métallisée de diélectrique 4, c'est-à-dire quelles ne sont pas disposées dans un même plan, mais de part et d'autre de la couche de diélectrique 4. Pareille exécution d'un élément de condensateur permet d'élever la rigidité diélectrique entre les armatures à feuilles métalliques minces pour condensateurs à haute tension et forme une couche de barrage complémentaire entre les armatures. L'enroulement des éléments de ce genre peut s'effectuer aussi bien avec feuilles métalliques minces émergentes (figure 3) qu'avec les feuilles métalliques minces noyées (figure 4). Dans toutes les versions décrites dans ce qui précède, la tension de service est appliquée à deux armatures à feuilles métalliques minces 3.La sortie s'effectue par des procédés courants (par soudure tendre et schoopage - projection de métal au pistolet en cas d'enroulement avec feuilles métalliques minces émergentes ; par montage de pièces noyées pour enroulement aec feuilles métalliques minces noyées). On peut utiliser en t:.t que diélectrique solide des matériaux à condensateurs plans ou des bandes quelconques (papiers, films synthétiques) imprégnés ou non imprégnés). Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention REVENDICATIONS 1. Elément de condensateur de puissance comprenant des couches de diélectrique et des armatures métalliques, caractérisé en ce que l'une des armatures métalliquesest une couche métallisée déposée à la surface d'une des couches de diélectrique tandis que l'autre armature métallique est exécutée en deux armatures à feuilles métalliques minces disposées séparément avec un interstice isolant à la surface de l'autre couche non métallisée du diélectrique de l'élément, la couche métallisée étant disposée avec recouvrement par rapport aux deux armatures à feuilles métalliques minces. 2. Elément de condensateur de puissance suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de la réalisation de cet élément à deux couches de diélectrique les deux armatures à feuilles métalliques indiquées sont disposées entre les couches de diélectrique d'un même côté de la couche -non métallisée du diélectrique de côté opposé par rapport à la couche métallisée. 3. Elément de condensateur de puissance suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'en cas de la réalisation de l'élément pour condensateurs à haute tension à trois couches de diélectrique ou davantage, les deux armatures à feuilles métalliques minces indiquées se trouvent sur les faces opposées de la couche du diélectrique non métallisée.