Brevet FR2473778A1 — publié le 19810717

PLAQUETTE D'ELECTRODE POUR CONDENSATEUR. La présente invention concerne une plaquette d'électrode pour des con- densateurs, comportant des films diélectriques et des feuilles d'électrodes, telles que des feuilles d'aluminium, appliqués l'un contre l'autre ou en- roulés ensemble. \ Les condensateurs à haute tension classiques comprennent une feuille de papier isolant ou bien une feuille de papier isolant et un film de matière plastique servant de matériau diélectrique ainsi qu'une feuille d'aluminium qui sont agencés sous forme d'une structure stratifiée ou feuilletée, et au moins une paire de plaquettes d'électrode qui sont agencées suivant une con- figuration appropriée pour entrer en contact avec des électrodes opposées, ou bien lesdits condensateurs comprennent des films de matière plastique et des électrodes qui sont appliqués l'un contre l'autre. D'une façon générale, on fabrique des condensateurs de ce genre en assurant l'application par laminage desdits films diélectriques et desdites feuilles d'électrode, qui possèdent une largeur inférieure à celle des films diélectriques, puis en les enroulant ensemble, en interposant au moins une paire de plaquettes d'électrode placées dans une configuration appropriée pour entrer en contact avec les électrodes opposées respectives pendant la phase d'enroulement en vue de former ainsi un élément de condensateur; ensuite, cet élément de con- densateur est logé dans un récipient généralement constitué par un bottier métallique ou une partie semblable, puis on effectue une imprégnation sous vide à l'aide d'une huile isolante. En ce qui concerne les plaquettes d'électrode intervenant dans de tels condensateurs, on a utilisé des plaquettes qui sont formées d'une feuille métallique ayant une épaisseur égale ou supérieure à celle de la feuille d'électrode et qui est découpée à un certain profil, par exemple une feuille de cuivre en forme de ruban qui a été revêtue électrolytiquement d'étain, ou bien une feuille de cuivre en forme de ruban qui a été soudée sur une feuille d'aluminium présentant une largeur supérieure à celle de la feuille de cuivre. Puisque les plaquettes de connexion d'électrode de ce type sont dispo- sées sur les feuilles d'électrode respectives et sont enroulées en même temps que les films diélectriques et les feuilles d'électrode dans la phase de formation de l'élément de condensateur,-la liaison électrique entre les plaquettes de connexion et les feuilles d'électrode est fonction de forces mécaniques et électrostatiques. On a considéré par conséquent que la feuille d'électrode et la plaquette de connexion établissent un contact ponctuel seulement localement, ce qui ne permet pas d'obtenir un contact électrique correct. En conséquence, bien que la plaquette de connexion placée sur et enroulée avec la feuille d'électrode dans la phase d'enroulement puisse-initialement entrer en con- tact avec la feuille d'électrode essentiellement suivant un plan de contact, lorsque l'huile isolante pénètre suffisamment à l'intérieur du papier d'isolation ou bien entre les films diélectriques et dans l'interface existant entre eux et la feuille d'électrode dans la phase suivante d'im- prégnation de l'élément condensateur, l'huile isolante pénètre également, approximativement sous la forme d'une pellicule ayant une épaisseur corres- pondant à une seule molécule, dans la zone de contact correspondant à l'interface entre la feuille d'électrode et la plaquette de connexion. Il en résulte que, puisque l'intervalle entre la feuille d'électrode et la plaquette de connexion, qui a été maintenu jusqu'à maintenant de façon que l'on obtienne un contact linéaire ou plan, est agrandi par l'intrusion et la présence de l'huile isolante, le contact entre la feuille d'électrode et la plaquette de connexion est maintenant conservé seulement dans une zone extrêmement limitée, par exemple sur la périphérie de la plaquette de connexion o il s'établit essentiellement un contact ponctuel ou un contact linéaire. Si une haute tension est appliquée entre les deux plaquettes de con- nexion du condensateur en provoquant le passage d'un courant de grande intensité entre ses parties se trouvant dans un tel état de contact, il en résulte que, puisque le contact entre les plaquettes de connexion et les feuilles d'électrode est insuffisant, la haute tension, et par consé- quent le courant de forte intensité, sont concentrés dans des zones limitées de contact, ce qui se traduit par un fort échauffement localisé des feuilles d'électrode, susceptible de provoquer leur fusion. En outre, un tel échauf- fement favorise la dégradation du papier d'isolation et du film de matière plastique et, dans les cas les plus défavorables, cela peut provoquer une destruction de la capacité d'isolation du film diélectrique. 247 3778 3 22473778 Pour établir un contact électrique étroit entre la feuille d'électrode et la plaquette de connexion, on a proposé d'appliquer un procédé de soudage par points de la feuille d'électrode et de la plaquette de connexion, ou bien un procédé consistant à fixer ensemble lesdites parties à l'aide d'adhésif (ou peintures) conducteurs. Cependant, le procédé de soudage cité en premier crée des difficultés opératoires dans le cas o l'épaisseur des feuilles d'électrode est faible et il est également désavantageux du fait que des saillies indésirables sont formées sur la périphérie de la zone soudée et ont tendance à réduire la tension de'régime du condensateur. Dans le second procédé précité, l'adhésif conducteur peut pénétrer dans l'huile isolante d'imprégnation en ayant tendance à diminuer le degré d'isolation du condensateur. En conséquence, l'invention a pourbutde fournir une plaquette de connexion d'électrode pour un condensateur imprégné par huile et comportant des films diélectriques et des feuilles d'électrode qui sont appliqués l'un contre l'autre, ladite plaquette de connexion permettant d'éliminer les possibilités de destruction du condensateur sous l'effet d'un contact défectueux causé par la fonction incomplète d'établissement de contact de la plaquette de connexion d'électrode; ladite plaquette de connexion permet également d'effectuer l'opération classique d'enroulement du condensateur. La caractéristique de la plaquette de connexion d'électrode conforme à l'invention consiste en ce qu'un contact étroit est établi entre la plupart des parties de la zone du corps principal de plaquette et de l'électrode, même lors de l'imprégnation par l'huile d'isolation, en ménageant plusieurs lignes de coupe ou fentes dans le corps principal de la plaquette. Plus spécifiquement la plaquette de connexion d'électrode conforme à l'in- vention est placée sur la feuille d'électrode sous la forme d'une borne constituée d'une feuille métallique, par exemple une feuille d'aluminium, une feuille de cuivre, une feuille de cuivre plaquée d'étain ou une feuille semblable (ayant classiquement une épaisseur comprise entre 20 et 200 microns), et de petites écailles mobiles sont formées en plusieurs positions dans le corps principal de la plaquette de connexion d'électrode afin d'entrer en contact avec la feuille d'électrode, la majeure partie des zones périphériques desdites écailles étant séparée par découpage du corps principal de la pla- quette, tout en laissant subsister une partie résiduelle qui est en contact avec le corps principal de la plaquette afin que l'écaille mobile correspon- dante puisse être pliée par rapport au corps principal de la plaquette. 4 2473778 Puisque chacune des différentes petites écailles mobiles, dont la pé- riphérie est séparée par sectionnement dans sa majeure partie par rapport au corps principal de la plaquette par découpage par exemple suivant une forme de U ou une forme incurvée, peut être déplacée par rapport à l'ensemble de la surface du corps principal de plaquette indépendamment des autres écailles, chacune des petites écailles mobiles peut établir un contact avec les feuilles d'électrode indépendamment du corps principal de la plaquette. En outre, même si la zone de contact entre les petites écailles mobiles et la feuille d'électrode est diminuée par l'intrusion de l'huile isolante, on conserve une zone de contact extrêmement efficace dans chacune des petites écailles mobiles. En conséquence, un grand nombre de petites écailles mobiles ainsi formées dans le corps principal de la plaquette de connexion augmente la surface de contact entre les plaquettes de connexion d'électrode Set les feuilles d'électrode en contribuant ainsi en correspondance à éliminer les risques de destruction du condensateur par suite d'un contact insuffisant. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif mais non limitatif. Les Figures l et 2 sont des vues en perspective montrant la condition d'enroulement de condensateurs enroulés de types classiques. Les Figures 3 à 7 sont des schémas permettant d'expliquer la structure de différents modes de réalisation de la plaquette de connexion d'électrode, conforme à l'invention. La Figure 8 est une vue en coupe verticale de la plaquette de connexion d'électrode, faite suivant la ligne A-A de la Figure 7. La Figure 9 est une vue en coupe schématique d'une partie du condensa- teur qui montre la condition de flexion de la plaquette de connexion d'élec- trode conforme à l'invention dans le condensateur enroulé. La Figure 10 est une vue schématique d'une partie de la plaquette de connexion d'électrode conforme à l'invention, qui la représente en service, essentiellement dans un état plan, dans un condensateur feuilleté. La Figure 11 est une vue représentant un autre mode de réalisation de la plaquette de connexion d'électrode conforme à l'invention. Les Figures 12 et 13 sont des vues en plan montrant des plaquettes de connexion d'électrode classiques; et la Figure 14 est une vue montrant un autre mode de réalisation de la plaquette de connexion d'électrode conforme à l'invention. Les Figures 1 et 2 représentent un élément de condensateur enroulé utilisant des plaquettes de connexion d'électrode 1. La plaquette de con- nexion d'électrode 1, se composant d'une fiche ou lame 2 formant borne et d'un corps principal 3 ayant une surface agrandie par rapport à la fiche ou lame 2, est placée sur une feuille d'électrode 4, les deux parties étant enroulées en même temps qu'un film diélectrique 5 (papier isolant ou film de matière plastique) pour constituer un élément de condensateur. Les Figures 3 et 4 représentent des plaquettes de connexion d'électrode et 31 conformes à la présente invention et utilisables avec un élément de condensateur du type défini ci-dessus. La plaquette de connexion 30 a une forme semblable à celle indiquée sur la Figure 1 et elle comprend une fiche ou lame de connexion 2 en forme de ruban et un corps principal 3, constitué d'une feuille d'aluminium et présentent une largeur supérieure à celle de la lame 2. Il est prévu plusieurs lignes de coupe ou fentes 6, ayant, soit une forme de U, soit une forme incurvée, dans le corps principal de plaquette qui est au contact de la feuille d'électrode 4 'et chacune des zones entourées par la ligne de coupe ou la fente en forme de U ou de forme incurvée est sectionnée du corps principal 3 de la plaquette, tout en laissant subsister une partie de sa périphérie en liaison avec ledit corps de façon que chacune desdites zones forme une petite écaille mobile 7 qui peut être librement infléchie par rapport au corps principal 3 de la plaquette. La ligne de coupe ou fente 6 peut avoir la forme d'un demi-cercle ou d'un arc, en addition aux formes indiquées sur les dessins, et l'agencement ainsi que l'orientation des zones délimitées par lesdites lignes de coupe ou fentes 6 peuvent être déterminés de façon appropriée en fonction de la condition d'utilisation de l'élément de condensateur. Dans le cas o la plaquette de connexion d'électrode est insérée dans la partie incurvée de l'élément de condensateur se composant de films diélectriques appliqués contre des feuilles d'électrode qui sont enroulées ensemble comme indiqué sur les Figures 1 et 2, il est préférable de profiler les lignes de coupe ou fentes 6 de manière que les petites écailles mobiles 7 puissent être infléchies essentiellement dans une direction perpendiculaire à l'orienta- tion longitudinale de la plaquette de connexion 2. Bien que les lignes de coupe ou fentes puissent avoir une configuration linéaire sans largeur substantielle et puissent être formées par un simple découpage, par exemple à l'aide d'un couteau, il est préférable de donner aux lignes de coupe ou aux fentes une petite largeur par un décapage chimique ou par un moyen semblable, puisque les petites écailles mobiles peuvent alors être écartées sans entrave du corps principal de la plaquette. Il est en outre souhaitable que la ligne de coupe ou la fente 6 ait une lar- geur qui soit supérieure à l'épaisseur du corps principal de la plaquette. La plaquette de connexion 32 représentée sur la Figure 5 comporte une partie en forme de lame 2 qui est solidaire de la zone médiane du corps principal 3 de la plaquette et qui est pourvue, respectivement à droite et à gauche de l'axe longitudinal de la lame 2, de groupes de petites écailles mobiles 7 comportant chacune une ligne de découpage ou une fente en forme de U dont l'orientation est perpendiculaire à la direction longitudinale de la plaquette, lesdites écailles étant placées dans des positions respec- tivement opposées dans les groupes situés à droite et à gauche dans la plaquette. Cette structure permet d'obtenir un-contact étroit entre les groupes de petites écailles mobiles et les feuilles d'électrode lorsque lesdites plaquettes sont placées dans la partie fortement incurvée de l'élément de condensateur en condition enroulée. En outre, puisque la lame de connexion est placée au milieu du corps principal de la plaquette, la distorsion et la tension se produisant dans ladite lame sont uniformément réparties dans l'ensemble du corps principal de la plaquette, ce qui permet de réduire leurs effets sur la plaquette de connexion. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 6, un évidement 35 pénétrant profondément dans le corps principal dela plaquette est formé sur ou à proximité de la partie de base de la lame 2 par rapport au corps principal 3 de ladite plaquette. Dans ce mode de réalisation, on peut réduire des effets perturbateurs se produisant sous la forme de "plissements" ou de déformations semblables dans le corps principal de la plaquette lorsque la lame de connexion 2 est raccordée à des câblages d'électrode (non représentés). Une ligne de coupe 8 qui vient s'ajouter à celles définissant les petites écailles mobiles 7, peut également être ménagée à proximité de l'extrémité de base de la lame de connexion 2 dans la plaquette 33. Puisque la ligne de coupe 8 peut empêcher la formation de plissements ou de déformations semblables du fait de l'allongement de l'ensemble de la plaquette quand la lame 2 est reliée à des câblages d'électrode (non représentés), la contrainte appliquée à la lame 2 peut être interrompue par cette ligne 8, de sorte qu'on empêche ainsi cette contrainte de se propager à l'intérieur du corps principal 3 de la plaquette. Dans le mode de réalisation de la Figure 7, de fines rainures 9 sont ménagées dans l-a plaquette de connexion 34 dans la direction longitudinale de la lame de connexion 2 et en contact avec l'extrémité de la ligne de coupe 6 définissant les petites écailles mobiles 7, ce qui facilite la pénétration de l'huile isolante d'imprégnation dans la plaquette de connexion d'électrode et, par conséquent, dans le condensateur feuilleté, et ce qui facilite en outre la flexion des petites écailles mobiles 7 par rapport au corps principal de plaquette. La Figure 8 est une vue en coupe verticale de la plaquette de connexion d'électrode, faite suivant la ligne A - A de la Figure 7. Dans la plaquette de connexion d'électrode représentée dans ce mode de réalisation, les petites écailles mobiles 7 sont écartées du corps principal 3 de la plaquette en direction de la feuille d'électrode, comme le montre la Figure 9, o la plaquette de connexion a été pliée dans la phase d'enroule- ment et o cette plaquette entre en contact avec la feuille d'électrode par les différentes petites écailles mobiles. Egalement, comme le montre la Figure 10, les petites écailles mobiles 7 qui sont formées dans le corps principal 3 de la plaquette sont pliées par rapport â la forme d'électrode 4 qui est au contact du film diélectrique 5 et elles entrent ainsi en contact avec ladite feuille d'électrode. Dans le cas o une plaquette de connexion est utilisé avec une partie se trouvant approximativement dans un état plan, on peut former, comme indiqué sur la Figure 11, de petites écailles mobiles 7, comportant des lignes de coupe en forme de U et orientées dans une direction parallèle à la direction longitudinale de la lame de connexion 2. Les petites écailles mobiles 7 sont pliées de façon à entrer en contact avec la feuille d'électrode, comme le montre la Figure 9, dans le cas o le corps principal de la plaquette est utilisé dans une condition fortement incurvée dans son ensemble. Cependant, dans le cas o le corps principal de la plaquette est utilisé approximativement dans un état plan, les petites écailles mobiles 7 peuvent être au préalable pliées ou recourbées dans la direction envisagée afin d'entrer en contact avec la feuille d'électrode 4, comme le montre la Figure 10. Dans le cas o les petites écailles mobiles ont été préalablement pliées ou recourbées dans la direction envisagée, puisqu'elles définissent naturellement les faces avant et arrière de la plaquette de connexion, cette plaquette doit toujours être insérée de manière que le côté duquel les petites écailles mobiles 7 font saillie entre en contact avec la feuille d'électrode 4. Lorsqu'on ne souhaite pas être lié à l'obligation de préciser la position desdites surfaces avant et arrière de la plaquette, on peut alterner la direction de flexion ou de recourbement des petites écailles mobiles 7 pour chaque écaille, ou bien pour chaque groupe d'écailles. Par exemple, dans la plaquette de connexion représentée sur la Figure 5, le groupe de petites écailles mobiles qui est placé à droite de la ligne médiane de la lame de connexion 2 peut être.. incurvé vers le haut, alors que le groupe d'écailles mobiles qui est placé à droite de ladite ligne peut être incurvé vers le bas. On peut alors obtenir un contact satisfaisant entre la feuille d'électrode et les petites écailles mobiles lorsqu'une des surfaces de la plaquette de connexion entre en contact avec les feuilles d'électrode correspondantes. En variante, comme indiqué sur la Figure 14, le corps principal 3 de la plaquette de connexion peut être pourvu de plusieurs régions7délimitées par des paires de lignes de coupe ou de fentes 6 qui sont placées dans des positions mutuellement opposées et qui sont espacées d'une distance cons- tante, de sorte que la zone de contact entre la plaquette de connexion d'électrode selon l'invention et la feuille d'électrode correspondante peut être augmentée par comparaison au cas o une seule plaquette de con- nexion d'électrode est utilisée. On va maintenant comparer la plaquette de connexion d'électrode con- forme à la présente invention et les plaquettes de connexion d'électrode 36 et 37 qui sont utilisées dans le domaine connu et qui ont été représentées sur les Figures 12 et 13. Pour la plaquette de connexion d'électrode 36 de type classique, une partie de connexion 2 ayant une forme de ruban ou de lame et un corps principal 3 de la plaquette, formée d'aluminium et d'une largeur supérieure à celle de la lame, sont soudées ensemble en position 8 par soudage par points. La plaquette de connexion d'électrode 37 se compose alors du corps principal 3 et de la lame 2, ces deux parties ayant été formées par poinçonnage dans une feuille de cuivre mince. En conséquence, lorsque des plaquettes de connexion d'électrode dece genre sont utilisées dans des éléments de condensateurs enroulés ou dans des éléments de condensateurs stratifiés qui sont formés de films diélectriques et de feuilles d'électrode,- la feuille d'électrode et le corps principal de la plaquette de connexion ont tendance à entrer en contact seulement dans des partties extrêmement limitées, ledit contact étant ponctuel ou linéaire. Au contraire, confor- mément à la présente invention, puisqu'il est prévu dans le corps principal de la plaquette de connexion plusieurs petites écailles mobiles servant à établir le contact, un contact étroit est maintenu entre la feuille d'électrode et la majeure partie de la surface du corps principal de pla- quette à l'intérieur de l'élément de condensateur, ce qui permet ainsi d'éliminer les risques de destruction du condensateur qui résultent souvent d'un contact insuffisant entre le corps principal de la plaquette de connexion et la feuille d'électrode, et ce qui permet également la fabrication de condensateur d'une grande fiabilité. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, qui peuvent faire l'objet de nombreuses variantes. REVENDI CATIONS 1.- Plaquette de connexion d'électrode pour un condensateur imprégné par huile comportant des films diélectriques et des feuilles d'électrode qui sont appliqués l'un contre l'autre, caractérisée en ce que plusieurs lignes de coupe (6) sont ménagées dans le corps principal (3) de la plaquette (1) de façon qu'un contact puisse être établi entre la majeure partie dudit corps principal (3) de la plaquette et la feuille d'électrode (4). 2.- Plaquette de connexion d'électrode selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que chacune desdites lignes de coupe (6) délimite une petite écaille mobile (7) dont la périphérie extérieure est, sur sa majeure partie, séparée par sectionnement du corps principal (3) de la plaquette à l'aide des fentes (6), tandis qu'une partie restante est reliée audit corps principal (3) de la plaquette. 3.- Plaquette de connexion d'électrode selon la revendication 2, ca- ractérisée en ce que chacune des lignes de coupe (6) de toutes les petites écailles mobiles (7) ménagées dans le corps principal (3) de la plaquette est orientée dans la même direction par rapport à la direction longitudinale de la partie en forme de lame de connexion (2) de la plaquette. 4.- Plaquette de connexion d'électrode selon la revendication 2, ca- ractérisée en ce que les lignes de coupe (6) des petites écailles mobiles (7) d'un groupe placé à droite de l'axe longitudinal de la lame (2) de la plaquette et les lignes de coupe (6) des petites écailles mobiles d'un groupe placé à gauche dudit axe longitudinal de la lame (2) de la plaquette ont des directions mutuellement opposées par rapport à l'axe longitudinal de ladite lame. 5.- Plaquette de connexion d'électrode selon la revendication 2, caractérisée en ce que les lignes de coupe (6) de plusieurs petites écailles mobiles qui sont ménagées dans le corps principal (3) de la plaquette de connexion ont une largeur de coupe supérieure à l'épaisseur du corps princi- pal de la plaquette. 6.- Plaquette de connexion d'électrode selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une ligne de coupe (8) est ménagée dans le corps principal (3) de la plaquette de connexion à proximité de l'extrémité de base de la lame (2) en vue d'interrompre la propagation de la contrainte dans ladite lame (2). 7.- Plaquette de connexion d'électrode selon la revendication 2, caractérisée en ce que les lignes de coupe des petites écailles mobiles du groupe placé à droite de l'axe longitudinal de ladite lame (2) du 2473778 corps principal (3) de la plaquette et les lignes de coupe des petites écailles mobiles du groupe situé à gauche dudit axe ont des directions différentes les unes par rapport aux autres. 8.- Plaquette de connexion d'électrode selon la revendication 2, caractérisée en ce que des rainures de canalisation d'huile isolante sont ménagées depuis une extrémité du corps principal (3) de la plaquette jusqu'à l'autre extrémité dudit corps principal le long de la partie de contact de chacune des petites écailles mobiles (7) qui sont prévues sur le corps principal (3) de la plaquette. 9.- Plaquette de connexion d'électrode selon la revendication 2, caractérisée en ce que la ligne de coupe est établie de façon que la direction longitudinale de la lame (2) et la direction de flexion des petites écailles mobiles (7) prévues dans le corps principal (3) de 'a plaquette soient orientées parallèlement entre elles. 10.- Plaquette de connexion d'électrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que plusieurs paires de fentes (6) sont ménagées dans le corps principal (3) de la plaquette de connexion, les deux fentes d'une paire étant placées dans des positions mutuellement opposées et étant espacées d'une distance constante.